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DS3231 RTC芯片

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該模塊的核心是 Maxim 的低成本、極其精確的 RTC 芯片 – DS3231。它管理所有計時功能，并具有一個簡單的兩線 I2C 接口，可輕松與您選擇的任何微控制器連接。

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該芯片維護秒、分、小時、星期、日期、月份和年份信息。對于少于 31 天的月份，月末的日期會自動調整，包括閏年的更正（直到 2100 年有效）。

時鐘以 24 小時制或 12 小時制運行，帶有 AM/PM 指示器。它還提供兩個可編程的時間警報。

該板的另一個很酷的功能是 SQW 引腳，它可以輸出 1Hz、4kHz、8kHz 或 32kHz 的漂亮方波，并且可以通過編程方式進行處理。在許多基于時間的應用程序中，這可以進一步用作由于警報條件而產生的中斷。

溫度補償晶體振蕩器(TCXO)

大多數 RTC 模塊都帶有一個用于計時的外部 32kHz 晶體。但是這些晶體的問題是外部溫度會影響它們的振蕩頻率。這種頻率變化可以忽略不計，但肯定會增加。

為避免晶體出現如此輕微的漂移，DS3231 由一個 32kHz 溫度補償晶體振蕩器 (TCXO) 驅動。它對外部溫度變化具有很強的免疫力。

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TCXO 封裝在 RTC 芯片內部，使整個封裝體積龐大。緊挨著集成晶體的是一個溫度傳感器。

該傳感器通過添加或刪除時鐘節拍來補償頻率變化，從而使計時保持在正軌上。

這就是 TCXO 提供穩定且準確的參考時鐘并將 RTC 保持在每年 ±2 分鐘以內的原因。

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將 DS3231 RTC 模塊連接到 Arduino UNO

讓我們將 RTC 連接到 Arduino。

連接相當簡單。首先將 VCC 引腳連接到 Arduino 上的 5V 輸出，然后將 GND 接地。

現在我們剩下用于 I2C 通信的引腳。請注意，每個 Arduino 板都有不同的 I2C 引腳，應相應地連接。在具有 R3 布局的 Arduino 板上，SDA（數據線）和 SCL（時鐘線）位于靠近 AREF 引腳的引腳接頭上。它們也被稱為 A5 (SCL) 和 A4 (SDA)。

如果您有 Mega，則針腳不同！您需要使用數字 21 (SCL) 和 20 (SDA)。請參閱下表以快速了解。

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代碼說明：

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草圖首先包含用于與模塊通信的wire.h 和RTClib.h 庫。然后我們創建一個 RTClib 庫對象并定義 daysOfTheWeek 二維字符數組來存儲天數信息。

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在代碼的設置和循環部分，我們使用以下函數與 RTC 模塊進行交互。

begin() 函數確保 RTC 模塊已連接。

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lostPower() 函數讀取 DS3231 的內部 I2C 寄存器以檢查芯片是否丟失了時間跟蹤。如果函數返回 true，我們就可以設置日期和時間。

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adjust() 函數設置日期和時間。這是一個過載功能。

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一種重載方法 DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)) 設置草圖編譯的日期和時間。

第二個重載方法 DateTime(YYYY, M, D, H, M, s) 使用明確的日期和時間設置 RTC。例如，要將 2017 年 1 月 27 日的 12:56 設置為： rtc.adjust(DateTime(2017, 1, 27, 12, 56, 0));

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now() 函數返回當前日期和時間。它的返回值通常存儲在數據類型 DateTime 的變量中。

year() 函數返回當前年份。

month() 函數返回當前月份。

day() 函數返回當前日期。

dayOfTheWeek() 函數返回當前星期幾。此函數通常用作 2D 字符數組的索引，該數組存儲天數信息，如上述程序 daysOfTheWeek 中定義的

hour() 函數返回當前小時。

minute() 函數返回當前分鐘。

second() 函數返回當前秒數。

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unixtime() 函數以秒為單位返回 unix 時間。Unix 時間是用于描述時間點的系統。它是自 00:00:00（稱為協調世界時 - 1970 年 1 月 1 日星期四）以來經過的秒數。

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TimeSpan() 函數用于從當前時間添加/減去時間。您可以添加/減去天、小時、分鐘和秒。它也是一個重載函數。

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now() + TimeSpan(seconds) 返回當前時間加上秒數的未來時間。

now() - TimeSpan(days,hours, minutes, seconds) 返回過去的時間。

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Arduino 代碼 – 在 24C32 EEPROM 中讀/寫

使用 DS3231 RTC 模塊，您可以獲得 32 字節的電可擦除 ROM。即使設備的主電源中斷，其內容也不會被刪除。

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以下程序從 24C32 EEPROM 寫入然后讀取消息。您可以使用此程序來保存設置或密碼或其他任何東西。

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#include

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無效設置（）

{

char somedata[] = "lastminuteengineers.com"; //要寫入的數據

Wire.begin(); //初始化連接

序列號.開始（9600）；

Serial.println("正在寫入內存...");

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// 寫入 EEPROM

i2c_eeprom_write_page(0x57, 0, (byte *)somedata, sizeof(somedata));

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延遲（100）；//添加一個小延遲

Serial.println("內存寫入");

}

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無效循環（）

{

Serial.print("讀取內存：");

int地址=0；//第一個地址

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// 訪問內存中的第一個地址

字節 b = i2c_eeprom_read_byte(0x57, 0);

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而 (b!=0)

{

Serial.print((char)b); //打印內容到串口

地址++; //增加地址

b = i2c_eeprom_read_byte(0x57, addr); //從內存中訪問一個地址

}

序列號.println(" ");

延遲（2000）；

}

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void i2c_eeprom_write_byte(int deviceaddress, unsigned int eeaddress, byte data) {

int rdata = 數據；

Wire.beginTransmission(設備地址);

Wire.write((int)(eeaddress >> 8)); // 最高位

Wire.write((int)(eeaddress & 0xFF)); // LSB

Wire.write(rdata);

Wire.endTransmission();

}

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// 警告：address 是頁地址，6 位結束會回繞

// 另外，數據最大可以是 30 字節左右，因為 Wire 庫有一個 32 字節的緩沖區

void i2c_eeprom_write_page(int deviceaddress, unsigned int eeaddresspage, byte* data, byte length) {

Wire.beginTransmission(設備地址);

Wire.write((int)(eeaddresspage >> 8)); // 最高位

Wire.write((int)(eeaddresspage & 0xFF)); // LSB

字節 c;

對于 ( c = 0; c < 長度; c++)

Wire.write(data[c]);

Wire.endTransmission();

}

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byte i2c_eeprom_read_byte(int deviceaddress, unsigned int eeaddress) {

字節 rdata = 0xFF;

Wire.beginTransmission(設備地址);

Wire.write((int)(eeaddress >> 8)); // 最高位

Wire.write((int)(eeaddress & 0xFF)); // LSB

Wire.endTransmission();

Wire.requestFrom(deviceaddress,1);

if (Wire.available()) rdata = Wire.read();

返回rdata；

}

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// 也許我們一次不能讀取超過 30 或 32 個字節！

void i2c_eeprom_read_buffer(int deviceaddress, unsigned int eeaddress, byte *buffer, int length) {

Wire.beginTransmission(設備地址);

Wire.write((int)(eeaddress >> 8)); // 最高位

Wire.write((int)(eeaddress & 0xFF)); // LSB

Wire.endTransmission();

Wire.requestFrom(設備地址,長度);

詮釋 c = 0;

對于 ( c = 0; c < 長度; c++ )

if (Wire.available()) 緩沖區[c] = Wire.read();

}

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特征：

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兩個時間警報。

數字溫度傳感器輸出。

注冊老化修剪。

DS 3231 RTC 與 2032 電池座。

高度準確的 RTC 完全管理所有計時功能。

實時時鐘計數秒、分、小時、月日期、月、星期幾和年，閏年補償有效至 2100。

使用 PCB 上的 SMD 跳線（A0、A1、A2）為 AT24C32 配置 I2C 設備地址。

可編程方波輸出信號。

用于連續計時的備用電池輸入。

低功耗操作可延長電池備用運行時間。

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