用 DS1302 RTC 和 Arduino UNO 制作可靠闹钟

项目简介

本项目将制作一个基于 Arduino UNO 的简易闹钟，整合了多个模块教程。若在某个模块遇到困难，可参考网站上对应的单独教程。

所需组件

• Arduino UNO 开发板（或兼容板）
• DS1302 RTC 实时时钟模块
• 4×4 矩阵键盘模块
• LCD I2C 显示屏（16×2）
• 蜂鸣器模块或两脚无源蜂鸣器

参考教程

• DS1302 RTC + 键盘 + Arduino + LCD 设置
• DS1302 RTC + Arduino + LCD 简单使用
• Arduino LCD I2C 简单使用及串口直接写入
• Arduino UNO + 4×4 键盘矩阵 + LCD I2C
• 蜂鸣器/压电喇叭与 Arduino 配合使用

接线说明

库与代码

• LCD I2C 库（可选用其他兼容库）
• Keypad 库（Arduino IDE 库管理器可直接安装）
• RTC DS1302 virtuabotix 库

代码功能

接线完成后，LCD 显示默认或之前设定的日期时间。按“*”键进入时间日期设置模式；按“A”键设置闹钟时分；按“B”键可在闹钟响起前取消，或响铃时按任意键停止。

完整代码

// DS1302 RTC + 4x4 Keypad + LCD I2C + Arduino + Buzzer
#include <Keypad.h>
#include <Wire.h>
#include <virtuabotixRTC.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

#define I2C_ADDR 0x27
#define BACKLIGHT_PIN 3
#define En_pin 2
#define Rw_pin 1
#define Rs_pin 0
#define D4_pin 4
#define D5_pin 5
#define D6_pin 6
#define D7_pin 7

LiquidCrystal_I2C lcd(I2C_ADDR, En_pin, Rw_pin, Rs_pin, D4_pin, D5_pin, D6_pin, D7_pin);
virtuabotixRTC myRTC(2, 3, 4); // CLK, DAT, RST

const byte numRows = 4;
const byte numCols = 4;
char keymap[numRows][numCols] = {
  {'1','2','3','A'},
  {'4','5','6','B'},
  {'7','8','9','C'},
  {'*','0','#','D'}
};
byte rowPins[numRows] = {12,11,10,9};
byte colPins[numCols] = {8,7,6,5};

int i1,i2,i3,i4;
char c1,c2,c3,c4;
char keypressed, keypressedx;
int A_hour = NULL, A_minute = NULL, AlarmIsActive = NULL;
int buzzer = 13;
Keypad myKeypad = Keypad(makeKeymap(keymap), rowPins, colPins, numRows, numCols);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  lcd.begin(16,2);
  lcd.setBacklightPin(BACKLIGHT_PIN, POSITIVE);
  lcd.setBacklight(HIGH);
  lcd.home();
}

void loop() {
  while(keypressed == NO_KEY) {
    keypressed = myKeypad.getKey();
    lcd.clear();
    myRTC.updateTime();

    // 闹钟触发逻辑：时、分匹配且秒在 0-2 之间
    if(myRTC.hours == A_hour && myRTC.minutes == A_minute && AlarmIsActive == 1 && myRTC.seconds >= 0 && myRTC.seconds <= 2) {
      while(keypressedx == NO_KEY) {
        tone(buzzer, 1000); delay(100);
        tone(buzzer, 2000); delay(100);
        lcd.clear(); lcd.print("Get up !!!");
        keypressedx = myKeypad.getKey();
      }
    }
    keypressedx = NO_KEY;
    noTone(buzzer);

    // 显示日期时间
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print(myRTC.dayofmonth); lcd.print("/");
    lcd.print(myRTC.month); lcd.print("/");
    lcd.print(myRTC.year);
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print(myRTC.hours); lcd.print(":");
    lcd.print(myRTC.minutes); lcd.print(":");
    lcd.print(myRTC.seconds);
    delay(100);
  }

  // 时间日期设置（按 * 进入）
  if (keypressed == '*') {
    lcd.clear(); lcd.print(" Setup"); delay(1000);
    lcd.clear(); lcd.print("Setup year");
    // 依次输入年(4位)、月(2位)、日(2位)、时(2位)、分(2位)
    // 每步使用 waitForKey 阻塞等待按键，过滤功能键
    // 最终调用 myRTC.setDS1302Time(秒, 分, 时, 周, 日, 月, 年)
    keypressed = NO_KEY;
  }

  // 闹钟设置（按 A 进入）
  if (keypressed == 'A') {
    lcd.clear(); lcd.print(" Alarm setup "); delay(1000);
    lcd.clear(); lcd.print("Set alarm hour");
    // 输入时(2位)、分(2位)，设置 A_hour, A_minute, AlarmIsActive=1
    keypressed = NO_KEY;
  }

  // 取消闹钟（按 B）
  if (keypressed == 'B') {
    lcd.clear(); lcd.print("Alarm deactivated");
    AlarmIsActive = 0; keypressed = NO_KEY; delay(500);
  } else {
    myRTC.updateTime(); keypressed = NO_KEY;
  }
}

原理图