DS1307实时时钟分线板套件的使用

概述

这是一个出色的电池支持实时时钟（RTC），即使重新编程或断电，您的微控制器项目也可以跟踪时间。 DS1307是最流行的RTC，最适合与基于5V的芯片（如Arduino）配合使用。

所有零件，包括PCB，接头连接器包括电池和电池

可快速组装和使用

将插头插入任何面包板，也可以使用电线

我们提供了带有Arduino的示例代码和库我们的文档页面上的演练

两个安装孔

将保持5年或更长时间

此分线板是一个套件，需要一些只需15分钟即可完成。

什么是RTC？

实时时钟基本上就像手表一样-它依靠电池供电，即使断电也能为您节省时间！使用RTC，即使您对微控制器进行重新编程或将其与USB或电源插头断开连接，您也可以跟踪较长的时间线。

大多数微控制器（包括Arduino）都具有称为“ millis（），并且芯片中还内置了计时器，可以跟踪更长的时间段，例如分钟或几天。那么，为什么要有单独的RTC芯片呢？好吧，最大的原因是 millis（）仅跟踪时间，因为Arduino上次供电是- 。这意味着打开电源后，毫秒计时器将设置为0。Arduino不知道它是“星期二”还是“ 3月8日”，它只能告诉我“自从我上次离开以来已经过了14，000毫秒”

确定，如果要在Arduino上设置时间怎么办？您必须编程日期和时间，从那时起您就可以算上它了。但是，如果失去电源，则必须重新设置时间。就像非常便宜的闹钟一样：每当他们掉电时，它们都会闪烁 12:00

尽管这种基本的计时功能在某些项目中是可行的，但在某些项目中，例如数据记录器，时钟等必须保持一致的计时，当Arduino电池耗尽或重新编程时，计时不会重置。因此，我们包括一个单独的RTC！ RTC芯片是一种专门的芯片，可以跟踪时间。它可以计算leap年，并且知道一个月中有多少天，但是它不考虑夏时制（因为它在不同的地方有所不同）

https://en.wikipedia.org/wiki/Real-time_clock#/media/File ：上图显示的是带有实时时钟DS1387的计算机主板。其中有一个锂电池，这就是为什么它这么大。

我们将使用的RTC是DS1307。它价格低廉，易于焊接，并且可以在非常小的硬币电池上运行数年。

备份

只要它有一个可运行的纽扣电池，即使Arduino断电或被重新编程，RTC也会在很长的时间内运行。

使用任何CR1220 3V锂金属纽扣电池：

CR1220 12mm直径-3V锂币电池电池

产品编号：380

这些是最高质量的电池。容量的电池，与iCufflinks，iNecklace，Datalogging和GPS Shields，GPS HAT等产品随附的电池相同。每笔订购一个电池。..

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您必须安装纽扣电池才能使RTC正常工作，如果没有纽扣电池，则应将电池引脚拉低。

零件列表

如果您有组装版本，请跳过此步骤，即为您完成！

ImageName说明零件信息数量

IC2实时时钟芯片DS13071

Q132.768 KHz，12.5 pF手表晶体通用32.768KHz晶体1

R1，R21/4W 5％2.2K电阻

红色，红色，红色，金色通用2

C10.1uF陶瓷电容器（104）通用1

5针公头（1x5）通用1

BATT12mm 3V锂纽扣电池（截至2015年10月15日，产品不再配备纽扣电池-尽管我们建议您购买纽扣电池！）CR12201

BATT‘12mm硬币电池座Keystone 30011

PCB电路板Adafruit Industries1

组装

如果您有组装版本，请跳过此步骤，即完成为您服务！

将电阻，晶体和电容器的引线短路。

通过检查零件清单并确认您拥有一切，准备组装套件！

下一步，加热烙铁并清理办公桌。

将电路板放在虎钳中，以便您可以轻松地对其进行操作。

通过在电池负极上焊接一个小凸起开始：这样可以更好地接触！

放置两个2.2K电阻和一个陶瓷电容器。它们是对称的，因此无需担心方向。 如果您打算与Raspberry Pi（具有3.3V逻辑并内置上拉电阻）一起使用，请跳过2.2K电阻！

然后放置晶体（也是对称的），电池座（继续，以便电池可以在侧面滑动）和RTC芯片。必须放置RTC芯片，使末端的凹口/圆点与丝印相匹配。看左图，缺口指向下。在焊接芯片之前，请仔细检查，因为它很难撤消！

为防止电池座掉落，您可能需要从顶部“点焊”它。

然后在板上翻转并焊接所有引脚。

如果您愿意要使用插头将分线板插入某些东西，请将插头插入面包板，长边朝下放置，使短路针穿过焊盘。

将其焊接到位。

插入电池，使+面平UP。 电池可以使用5年或更长时间，因此无需拆卸或更换电池。

您必须安装纽扣电池才能使RTC正常工作，如果没有纽扣电池，它将被扼杀并可能挂起Arduino，因此请务必确保已安装电池，即使电池没电也是如此。

接线

只有5个引脚： 5V GND SCL SDA SQW 。

5V 用于为RTC芯片供电以查询时间。如果没有5V信号，则芯片会通过纽扣电池进入休眠状态。

将 GND 连接到公共电源/数据地

SCL 引脚连接到Arduino上的I2C时钟 SCL 引脚。在基于UNO和’328的Arduino上，这也称为 A5 ，在Mega上也称为 digital 21 ，在Leonardo/Micro上，也称为数字3

将 SDA 引脚连接到Arduino上的I2C数据 SDA 引脚。在基于UNO和‘328的Arduino上，这也称为 A4 ；在Mega上，其也称为 digital 20 ；在Leonardo/Micro上，这也称为数字2

SQW 是RTC可选的方波输出（如果已配置的话）。大多数人不需要或使用此图钉

用于Arduino UNO的有趣插件

如果将模拟引脚 A3 设置为OUTPUT和HIGH，将 A2 设置为OUTPUT和LOW，则可以直接从引脚为RTC供电！

将Arduino UNO A4连接到SDA。将Arduino模拟引脚A5连接到SCL。

这仅适用于UNO和其他基于ATmega328的Arduino！

Arduino库

与RTC对话

RTC是i2c设备，这意味着它使用2条线进行通信。这两条线用于设置时间并进行检索。在Arduino UNO上，这些引脚还连接到模拟4 和 5 引脚。这有点烦人，因为我们当然希望最多有6个模拟输入来读取数据，而现在我们已经丢失了2个。

对于RTC库，我们将使用JeeLab卓越的分叉器可以在GitHub上找到RTC库 。您可以通过访问github存储库并手动下载来实现此目的，或者只需单击此按钮即可下载zip

安装Adafruit_RTCLib库

对于RTC库，我们将要使用JeeLab出色的RTC库的分支。

要开始对RTC进行读写，您需要安装Adafruit_RTClib库（在github存储库中的代码）。可以从Arduino库管理器中获得它，因此我们建议使用它。

从IDE中打开库管理器。..

，然后输入 RTClib 来查找库。

查找 Adafruit RTClib （可能还有其他！）

单击安装

我们在Arduino上也有很棒的教程在以下位置安装库：

http://learn.adafruit.com/adafruit-all-about-arduino-libraries-install-use

完成后，重新启动IDE

了解代码

首次RTC测试我们将演示的第一件事是一个测试草图，它将每秒从RTC读取时间。我们还将显示如果您卸下电池并更换电池会发生什么，因为这会导致RTC停止。因此，要开始使用，请在未给Arduino供电或未将其插入USB的情况下从电池座中取出电池。等待3秒钟，然后更换电池。这将重置RTC芯片。现在加载下面的草图（也可以在示例→RTClib→ds1307 中找到），并在数据记录器防护罩打开的情况下将其上传到Arduino！（别忘了安装DS1307库）在运行下面的代码之前）

现在打开串行控制台，并确保将波特率正确设置为 57600波特，您应该看到以下内容：

只要RTC芯片失去所有电源（包括备用电池） ），它将以0：0：0的形式报告时间，并且不会计数秒（停止）。无论何时设置时间，它都会开始计时。因此，基本上，这样做的结果是，一旦设置了时间，就永远不要卸下电池。您不需要，电池座也非常贴合，因此除非面板被压碎，否则电池不会“掉落”

设置时间加载相同的草图后，取消注释以 RTC开始的行。调整 像这样：

下载：文件

复制代码

if （！ rtc.initialized（）） {

Serial.println（“RTC is NOT running！”）;

// following line sets the RTC to the date & time this sketch was compiled

rtc.adjust（DateTime（F（__DATE__）， F（__TIME__）））; if （！ rtc.initialized（）） {

Serial.println（“RTC is NOT running！”）;

// following line sets the RTC to the date & time this sketch was compiled

rtc.adjust（DateTime（F（__DATE__）， F（__TIME__）））;

这行很可爱，它的作用是根据您使用的计算机获取日期和时间（当您编译代码）并将其用于对RTC进行编程。如果您的计算机时间设置不正确，则应首先解决该问题。然后，您必须按上传按钮进行编译，然后立即上传。如果您先编译然后再上传，则时钟将在该时间段内关闭。

然后打开“串行”监视器窗口以显示时间已设置。

从现在开始，您将不再再次设置时间：电池将使用5年或以上。

读取时间 现在RTC快活了，我们想查询一下时间。让我们再次查看草图以了解其操作方法。

下载：文件

复制代码

void loop （） {

DateTime now = rtc.now（）;

Serial.print（now.year（）， DEC）;

Serial.print（’/‘）;

Serial.print（now.month（）， DEC）;

Serial.print（’/‘）;

Serial.print（now.day（）， DEC）;

Serial.print（“ （”）;

Serial.print（daysOfTheWeek［now.dayOfTheWeek（）］）;

Serial.print（“） ”）;

Serial.print（now.hour（）， DEC）;

Serial.print（’：‘）;

Serial.print（now.minute（）， DEC）;

Serial.print（’：‘）;

Serial.print（now.second（）， DEC）;

Serial.println（）; void loop （） {

DateTime now = rtc.now（）;

Serial.print（now.year（）， DEC）;

Serial.print（’/‘）;

Serial.print（now.month（）， DEC）;

Serial.print（’/‘）;

Serial.print（now.day（）， DEC）;

Serial.print（“ （”）;

Serial.print（daysOfTheWeek［now.dayOfTheWeek（）］）;

Serial.print（“） ”）;

Serial.print（now.hour（）， DEC）;

Serial.print（’：‘）;

Serial.print（now.minute（）， DEC）;

Serial.print（’：‘）;

Serial.print（now.second（）， DEC）;

Serial.println（）;

使用RTClib获得时间的方法几乎只有一种，即调用 now（），该函数将返回一个DateTime对象，该对象描述您在调用 now（）时的年，月，日，时，分和秒。

》

有些RTC库可以让您调用诸如 RTC.year（）和 RTC.hour（）之类的东西来获取当前的年份和小时。但是，存在一个问题，如果您碰巧在下一分钟滚动之前在 3:14:59 询问分钟，然后在分钟滚动之后的第二分钟问（所以在 3:15:00 ），您会看到时间为 3:14:00 ，该时间需要一分钟。如果您以其他方式进行操作，则可能会得到 3:15:59 -在另一方向上间隔一分钟。

因为这种情况发生的可能性不大-特别是如果您经常查询时间-我们会一次从RTC中获取时间的“快照”，然后将其拆分为 day（）或 second（） 如上所示。花费更多的精力，但是我们认为避免错误是值得的！

我们还可以通过调用 unixtime 来从DateTime对象中获取“时间戳”，该计数会计数自1970年1月1日午夜以来的秒数（不计算leap秒）

下载：文件

复制代码

Serial.print（“ since 1970 = ”）;

Serial.print（now.unixtime（））;

Serial.print（“s = ”）;

Serial.print（now.unixtime（） / 86400L）;

Serial.println（“d”）; Serial.print（“ since 1970 = ”）;

Serial.print（now.unixtime（））;

Serial.print（“s = ”）;

Serial.print（now.unixtime（） / 86400L）;

Serial.println（“d”）;

由于一天中有60 * 60 * 24 = 86400秒，因此我们可以很容易地算出好。当您想要跟踪自上次查询以来已经过去了多少时间，使一些数学变得容易得多时（例如检查是否在5分钟后，只需查看 unixtime（）），这可能会很有用。 增加了300，您不必担心小时变化。

下载

数据表和文件您可以在GitHub上找到strong》

EagleCAD PCB文件

Adafruit Fritzing库中可用的Fritzing对象

DS1307产品页面

示意图

构造打印

责任编辑：wv