Подключение часов реального времени ds1302 к Arduino. Вручную в коде
The DS1302 trickle-charge timekeeping chip contains a real-time clock/calendar and 31 bytes of static RAM. It communicates with a microprocessor via a simple serial interface. The real-time clock/calendar provides seconds, minutes, hours, day, date, month, and year information. The end of the month date is automatically adjusted for months with fewer than 31 days, including corrections for leap year. The clock operates in either the 24-hour or 12-hour format with an AM/PM indicator.
Arduino library to support the Maxim Integrated DS1302 Real-Time Clocks. This library is intended for use with the Arduino Time.h library, http://www.arduino.cc/playground/Code/Time .
The DS1302RTC library is a drop-in replacement for the DS1307RTC .h library by Michael Margolis that is supplied with the Arduino Time library above. To change from using a DS1307 RTC to a DS1302 RTC, it is only necessary to change the #include statement to include DS1302RTC .h instead of DS1307RTC .h.
This library also implements functions to support the additional features of the DS1302 :
1. Real Time Clock read/write (8 bytes)
2. Battery backed RAM read/write (31 bytes)
3. Power save mode manipulation (start/stop clock)
4. Trickle charger setup
5. Burst mode read/write
6. 24 hour format only (12 hour format is function Time library)
Whether used with the DS1302 , the user is responsible for ensuring reads and writes do not exceed the device"s address space (0x80-0x90 for DS1302 clock data and 0xC0-0xFC RAM data); no bounds checking is done by this library.
The DS1302 uses a 3-wire interface:
* bidirectional data.
It is not I2C , not OneWire , and not SPI. So the standard libraries can not be used.
The "Chip Enable" pin was called "/Reset" before.
The chip has internal pull-down registers. This keeps the chip disabled, even if the pins of the Arduino are floating.
In burst mode, all the clock data is read at once. This is to prevent a rollover of a digit during reading. The read data is from an internal buffer.
The DS1302 has 31 of ram, which can be used to store data. The contents will be lost if the Arduino is off, and the backup battery gets empty. It is better to store data in the EEPROM of the Arduino.
The DS1302 has a build-in trickle charger. That can be used for example with a rechargeble battery or a supercap.
Connection and example
Install the module, so that all contacts occurred in digital inputs.
// Timur Maksiomv 2014
// A quick demo of how to use DS1302-library to make a quick
// clock using a DS1302 and a 16x2 LCD.
// I assume you know how to connect the DS1302 and LCD.
// DS1302: CE pin -> Arduino Digital 27
// I/O pin -> Arduino Digital 29
// SCLK pin -> Arduino Digital 31
// VCC pin -> Arduino Digital 33
// GND pin -> Arduino Digital 35
// LCD: DB7 -> Arduino Digital 7
// DB6 -> Arduino Digital 6
// DB5 -> Arduino Digital 5
// DB4 -> Arduino Digital 4
// E -> Arduino Digital 9
// RS -> Arduino Digital 8
#include
#include
#include
// Init the DS1302
// Set pins: CE, IO,CLK
DS1302RTC RTC(27
,
29
,
31
)
;
// Optional connection for RTC module
#define DS1302_GND_PIN 33
#define DS1302_VCC_PIN 35
// Init the LCD
// initialize the library with the numbers of the interface pins
// lcd(RS, E, d4, d5, d6, d7)
LiquidCrystal lcd(8
,
9
,
4
,
5
,
6
,
7
)
;
void
setup()
{
// Setup LCD to 16x2 characters
lcd.begin
(16
,
2
)
;
// Activate RTC module
digitalWrite(DS1302_GND_PIN,
LOW)
;
pinMode(DS1302_GND_PIN,
OUTPUT)
;
DigitalWrite(DS1302_VCC_PIN,
HIGH)
;
pinMode(DS1302_VCC_PIN,
OUTPUT)
;
Lcd.print ("RTC activated" ) ;
Delay(500 ) ;
// Check clock oscillation
lcd.clear
()
;
if
(RTC.haltRTC
()
)
lcd.print
("Clock stopped!"
)
;
else
lcd.print
("Clock working."
)
;
// Check write-protection
lcd.setCursor
(0
,
1
)
;
if
(RTC.writeEN
()
)
lcd.print
("Write allowed."
)
;
else
lcd.print
("Write protected."
)
;
Delay ( 2000 ) ;
// Setup Time library
lcd.clear
()
;
lcd.print
("RTC Sync"
)
;
setSyncProvider(RTC.get
)
;
// the function to get the time from the RTC
if
(timeStatus()
==
timeSet)
lcd.print
(" Ok!"
)
;
else
lcd.print
(" FAIL!"
)
;
Delay ( 2000 ) ;
Lcd.clear
()
;
}
void
loop()
{
// Display time centered on the upper line
lcd.setCursor
(3
,
0
)
;
print2digits(hour()
)
;
lcd.print
(" "
)
;
print2digits(minute()
)
;
lcd.print
(" "
)
;
print2digits(second()
)
;
// Display abbreviated Day-of-Week in the lower left corner
lcd.setCursor
(0
,
1
)
;
lcd.print
(dayShortStr(weekday()
)
)
;
// Display date in the lower right corner
lcd.setCursor
(5
,
1
)
;
lcd.print
(" "
)
;
print2digits(day()
)
;
lcd.print
("/"
)
;
print2digits(month()
)
;
lcd.print
("/"
)
;
lcd.print
(year()
)
;
// Warning!
if
(timeStatus()
!=
timeSet)
{
lcd.setCursor
(0
,
1
)
;
lcd.print
(F("RTC ERROR: SYNC!"
)
)
;
}
Delay ( 1000
)
;
// Wait approx 1 sec
}
void
print2digits(int
number)
{
// Output leading zero
if
(number >=
0
&&
number <
10
)
{
lcd.write
("0"
)
;
}
lcd.print
(number)
;
}
Подсчет реального времени в секундах, минутах, часах, датах месяца, месяцах, днях недели и годах с учетом высокосности текущего года вплоть до 2100 г.
56 байт энергонезависимого ОЗУ для хранения данных
2-х проводной последовательный интерфейс
Программируемый генератор прямоугольных импульсов. Может выдавать 1 ГЦ, 4.096 кГЦ, 8,192 кГЦ и 32,768 кГц.
Автоматическое определение отключения основного источника питания и подключение резервного
24-х часовой и 12-ти часовой режим
Потребление не более 500 нA при питании от резервной батареи питания при температуре 25C°
Микросхема выпускается в восьмипиновых DIP и SOIC корпусах. Распиновка для всех одинакова. Далее приведу строки из даташита для полноты картины.
Документация на микросхему (datasheet)
Назначение выводов:
. X1, X2 - Служат для подключения 32.768 кГц кварцевого резонатора
. Vbat
- Вход для любой стандартной трёхвольтовой литиевой батареи или другого источника энергии. Для нормальной работы DS1307 необходимо, чтобы напряжение батареи было в диапазоне 2.0 ... 3.5 В. Литиевая батарея с ёмкостью 48 мА/ч или более при отсутствии питания будет поддерживать DS1307 в
течение более 10 лет при температуре 25°C.
. GND - общий минус
. Vcc - Это вход +5 В. Когда питающее напряжение выше 1.25 * VBAT, устройство полностью,доступно, и можно выполнять чтение и запись данных. Когда к устройству подключена батарея на 3 В, и Vcc ниже, чем 1.25 * VBAT, чтение и запись запрещены, однако функция отсчёта времени продолжает работать. Как только Vcc падает ниже VBAT, ОЗУ и RTC переключаются на батарейное питание VBAT.
. SQW/OUT - Выходной сигнал с прямоугольными импульсами.
. SCL - (Serial Clock Input - вход последовательных синхроимпульсов) - используется для синхронизации данных по последовательному интерфейсу.
. SDA - (Serial Data Input/Output - вход/выход последовательных данных) - вывод входа/выхода для двухпроводного последовательного интерфейса.
Работа с выводом SQW/OUT .
Для начала рассмотрим структуру регистров DS1307.
Структура регистров микросхемы DS1307
Нас интересует "Управляющий регистр" находящийся по адресу 0x7, т.к. он определяет работу вывода SQW/OUT.
Если бит SQWE = 1. то начинается формирование прямоугольных импульсов, если SQWE = 0, то на выходе вывода будет значение бита OUT.
За частоту импульсов отвечают биты RS0 и RS1, а именно:
| RS0 | RS1 | Частота |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 Гц |
| 0 | 1 | 4.096 кГц |
| 1 | 0 | 8.192 кГц |
| 1 | 1 | 32.768 кГц |
Приведем пример:
Если нам нужно начать формирование прямоугольных импульсов с частотой 1 Гц, то необходимо в 0x7 регистр микросхемы, которая имеет адрес 0x68 отправить байт 00010000 или 0x10 в шестнадцатиричной системе счисления.
При помощи библиотеки Wire.h , это можно сделать следующим образом:
Wire .beginTransmission (0x68); Wire .write (0x7); Wire .write (0x10); Wire .endTransmission ();Подключение к Arduino:
Выводы отвечающие за интерфейс I2C на платах Arduino на базе различных контроллеров разнятся.
Необходимые библиотеки:
для работы с DS1307: http://www.pjrc.com/teensy/td_libs_DS1307RTC.html
для работы со временем: http://www.pjrc.com/teensy/td_libs_Time.html
Установка времении
. Вручную в коде
Время задается вручную в программном коде и заливается в плату Arduino. Данный способ не самый точный т.к. время на компиляцию и загрузку может занимать различный временной промежуток.
Пример программного кода
#include
. Установкой из "Монитора порта"
Более точный вариант установки времени. Время задается через "монитор порта" по ходу работы контроллера.
Открываем монитор, вводим данные в нужном формате, смотрим на эталонные часы, подлавливаем момент и шелкаем "отправить".
Пример программного кода
//формат указания текущего времени "ДД.ММ.ГГ чч:мм:сс"
//где ДД - день, ММ - месяц, ГГ - год, чч - часы, мм - минуты, сс - секунлы
//ГГ - от 00 до 99 для 2000-2099 годов
#include
Итак, часы реального времени. Эта полезная штучка решает большинство полезных задач, связанных со временем. Допустим управление поливом в 5 часов утра на даче. Или включение и выключение освещения в определённый момент. По дате можно запускать отопление в каком-нибудь доме. Вещь достаточно интересная и полезная. А конкретно? Мы с вами рассмотрим часы реального времени DS1302 для популярной платформы Arduino.
Из этой статьи вы узнаете:
Доброго времени суток, уважаемые читатели блока kip-world! Как ваши дела? Напишите в комментариях, вы увлекаетесь робототехникой? Что значит для вас эта тема?
У меня ни на минуту не покидает мысль об этом. Я сплю и вижу, когда мы наконец — то придём к тому, что каждый сможет позволить себе купить персонального робота — помощника. Не важно, чем он будет заниматься, уборкой мусора, стрижкой газонов, мойкой автомобиля.
Я просто представляю себе, насколько сложные алгоритмы они должны содержать в своих «мозгах».
Ведь мы придём к тому, что мы будем так же прошивать ПО, как на персональных компах. Так же скачивать прикладные программы. Пришивать руки, ноги, менять клешни, манипуляторы.
Посмотрите фильмы «Я-робот», «Искусственный интеллект», «Звёздных воинов».
Японцы уже давно внедряют свои разработки. Чем мы хуже?? У нас очень слабая популярность. Я знаю немногих разработчиков. По пальцам пересчитать. Мы занимаемся другим. Мы перекупщики. Просто покупаем готовые наборчики, роботов — игрушек и всякую дребедень.
Почему не разрабатываем вот это:
Или вот это:
Я закончил свои размышления вслух. Давайте мы с вами поговорим о подключении Таймера часов реального времени DS1302 к Arduino.
Часы реального времени DS1302
Контроллер Arduino не имеет своих собственных часов. Поэтому в случае необходимости нужно дополнять специальной микросхемой DS1302.
По питанию эти платы могут использовать свой элемент питания, или запитываться непосредственно с платы Arduino.
Таблица распиновки:
Схема подключения c Arduino UNO:
Способ программирования Arduino для работы с DS1302
Обязательно нужно скачать действующую библиотеку из надёжных источников.
Библиотека позволяет считывать и записывать параметры реального времени. Небольшое описание я привожу ниже:
#include
iarduino_RTC ОБЪЕКТ (НАЗВАНИЕ [, ВЫВОД_RST [, ВЫВОД_CLK [, ВЫВОД_DAT ]]]);
// Создаём объект.
Функция begin (); // Инициализация работы RTC модуля.
Функция settime (СЕК [, МИН [, ЧАС [, ДЕНЬ [, МЕС [, ГОД [, ДН ]]]]]]); // Установка времени.
Функция gettime ([ СТРОКА ]); // Чтение времени.
функция blinktime (ПАРАМЕТР [ ЧАСТОТА ] ); // Заставляет функцию gettime «мигать» указанным параметром времени.
функция period (МИНУТЫ ); // Указывает минимальный период обращения к модулю в минутах.
Переменная seconds // Возвращает секунды от 0 до 59.
Переменная minutes // Возвращает минуты от 0 до 59.
Переменная hours // Возвращает часы от 1 до 12.
Переменная Hours // Возвращает часы от 0 до 23.
Переменная midday // Возвращает полдень 0 или 1 (0-am, 1-pm).
Переменная day // Возвращает день месяца от 1 до 31.
Переменная weekday // Возвращает день недели от 0 до 6 (0-воскресенье, 6-суббота).
Переменная month // Возвращает месяц от 1 до 12.
Переменная year // Возвращает год от 0 до 99.
Пишем простенькую программу. Установка текущего времени в RTC модуль (DS1302):
Arduino
#include
#include iarduino _ RTCtime (RTC_DS1302 , 6 , 7 , 8 ) ; void setup () { delay (300 ) ; Serial . begin (9600 ) ; time . begin () ; time . settime (0 , 51 , 21 , 27 , 10 , 15 , 2 ) ; // 0 сек, 51 мин, 21 час, 27, октября, 2015 года, вторник void loop () { if (millis () % 1000 == 0 ) { // если прошла 1 секунда Serial . println (time . gettime ("d-m-Y, H:i:s, D" ) ) ; // выводим время delay (1 ) ; // приостанавливаем на 1 мс, чтоб не выводить время несколько раз за 1мс |
Считываем текущее время с RTC модуля (DS1302) и выводим в "Последовательный порт" :
#include
