Подключение часов DS3231 к Arduino

19.07.2016Вольтик.руArduino для начинающих, Инструкции и решения проблем, Подключение модулей Arduino12

Если вы проектируете устройство, которому нужно всегда и везде знать точное время, вам пригодится модуль часов реального времени. Такие часы способны отсчитывать точное время и сохранять его даже при отключении основного питания, так как подразумевается их эксплуатация с батарейкой (обычно CR2032). В режиме работы без основного питания, часы способны отработать на такой батарейке c десяток лет!

Одним из наиболее часто используемых модулей ЧРВ (RTC – Real Time Clock) является микросхема DS1307 от Dallas Semiconductors. Точность хода микросхемы сильно зависит от внешнего кварца и его обвязки, поэтому на просторах Интернета данный модуль считается неточным.

Однако, существует «автономный» модуль – DS3231, который имеет встроенный кварц с термостабилизацией.

Его точность составляет 2ppm (partspermillion – частей на миллион). Такая погрешность зачастую незаметна и примерно равна погрешности наручных часов. При всех его плюсах, модуль ещё и совместим со всеми DS1307-ми библиотеками!

И в нашей сегодняшней статье мы поговорим о подключении данной микросхемы к микроконтроллерам Arduino.

Для реализации проекта из этой статьи нам потребуются следующие компоненты:

Подключение DS3231 к Arduino

Часы подключаются по двухпроводной шине IIC (Inter-IntegratedCircuit) через выводы SDA и SCL к SDA и SCL Arduino соответственно. Также необходимо подключить питание +5В и GND. Остальные выводы специфичны для DS3231 и не поддерживаются библиотеками для DS1307, да и не часто используются.

Обратите внимание – выводы шины IICна разных контроллерах расположены на разных пинах:

	Контакт SDA	Контакт SCL
На Arduino UNO, Nano, Pro Mini etc.	A4	A5
На Arduino Mega, Due	20	21
На Arduino Leonardo, Pro Micro	2	3

После подключения у нас должно получится примерно так:

Настройка и подключение в Arduino IDE

Как и со всей периферией Arduino, с модулем часов удобнее работать, используя библиотеку. Мы будем пользоваться низкоуровневой библиотекой Wire (входит в комплект поставки Arduino IDE) и двумя высокоуровневыми DS1307 RTCи Time (необходимо скачать).

Несмотря на то, что библиотека написана для «неточных» часов, она поддерживает работу и с DS3231.

После скачивания библиотек их необходимо установить. Для этого две папки с библиотеками копируются в поддиректорию libraries в папке установки среды Arduino IDE.

Папка Libraries находится по разным адресам в зависимости от вашей ОС:

На Mac: домашняя директория -> Documents -> Arduino -> libraries

На PC: Мои документы -> Arduino -> libraries

На Linux: домашняя директория -> sketchbook -> libraries

После установки запустите среду Arduino IDE и откройте пример TimeRTC библиотеки Time (Файл Examples Time TimeRTC), или просто скопируйте код:

#include <Time.h>  
#include <Wire.h>  
#include <DS1307RTC.h>

void setup()  {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) ; // wait until Arduino Serial Monitor opens
  setSyncProvider(RTC.get);   // the function to get the time from the RTC
  if(timeStatus()!= timeSet) 
     Serial.println("Unable to sync with the RTC");
  else
     Serial.println("RTC has set the system time");      
}

void loop()
{
  if (timeStatus() == timeSet) {
    digitalClockDisplay();
  } else {
    Serial.println("The time has not been set.  Please run the Time");
    Serial.println("TimeRTCSet example, or DS1307RTC SetTime example.");
    Serial.println();
    delay(4000);
  }
  delay(1000);
}

void digitalClockDisplay(){
  // digital clock display of the time
  Serial.print(hour());
  printDigits(minute());
  printDigits(second());
  Serial.print(" ");
  Serial.print(day());
  Serial.print(" ");
  Serial.print(month());
  Serial.print(" ");
  Serial.print(year()); 
  Serial.println(); 
}

void printDigits(int digits){
  // utility function for digital clock display: prints preceding colon and leading 0
  Serial.print(":");
  if(digits < 10)
    Serial.print('0');
  Serial.print(digits);
}

#include <Time.h>

#include <Wire.h>

#include <DS1307RTC.h>

void setup() {

Serial.begin(9600);

while (!Serial) ; // wait until Arduino Serial Monitor opens

setSyncProvider(RTC.get); // the function to get the time from the RTC

if(timeStatus()!= timeSet)

Serial.println("Unable to sync with the RTC");

else

Serial.println("RTC has set the system time");

}

void loop()

{

if (timeStatus() == timeSet) {

digitalClockDisplay();

} else {

Serial.println("The time has not been set. Please run the Time");

Serial.println("TimeRTCSet example, or DS1307RTC SetTime example.");

Serial.println();

delay(4000);

}

delay(1000);

}

void digitalClockDisplay(){

// digital clock display of the time

Serial.print(hour());

printDigits(minute());

printDigits(second());

Serial.print(" ");

Serial.print(day());

Serial.print(" ");

Serial.print(month());

Serial.print(" ");

Serial.print(year());

Serial.println();

}

void printDigits(int digits){

// utility function for digital clock display: prints preceding colon and leading 0

Serial.print(":");

if(digits < 10)

Serial.print('0');

Serial.print(digits);

}

Загрузите скетч в плату, после чего откройте монитор последовательного порта (Ctrl+Shift+M). Скорее всего, вы увидите неправильное время или вообще его не увидите, так как часы всё ещё не настроены.

Для их настройки запустите пример SetTime (Файл Примеры DS1307RTC SetTime) и залейте его в плату. После загрузки время будет настроено по системному времени ПК на момент компиляции. Если вы в любой момент времени перезагрузите плату, то время снова будет сброшено ко времени компиляции, поэтому после заливки настроенного скетча отключите сигнальные линии часов и залейте любой другой скетч (например, наш первый, выводящий время).

Если вам не нравится настройка времени по времени компиляции, вы можете задать ее самостоятельно, для этого используйте следующий код:

//Подключаем библиотеки для работы:
#include <Time.h>  
#include <Wire.h>  
#include <DS1307RTC.h>

void setup()  {
setSyncProvider(RTC.get);
//Устанавливаем нужное время в формате: Часы, минуты, секунды, день, месяц, год
setTime(13,00,0,01,4,2016);
//Применяем значение:
RTC.set(now());
}
void loop()
{
//Ставим задержку в 100 миллисекунд:
delay(100);
}

//Подключаем библиотеки для работы:

#include <Time.h>

#include <Wire.h>

#include <DS1307RTC.h>

void setup() {

setSyncProvider(RTC.get);

//Устанавливаем нужное время в формате: Часы, минуты, секунды, день, месяц, год

setTime(13,00,0,01,4,2016);

//Применяем значение:

RTC.set(now());

}

void loop()

{

//Ставим задержку в 100 миллисекунд:

delay(100);

}

Он установит время и дату на 13:00:00 1 апреля 2016 года. Поменяйте это значение для установки своего времени. Учтите – если вы перезагрузите плату, время будет сброшено, как с временем компиляции, так что повторите действия с отключением платы и заливкой другого скетча.

Товары, используемые в материале

Самые популярные материалы в блоге

За все время

За сегодня

Вольтик.ру

Вольтик - это слаженная команда амбициозных и заядлых инженеров. Мы создали этот проект с целью вовлечения вас, талантливых и начинающих профессионалов, в увлекательный мир мейкерской микроэлектроники!

12 комментариев. Оставить новый

Даниил-программист

03.02.2017 21:44

спасибо но работает только с ардуино IDE 0015-1.5

Ответить

voltiquer

03.02.2017 22:01

а какие ошибки появляются при работе с другой версией?

Ответить

Sergey

14.02.2018 12:10

Мне интересно, эти ошибки специально созданы для того, чтобы только продвинутый пользователь мог разобраться? Или всё же случайно?

Arduino: 1.8.2 Hourly Build 2017/03/21 05:33 (Windows XP), Плата:”Arduino Nano, ATmega328P”
In file included from C:\Program Files\Arduino\libraries\DS1307RTC\examples\SetTime\SetTime.ino:1:0:
C:\Program Files\Arduino\libraries\DS1307RTC/DS1307RTC.h:19:22: error: ‘tmElements_t’ has not been declared
static bool read(tmElements_t &tm);
^
C:\Program Files\Arduino\libraries\DS1307RTC/DS1307RTC.h:20:23: error: ‘tmElements_t’ has not been declared
static bool write(tmElements_t &tm);
^
SetTime:10: error: ‘tmElements_t’ does not name a type
tmElements_t tm;

^
C:\Program Files\Arduino\libraries\DS1307RTC\examples\SetTime\SetTime.ino: In function ‘void setup()’:

SetTime:20: error: expected primary-expression before ‘)’ token
if (RTC.write(tm)) {

^
C:\Program Files\Arduino\libraries\DS1307RTC\examples\SetTime\SetTime.ino: In function ‘bool getTime(const char*)’:

SetTime:53: error: expected unqualified-id before ‘.’ token
tm.Hour = Hour;

^
SetTime:54: error: expected unqualified-id before ‘.’ token
tm.Minute = Min;

^
SetTime:55: error: expected unqualified-id before ‘.’ token
tm.Second = Sec;

^
C:\Program Files\Arduino\libraries\DS1307RTC\examples\SetTime\SetTime.ino: In function ‘bool getDate(const char*)’:

SetTime:70: error: expected unqualified-id before ‘.’ token
tm.Day = Day;

^
SetTime:71: error: expected unqualified-id before ‘.’ token
tm.Month = monthIndex + 1;

^
SetTime:72: error: expected unqualified-id before ‘.’ token
tm.Year = CalendarYrToTm(Year);

^
exit status 1
‘tmElements_t’ does not name a type

Ответить

Вольтик.ру

14.02.2018 16:16

Возможно под этой версией Arduino IDE данная библиотека не работает

Ответить

миша

27.08.2019 21:51

Здраствуйте, есть ли возможность переадресации портов?

Ответить

slyubez

28.06.2020 22:57

Приведенный модуль RTC имеет проблему. Схема подключения DS3231 отличается от даташита на эту микросхему. В нем есть цепь “подзарядки” батарейки CR2032, что категорически недопустимо и со временем приводит к вздутию батарейки при круглосуточной работе устройства. Единственное быстродоступное решение – сделать так, чтобы плюсовой контакт батарейки соединялся только с выводом 14 DS3231, для чего на плате перерезается дорожка, ведущая от соединения батарейки и 14 вывода.

Ответить

Роман

17.09.2020 21:03

Здравствуйте. а подскажите как к данной связке подключить дисплей SSD1306. везде где находил у кого это работает -у меня нет(. по идее все подключают дисплей в параллель проводам I2C к модулю времени. не знаю почему…., после загрузки скейча он даже не светится. он рабочий,проверял его тестовой библиотекой . Пробовал кучу библиотек к дисплею, бесполезно. то ошибка, то не работает. хотя в мониторе порта время идёт,т.е. модулю времени тоже рабочий. Что я делаю не так?. такое ощущение…., что дисплей надо как то по другому подключать.

Ответить

Пользователь

27.01.2021 17:31

Спасибо , помогли разобраться

Ответить

Дмитрий

25.08.2021 13:53

Arduino: 1.8.15 (Windows 10), Плата:”Arduino Nano, ATmega328P (Old Bootloader)”

In file included from C:\Users\Asus\Documents\Arduino\libraries\Time\examples\TimeRTC\TimeRTC.pde:9:0:

C:\Users\Asus\Documents\Arduino\libraries\DS1307RTC/DS1307RTC.h:19:22: error: ‘tmElements_t’ has not been declared

static bool read(tmElements_t &tm);

^~~~~~~~~~~~

C:\Users\Asus\Documents\Arduino\libraries\DS1307RTC/DS1307RTC.h:20:23: error: ‘tmElements_t’ has not been declared

static bool write(tmElements_t &tm);

^~~~~~~~~~~~

C:\Users\Asus\Documents\Arduino\libraries\Time\examples\TimeRTC\TimeRTC.pde: In function ‘void setup()’:

TimeRTC:14:3: error: ‘setSyncProvider’ was not declared in this scope

setSyncProvider(RTC.get); // the function to get the time from the RTC

^~~~~~~~~~~~~~~

TimeRTC:15:6: error: ‘timeStatus’ was not declared in this scope

if(timeStatus()!= timeSet)

^~~~~~~~~~

C:\Users\Asus\Documents\Arduino\libraries\Time\examples\TimeRTC\TimeRTC.pde:15:6: note: suggested alternative: ‘time_t’

if(timeStatus()!= timeSet)

^~~~~~~~~~

time_t

TimeRTC:15:21: error: ‘timeSet’ was not declared in this scope

if(timeStatus()!= timeSet)

^~~~~~~

C:\Users\Asus\Documents\Arduino\libraries\Time\examples\TimeRTC\TimeRTC.pde:15:21: note: suggested alternative: ‘time_t’

if(timeStatus()!= timeSet)

^~~~~~~

time_t

C:\Users\Asus\Documents\Arduino\libraries\Time\examples\TimeRTC\TimeRTC.pde: In function ‘void loop()’:

TimeRTC:23:7: error: ‘timeStatus’ was not declared in this scope

if (timeStatus() == timeSet) {

^~~~~~~~~~

C:\Users\Asus\Documents\Arduino\libraries\Time\examples\TimeRTC\TimeRTC.pde:23:7: note: suggested alternative: ‘time_t’

if (timeStatus() == timeSet) {

^~~~~~~~~~

time_t

TimeRTC:23:23: error: ‘timeSet’ was not declared in this scope

if (timeStatus() == timeSet) {

^~~~~~~

C:\Users\Asus\Documents\Arduino\libraries\Time\examples\TimeRTC\TimeRTC.pde:23:23: note: suggested alternative: ‘time_t’

if (timeStatus() == timeSet) {

^~~~~~~

time_t

C:\Users\Asus\Documents\Arduino\libraries\Time\examples\TimeRTC\TimeRTC.pde: In function ‘void digitalClockDisplay()’:

TimeRTC:36:16: error: ‘hour’ was not declared in this scope

Serial.print(hour());

^~~~

TimeRTC:37:15: error: ‘minute’ was not declared in this scope

printDigits(minute());

^~~~~~

C:\Users\Asus\Documents\Arduino\libraries\Time\examples\TimeRTC\TimeRTC.pde:37:15: note: suggested alternative: ‘init’

printDigits(minute());

^~~~~~

init

TimeRTC:38:15: error: ‘second’ was not declared in this scope

printDigits(second());

^~~~~~

C:\Users\Asus\Documents\Arduino\libraries\Time\examples\TimeRTC\TimeRTC.pde:38:15: note: suggested alternative: ‘rewind’

printDigits(second());

^~~~~~

rewind

TimeRTC:40:16: error: ‘day’ was not declared in this scope

Serial.print(day());

^~~

TimeRTC:42:16: error: ‘month’ was not declared in this scope

Serial.print(month());

^~~~~

TimeRTC:44:16: error: ‘year’ was not declared in this scope

Serial.print(year());

^~~~

C:\Users\Asus\Documents\Arduino\libraries\Time\examples\TimeRTC\TimeRTC.pde:44:16: note: suggested alternative: ‘char’

Serial.print(year());

^~~~

char

exit status 1

‘setSyncProvider’ was not declared in this scope

Этот отчёт будет иметь больше информации с
включенной опцией Файл -> Настройки ->
“Показать подробный вывод во время компиляции”

Ответить

Анд

09.02.2022 19:56

Работает. Только день надо задавать без ведущего ноля иначе ошибку выдавало.

Ответить

Давид

19.04.2023 23:37

Хочу купить

Ответить

Вольтик.ру

20.04.2023 01:41

Здравствуйте. Вы можете приобрести данные товары, оформив заказ в нашем магазине.

Ответить

Подключение часов DS3231 к Arduino

Подключение DS3231 к Arduino

Настройка и подключение в Arduino IDE

Товары, используемые в материале

AC-DC Блок питания 9В / 1А (9Вт)

Arduino Uno (DIP версия)

DS3231 – часы реального времени (RTC)

Шлейф проводов «Папа — Мама» (20см, 40шт.)

Самые популярные материалы в блоге

За все время

За сегодня

12 комментариев. Оставить новый

Добавить комментарий Отменить ответ