RTC 模块：简单项目的绝对指南

您有需要精确计时的电子设备吗？或者您的项目是否需要您计算秒、分钟、小时甚至月？

好吧，如果您不知道该怎么做，请不要担心，您来对地方了。涉及计时的项目，即使没有电源，也可能很棘手。谢天谢地，我们已经为您服务了。

您只需要一个实时时钟 (RTC) 模块。因此，在本文中，我们将了解有关 RTC 模块的所有内容，并向您展示如何使用 RTC 模块电路制作一个简单的项目。

你准备好了吗？那么，我们开始吧！

什么是 RTC 模块？

RTC 模块

实时时钟 (RTC) 是一种集成电路时钟模块，通常在现代计算机、服务器或嵌入式系统中使用。此外，RTC 模块有一个目的；计时。

该设备可以计算秒、分钟、小时和年。此外，它还能够准确处理各种计时应用。

RTC 模块如何工作？

由于 RTC 具有如此重要的作用，即使系统关闭，它也能保持时间。出于这个原因，RTC 可以作为触发器，在发生诸如闹钟或移动设备上的预定电源等事件时打开系统。

RTC 如何实现这一目标？好吧，这个集成电路在不同于为其系统供电的电源上工作。因此，RTC 可以在低功率情况下或停电时连续运行。另外，您只需要一点点电流即可运行 RTC。

此外，较旧的 RTC 模块以锂电池作为备用电源，而较新的版本则使用超级电容器或辅助电池。现在，两种 RTC IC 之间存在差异。

带有超级电容器的实时时钟模块具有可充电功能，您可以将它们焊接到电路上。另一方面，带有辅助电池的 RTC 更为常见，因为您可以在大多数消费级主板上找到它们。在这种情况下，RTC 由单个电池供电。因此，当您卸下这块电池时，它会重置 RTC 并将其发送回起点。

此外，实时时钟模块利用晶体振荡器来调节时间。因此，它们与常规硬件时钟不同，因为它们不需要时钟信号。

DS3231 RTC 模块特性和规格

DS3231模块的特点和规格如下：

特点

• DS3231 RTC 模块能够以秒、分钟、小时、天、月和年计数
• 无需大功率即可运行
• 它使用 CR2032 电池作为备用电源。电池可持续使用长达三年。
• 体积小
• 您可以将 DS3231 RTC 模块用作老化微调的寄存器
• 您可以对该模块的方波输出进行编程
• 它带有一个数字温度传感器，具有额外 3°C 的精度
• RTC 模块使用 400Khz I2C 接口
• 它还有两个时间闹钟
• 此 RTC 模块的精度为：+3.5ppm 至 -3.5ppm（-40°C 至 +85°C），+2ppm 至 -2pmm（0°C 至 +40°C）
• 一旦出现电源故障，它会自动切换到电池供电

规格

• DS3231 RTC 模块在以下电压下工作：2.3v – 5.5v
• 您可以在低电压下使用此 RTC 模块
• 使用电池供电时，仅消耗 500mA
• SDA 和 SCL 最大电压为 VCC =0.3V
• 工作温度为 -45°C 至 +80°C

应用程序

以下是了解 DS3231 应用时需要考虑的一些案例：

• 如果您担心电路的功耗问题，DS3231 不需要高功率即可运行。因此，您可以在移动系统应用程序或计算机外围设备上使用此模块。
• 尽管市场上有大量 RTC 模块，但 DS3231 以其一流的精度而闻名。因此，如果您正在为您的项目寻找准确的时间和日期，DSC3231 可以满足您的需求。与其他 RTC 模块相比，DS3231 能够保持时间更新。
• 如果您需要快速通信，DS3231 RTC 模块可以与任何快速 TWI 接口进行通信，使其成为机器人、游戏和服务器应用等应用的首选。
• 此外，您还可以使用 DS3231 12 小时和 24 小时的方法来查找应用程序，尤其是在 GPS 应用程序中。
• 它具有一些闹钟属性和温度传感器，使其对公用事业电表应用等其他几个应用更加有用。

DS3231 RTC 引脚配置

DS3231 RTC 引脚配置

DS321 有六个端子。但是，不必使用这些引脚中的两个。因此，我们主要有四个端子或引脚。您可以在模块的另一侧看到它们。 DS3231 RTC模块的管脚配置如下：

如何使用 DS3231 RTC 模块

您只能通过 I2C 接口与 DS3231 RTC 模块进行通信。 I2C 接口处理从 DS3221 发送和接收的数据。因此，您可以通过 I2C 获取任何时间和日期信息。

DS3231 和 I2C

此外，模块和 I2C 之间的传输很复杂。此外，通信以字节格式进行。因此，最好使用专门针对 DS3231 编写的库。为什么？好吧，使用库可以改善沟通。因此，您可以下载 DS3231 库并使用程序调用它们。

因此，一旦包含头文件，控制器就会开始通信并向您显示时间和日期。更重要的是，您可以使用这些库轻松控制和设置警报。

此外，当电量不足或没电时，RTC模块会自动从电池取电，让芯片持续提供准确的时间和数据。一旦系统重新启动，控制器和模块之间的通信就可以继续正常进行。

项目：Arduino 日历时钟

在本节中，我们将学习如何在 Arduino 中使用实时时钟并构建 Arduino 日历时钟项目。

电路设计

这是使用 DS3231 RTC 模块的简单 Arduino 日历时钟的设计。由于 IC2，我们将所有设备连接到仅由四根线组成的公共总线：

Arduino 日历时钟的电路图

需要的组件

以下是本项目所需的材料：

• (1) Arduino Uno
• (1) 面包板
• (1) 16×2 I2C 字符 LCD
• 跳线
• (1) DS3232 实时时钟模块

代码

在这里，我们将使用库并创建自定义函数，以使创建我们的代码更容易、更易读。因此，本项目将使用以下库：

• 电线。 I2C 接口的 h 库
• 用于 I2C 16×2 LCD 模块的 LiquidCrystal_I2C.h 库（由 Frank de Brabander 编写）
• 用于 DS3231 RTC 模块的 RTClib.h 库（由 Adafruit 提供）

下载这些库后，通过 #include 将它们添加到您的代码中 关键字。所以，有了这个，我们将设置两个对象。第一个是 lcd()，另一个是 rtc。这两个对象将有助于与 LCD 和 DS3231 模块进行通信。

LCD() 和 rtc 的代码

接下来，创建两个自定义函数，以便您轻松管理代码。 updateRTC() 是您将编写的第一个函数。它是向用户询问当前日期和时间并使用输入更新 RTC 的内部时钟的功能。

updateRTC() 的代码

接下来，创建两个自定义函数，以便您轻松管理代码。 updateRTC() 是您将编写的第一个函数。它是向用户询问当前日期和时间并使用输入更新 RTC 的内部时钟的功能。

updateRTC() 的代码

您将创建的下一个函数是 updateLCD() 函数。它负责更新 LCD 将显示的文本。

updateLCD() 2 的代码

创建代码的最后一步是为 Arduino 添加常规函数：setup() 和 loop()。下面是这两个函数的代码：

代码 设置（）

代码 循环（）

最后，上传您的代码，您的 Arduino Uno 应该开始在 LCD 上显示日期和时间。

四舍五入

RTC 模块是一种为电路添加计时功能的廉价且简单的方法。我们向您展示的只是表面上的一个划痕。如果你对它进行更多的修改，你会发现许多其他有趣的方式来使用这个模块。

值得一提的是，如果您在市场上找不到 DS3231，那么 DS12C997 和 DS1307 是值得的等价物。此外，对于上面提到的 Arduino 项目，您可以使用串行监视器来修改项目的日期和时间。您所要做的就是输入字母“U”并按照提示进行操作。这总结了这篇文章。如果您有任何问题，请随时与我们联系，我们很乐意为您提供帮助。