您有需要精確計時的電子設備嗎？或者您的項目是否需要您計算秒、分、小時甚至月？好吧，如果你不知道如何去做，別擔心，你來對地方了。涉及計時的項目，即使沒有電源，也可能很棘手。謝天謝地，我們已經(jīng)幫到你了。您只需要一個實時時鐘 (RTC) 模塊。因此，在本文中，我們將了解有關 RTC 模塊的所有內(nèi)容，并向您展示如何使用 RTC 模塊電路制作一個簡單的項目。

你準備好了嗎？那么，讓我們開始吧！

什么是 RTC 模塊？

實時時鐘模塊

資料來源：維基共享資源

實時時鐘 (RTC) 是一種集成電路時鐘模塊，通常出現(xiàn)在現(xiàn)代計算機、服務器或嵌入式系統(tǒng)中。此外，RTC 模塊有一個用途；計時。

該設備可以計算秒、分、小時和年。此外，它能夠準確地處理各種計時應用程序。

這是最好的部分。

由于 RTC 具有如此重要的作用，它即使在系統(tǒng)關閉時也能保持時間。出于這個原因，RTC 可以作為觸發(fā)器在鬧鐘或移動設備上發(fā)現(xiàn)的預定電源等事件中打開系統(tǒng)。

RTC 如何實現(xiàn)這一目標？嗯，這個集成電路的工作電源與為其系統(tǒng)供電的電源不同。因此，RTC 可以在低功率情況或電源故障時持續(xù)運行。此外，您只需要一點點電流即可運行 RTC。

此外，較舊的 RTC 模塊采用鋰電池作為備用電源，而較新的版本使用超級電容器或輔助電池。現(xiàn)在，兩個 RTC IC 之間存在差異。 

帶有超級電容器的實時時鐘模塊具有可充電功能，您可以將它們焊接到您的電路上。另一方面，帶有輔助電池的 RTC 更為常見，因為您可以在大多數(shù)消費級主板上找到它們。在這種情況下，RTC 由一塊電池供電。因此，當您取出此電池時，它會重置 RTC 并將其發(fā)送回其起點。 

此外，實時時鐘模塊利用晶體振蕩器來調(diào)節(jié)時間。因此，它們不同于常規(guī)硬件時鐘，因為它們不需要時鐘信號。 

但這還不是全部。

RTC 經(jīng)久耐用。它們可以持續(xù)五年甚至更長時間。但是，如果電池電量耗盡，您可能需要更換 RTC。此外，當電池沒電時，您的系統(tǒng)會通過錯誤消息通知您。檢測電池沒電的另一種方法是發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的時鐘變得奇怪或不穩(wěn)定。因此，請始終維護您的 RTC，以確保您的系統(tǒng)持續(xù)運行。

現(xiàn)在，有各種類型的集成電路可用于 RTC 應用。其中一些包括 DS12C997 和 DS1307。但是，本文的重點將放在 RTC DS3231 模塊上。

DS3231 RTC 模塊特性和規(guī)格

以下是 DS3231 模塊的特性和規(guī)格：

特征

• DS3231 RTC 模塊能夠以秒、分、小時、天、月和年為單位進行計數(shù)

• 無需大功率即可運行

• 它使用 CR2032 電池作為備用電源。電池可以使用長達三年

• 它有一個小尺寸

• 可以使用 DS3231 RTC 模塊作為老化修整的寄存器

• 您可以對該模塊的方波輸出進行編程

• 它配備了一個數(shù)字溫度傳感器，具有額外的 3°C 精度

• RTC 模塊使用 400Khz I2C 接口

• 它還有兩個時間鬧鐘

• 該 RTC 模塊的精度為：+3.5ppm 至 -3.5ppm（-40°C 至 +85°C），+2ppm 至 -2pmm（0°C 至 +40°C）

• 每當出現(xiàn)電源故障時，它會自動切換到電池供電

規(guī)格

• DS3231 RTC 模塊在以下電壓下工作：2.3v – 5.5v

• 您可以在低電壓下使用此 RTC 模塊

• 使用電池供電時，它僅消耗 500nA

• SDA 和 SCL 最大電壓為 VCC = 0.3V

• 它的工作溫度為 -45°C 至 +80°C

應用

以下是理解 DS3231 應用時需要考慮的一些案例：

• 如果您擔心電路的功耗問題，DS3231 不需要大量功率即可運行。因此，您可以在移動系統(tǒng)應用程序或計算機外圍設備上使用此模塊

• 盡管市場上有大量的 RTC 模塊，但 DS3231 以其一流的精度而聞名。因此，如果您正在為您的項目尋找準確的時間和日期，DSC3231 可以滿足您的需求。DS3231 能夠比其他 RTC 模塊保持時間更新

• 在您需要快速通信的情況下，DS3231 RTC 模塊可以與任何快速 TWI 接口進行通信，使其成為機器人、游戲和服務器應用等應用的首選

• 此外，您可以使用 DS3231 的 12 小時和 24 小時方法來查找應用程序——尤其是在 GPS 應用程序中

• 它具有一些鬧鐘屬性和溫度傳感器，使其對公用事業(yè)功率計應用等其他幾種應用更有用

DS3231 RTC 引腳配置

DS3231 RTC 引腳配置

資料來源：維基共享資源

DS321 有六個端子。但是，并非必須使用這些引腳中的兩個。因此，我們主要有四個端子或引腳。您可以在模塊的另一側看到它們。DS3231 RTC模塊的引腳配置如下：

如何使用 DS3231 RTC 模塊

只能通過 I2C 接口與 DS3231 RTC 模塊通信。I2C 接口處理從 DS3221 發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)。因此，您可以通過 I2C 獲取任何時間和日期信息。 

DS3231 和 I2C

來源：快照

此外，模塊和 I2C 之間的傳輸很復雜。另外，通信以字節(jié)格式進行。因此，最好使用專門針對 DS3231 編寫的庫。為什么？嗯，使用圖書館可以改善交流。因此，您可以下載 DS3231 庫并使用程序來調(diào)用它們。 

因此，一旦您包含頭文件，控制器就會開始通信并向您顯示時間和日期。更重要的是，您可以使用這些庫輕松控制和設置警報。

此外，當電量低或沒有電時，RTC 模塊會自動從電池取電，讓芯片持續(xù)提供準確的時間和日期。一旦系統(tǒng)再次啟動，控制器和模塊之間的通信可以繼續(xù)而不會出錯。

項目：Arduino 日歷時鐘

在本節(jié)中，我們將學習如何在 Arduino 中使用實時時鐘并構建一個 Arduino 日歷時鐘項目。 

電路設計 

這是使用 DS3231 RTC 模塊的簡單 Arduino 日歷時鐘的設計。由于 IC2，我們將所有設備連接到一條僅由四根線組成的公共總線：

Arduino日歷時鐘的電路圖

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所需組件

以下是此項目所需的材料：

• (1) Arduino Uno

• (1) 面包板

• (1) 16×2 I2C 字符 LCD

• 跳線

• (1) DS3232實時時鐘模塊

代碼

在這里，我們將使用庫并創(chuàng)建自定義函數(shù)，以使我們的代碼創(chuàng)建更容易、更具可讀性。因此，該項目將使用以下庫：

• 金屬絲。I2C 接口的 h 庫

• 用于 I2C 16×2 LCD 模塊的 LiquidCrystal_I2C.h 庫（由 Frank de Brabander 提供）

• DS3231 RTC 模塊的 RTClib.h 庫（由 Adafruit 提供）

下載這些庫后，通過#include關鍵字將它們添加到您的代碼中。所以，有了這個，我們將設置兩個對象。第一個是 LCD()，另一個是 rtc。這兩個對象將有助于與 LCD 和 DS3231 模塊通信。

LCD() 和 rtc 的代碼

來源：Pxhere（知識共享）

接下來，創(chuàng)建兩個自定義函數(shù)，以便您可以輕松管理代碼。updateRTC() 是您要編寫的第一個函數(shù)。它是向用戶詢問當前日期和時間并使用輸入更新 RTC 內(nèi)部時鐘的功能。 

updateRTC() 的代碼

來源：Pxhere（知識共享）

您將創(chuàng)建的下一個函數(shù)是更新的 LCD() 函數(shù)。它負責更新 LCD 將顯示的文本。

updateLCD() 的代碼

來源：Pxhere（知識共享）

updateLCD() 2 的代碼

來源：Pxhere（知識共享）

創(chuàng)建代碼的最后一步是為 Arduino 添加常規(guī)函數(shù)：setup() 和 loop()。下面是兩個函數(shù)的代碼： 

設置代碼（） 

來源：快照

循環(huán)代碼（）

來源：Pxhere（知識共享）

最后，上傳您的代碼，您的 Arduino Uno 應該開始在 LCD 上顯示日期和時間。

RTC 模塊是一種為電路添加計時功能的廉價且簡單的方法。我們向您展示的只是表面上的劃痕。如果您對它進行更多修改，您會發(fā)現(xiàn)許多其他有趣的方式來使用該模塊。

值得一提的是，如果您在市場上找不到DS3231，那么DS12C997 和DS1307 是當之無愧的等價物。此外，對于上面提到的 Arduino 項目，您可以使用串行監(jiān)視器來修改項目的日期和時間。您所要做的就是輸入字母“U”并按照提示操作。

這篇文章到此結束。如果您有任何問題，請隨時聯(lián)系我們，我們將很樂意為您提供幫助。