Обзор часов реального времени DS1307 (RTC)

Автор: Сергей · Опубликовано 24.11.2016 · Обновлено 28.06.2019

DS1307 это небольшой модуль, предназначенный для подсчета времени. Собранный на базе микросхемы DS1307ZN с реализацией питания от литиевой батарейки (LIR2032), что позволяет работать автономно в течение длительного времени. Также на модуле, установлена энергонезависимая память EEPROM объемом 32 Кбайт (AT24C32). Микросхема AT24C32 и DS1307ZN связаны обшей шиной интерфейсом I2C.

Технические параметры

► Напряжение питания: 5В
► Рабочая температура: – 40℃ … + 85℃
► Память: 56 байт (энергонезависимая)
► Батарейка: LIR2032 (автоматическое определение источника питания)
► Интерфейса: I2C
► Габариты: 28мм х 25мм х 8 мм

Общие сведения

Использовании модуля DS1307 зачастую очень оправдано, например, когда данные считываются редко, интервалом более недели, использовать собственные ресурсы контроллера, неоправданно или невозможно. Обеспечивание бесперебойное питание, например платы Arduino, на длительный срок дорого, даже при использовании батареи.
Благодаря собственной памяти и автономностью, можно регистрировать события, (при автономном питании) например изменение температуры и так далее, данные сохраняются в памяти их можно считать из памяти модуля. Так что модуль DS1307 часто используют, когда контроллерам Arduino необходимо знать точное время, для запуска какого то события и так далее.

Обмен данными с другими устройствами осуществляется по интерфейсу I2C с выводов SCL и SDA. Конденсаторы С1 и С2 необходимы для снижения помех по линию питания. Чтобы обеспечить надлежащего уровня сигналов SCL и SDA установлены резисторы R2 и R3 (подтянуты к питанию). Для проверки работоспособности модуля, на вывод 7 микросхему DS1307Z, подается сигнал SQ, прямоугольной формы с частотой 1 Гц. Элементы R4, R5, R6, VD1 необходимы для подзарядку литиевой батарейки. Так же, на плате предусмотрено посадочное место (U1), для установки датчика температуры DS18B20 (при необходимости можно впаять его), считывать показания, можно с вывода DS, который подтянут к пиатнию, через резистор R1 сопротивлением 3.3 кОм. Принципиальную схему и назначение контактов можно посмотреть на рисунках ниже.

На плате расположено две группы контактов, шагом 2.54 мм, для удобного подключения к макетной плате, буду использовать штырьевые разъемы, их необходимо впаять.

Первая группа контактов:
► DS: вывод DS18B20 (1-wire)
► SCL: линия тактирования (Serial CLock)
► SDA: линия данных (Serial Dфta)
► VCC: «+» питание модуля
► GND: «-» питание модуля

Вторая группа контактов:
► SQ: вход 1 МГц
► DS: вывод DS18B20 (1-wire)
► SCL: линия тактирования (Serial CLock)
► SDA: линия данных (Serial Dфta)
► VCC: «+» питание модуля
► GND:«-» питание модуля
► BAT:

Подзарядка батареи
Как описывал ваше модуль может заряжать батарею, реализовано это, с помощью компонентов R4, R5, R6 и диода D1. Но, данная схема имеет недостаток, через резистор R4 и R6 происходит разряд батареи (как подметил пользователь ALEXEY, совсем не большой). Так как модуль потребляем незначительный ток, можно удалить цепь питания, для этого убираем R4, R5, R6 и VD1, вместо R6 поставим перемычку (после удаления компонентов, можно использовать обычную батарейку CR2032).

Подключение DS1307 к Arduino

Необходимые детали:
► Arduino UNO R3 x 1 шт.
► Провод DuPont, 2,54 мм, 20 см x 1 шт.
► Кабель USB 2.0 A-B x 1 шт.
► Часы реального времени RTC DS1307 x 1 шт.

Подключение:
Для подключения часы реального времени DS1307, необходимо впаять впаять штыревые разъемы в первую группу контактов. Далее, подключаем провода SCL (DS1307) к выводу 4 (Arduino UNO) и SDA (DS1307) к выводу 5 (Arduino UNO), осталось подключить питания VCC к +5V и GND к GND. Кстати, в различных платах Arduino вывода интерфейса I2C отличаются, назначение каждого можно посмотреть ниже.

Установка времени DS1307
Первым делом, необходимо скачать и установить библиотеку «DS1307RTC» и «TimeLib» в среду разработки IDE Arduino, далее необходимо настроить время, открываем пример из библиотеки DS1307RTC «Файл» —> «Примеры» —> «DS1307RTC» —> «SetTime» или копируем код снизу.

/* 
  Тестирование производилось на Arduino IDE 1.6.12
  Дата тестирования 23.11.2016г.
*/

#include <Wire.h>                           // Подключаем библиотеку Wire                           
#include <TimeLib.h>                        // Подключаем библиотеку TimeLib
#include <DS1307RTC.h>                      // Подключаем библиотеку DS1307RTC

const char *monthName[12] = {
  "Jan", "Feb", "Mar", "Apr", "May", "Jun",
  "Jul", "Aug", "Sep", "Oct", "Nov", "Dec"
};

tmElements_t tm;

void setup() {
  bool parse=false;
  bool config=false;

  // get the date and time the compiler was run
  if (getDate(__DATE__) && getTime(__TIME__)) {
    parse = true;
    // and configure the RTC with this info
    if (RTC.write(tm)) {
      config = true;
    }
  }

  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) ; // wait for Arduino Serial Monitor
  delay(200);
  if (parse && config) {
    Serial.print("DS1307 configured Time=");
    Serial.print(__TIME__);
    Serial.print(", Date=");
    Serial.println(__DATE__);
  } else if (parse) {
    Serial.println("DS1307 Communication Error :-{");
    Serial.println("Please check your circuitry");
  } else {
    Serial.print("Could not parse info from the compiler, Time=\"");
    Serial.print(__TIME__);
    Serial.print("\", Date=\"");
    Serial.print(__DATE__);
    Serial.println("\"");
  }
}

void loop() {
}

bool getTime(const char *str)
{
  int Hour, Min, Sec;

  if (sscanf(str, "%d:%d:%d", &Hour, &Min, &Sec) != 3) return false;
  tm.Hour = Hour;
  tm.Minute = Min;
  tm.Second = Sec;
  return true;
}

bool getDate(const char *str)
{
  char Month[12];
  int Day, Year;
  uint8_t monthIndex;

  if (sscanf(str, "%s %d %d", Month, &Day, &Year) != 3) return false;
  for (monthIndex = 0; monthIndex < 12; monthIndex++) {
    if (strcmp(Month, monthName[monthIndex]) == 0) break;
  }
  if (monthIndex >= 12) return false;
  tm.Day = Day;
  tm.Month = monthIndex + 1;
  tm.Year = CalendarYrToTm(Year);
  return true;
}

Тестирование производилось на Arduino IDE 1.6.12

Дата тестирования 23.11.2016г.

#include <Wire.h> // Подключаем библиотеку Wire

#include <TimeLib.h> // Подключаем библиотеку TimeLib

#include <DS1307RTC.h> // Подключаем библиотеку DS1307RTC

const char *monthName[12] = {

"Jan", "Feb", "Mar", "Apr", "May", "Jun",

"Jul", "Aug", "Sep", "Oct", "Nov", "Dec"

};

tmElements_t tm;

void setup() {

bool parse=false;

bool config=false;

// get the date and time the compiler was run

if (getDate(__DATE__) && getTime(__TIME__)) {

parse = true;

// and configure the RTC with this info

if (RTC.write(tm)) {

config = true;

}

Serial.begin(9600);

while (!Serial) ; // wait for Arduino Serial Monitor

delay(200);

if (parse && config) {

Serial.print("DS1307 configured Time=");

Serial.print(__TIME__);

Serial.print(", Date=");

Serial.println(__DATE__);

} else if (parse) {

Serial.println("DS1307 Communication Error :-{");

Serial.println("Please check your circuitry");

} else {

Serial.print("Could not parse info from the compiler, Time=\"");

Serial.print(__TIME__);

Serial.print("\", Date=\"");

Serial.print(__DATE__);

Serial.println("\"");

}

void loop() {

}

bool getTime(const char *str)

{

int Hour, Min, Sec;

if (sscanf(str, "%d:%d:%d", &Hour, &Min, &Sec) != 3) return false;

tm.Hour = Hour;

tm.Minute = Min;

tm.Second = Sec;

return true;

}

bool getDate(const char *str)

{

char Month[12];

int Day, Year;

uint8_t monthIndex;

if (sscanf(str, "%s %d %d", Month, &Day, &Year) != 3) return false;

for (monthIndex = 0; monthIndex < 12; monthIndex++) {

if (strcmp(Month, monthName[monthIndex]) == 0) break;

}

if (monthIndex >= 12) return false;

tm.Day = Day;

tm.Month = monthIndex + 1;

tm.Year = CalendarYrToTm(Year);

return true;

}

Скачать скетч

Загружаем данную скетч в контроллер Arduino (время берется с ОС), открываем «Мониторинг порта»

Программа
В библиотеке есть еще один пример, открыть его можно DS1307RTC «Файл» —> «Примеры» —> «DS1307RTC» —> «ReadTest»

/* 
  Тестирование производилось на Arduino IDE 1.6.12
  Дата тестирования 23.11.2016г.
*/

#include <Wire.h>                           // Подключаем библиотеку Wire                           
#include <TimeLib.h>                        // Подключаем библиотеку TimeLib
#include <DS1307RTC.h>                      // Подключаем библиотеку DS1307RTC

void setup() {
  Serial.begin(9600);                       // Устанавливаем скорость передачи данных 
  while (!Serial) ;                         // Ожидаем подключение последовательного порта. Нужно только для Leonardo
  delay(200);                               // Ждем 200 мкс
  Serial.println("DS1307RTC Read Test");    // Выводим данные на последовательный порт
  Serial.println("-------------------");    // Выводим данные на последовательный порт
}

void loop() {
  tmElements_t tm;                          

  if (RTC.read(tm)) {
    Serial.print("Ok, Time = ");
    print2digits(tm.Hour);
    Serial.write(':');
    print2digits(tm.Minute);
    Serial.write(':');
    print2digits(tm.Second);
    Serial.print(", Date (D/M/Y) = ");
    Serial.print(tm.Day);
    Serial.write('/');
    Serial.print(tm.Month);
    Serial.write('/');
    Serial.print(tmYearToCalendar(tm.Year));
    Serial.println();
  } else {
    if (RTC.chipPresent()) {
      Serial.println("The DS1307 is stopped.  Please run the SetTime");
      Serial.println("example to initialize the time and begin running.");
      Serial.println();
    } else {
      Serial.println("DS1307 read error!  Please check the circuitry.");
      Serial.println();
    }
    delay(9000);
  }
  delay(1000);
}

void print2digits(int number) {
  if (number >= 0 && number < 10) {
    Serial.write('0');
  }
  Serial.print(number);
}

Тестирование производилось на Arduino IDE 1.6.12

Дата тестирования 23.11.2016г.

#include <Wire.h> // Подключаем библиотеку Wire

#include <TimeLib.h> // Подключаем библиотеку TimeLib

#include <DS1307RTC.h> // Подключаем библиотеку DS1307RTC

void setup() {

Serial.begin(9600); // Устанавливаем скорость передачи данных

while (!Serial) ; // Ожидаем подключение последовательного порта. Нужно только для Leonardo

delay(200); // Ждем 200 мкс

Serial.println("DS1307RTC Read Test"); // Выводим данные на последовательный порт

Serial.println("-------------------"); // Выводим данные на последовательный порт

}

void loop() {

tmElements_t tm;

if (RTC.read(tm)) {

Serial.print("Ok, Time = ");

print2digits(tm.Hour);

Serial.write(':');

print2digits(tm.Minute);

Serial.write(':');

print2digits(tm.Second);

Serial.print(", Date (D/M/Y) = ");

Serial.print(tm.Day);

Serial.write('/');

Serial.print(tm.Month);

Serial.write('/');

Serial.print(tmYearToCalendar(tm.Year));

Serial.println();

} else {

if (RTC.chipPresent()) {

Serial.println("The DS1307 is stopped. Please run the SetTime");

Serial.println("example to initialize the time and begin running.");

Serial.println();

} else {

Serial.println("DS1307 read error! Please check the circuitry.");

Serial.println();

}

delay(9000);

}

delay(1000);

}

void print2digits(int number) {

if (number >= 0 && number < 10) {

Serial.write('0');

}

Serial.print(number);

}

Скачать скетч

Загружаем данную код в контроллер Arduino, открываем «Мониторинг порта»

Ссылки
Библиотека libraries-DS1307RTC
Библиотека libraries-TimeLib

Купить на Aliexpress
Контроллер Arduino UNO R3
Провода DuPont, 2,54 мм, 20 см
Часы реального времени RTC DS1307

Купить в Самаре и области
Купить контроллер Arduino UNO R3 в г. Самаре
Купить провода DuPont, 2,54 мм, 20 см в г. Самаре
Купить часы реального времени RTC DS1307 в г. Самаре

Метки: Arduino Модули Часы

ALEXEY:

07.06.2017 в 07:50

обзор конечно хороший, но: 1.пожалуйста, исправьте ошибки в тексте, их слишком много. 2. не трогайте цепь зарядки батарейки. на делителе напряжения R4,R6 ток 2 микроАмпера, емкость батарейки 220 милиАмпер/час. посчитайте сколько нужно времени, чтобы разрядить батарейку при таком токе.

Ответить
- Сергей Мир:
  
  08.06.2017 в 11:21
  
  Спасибо за замечание, поправил
  
  Ответить
Илья:

14.06.2017 в 17:01

Очень помог обзор. А нет ли материалов по записи данных в память этих часов?

Ответить
- Сергей Мир:
  
  15.06.2017 в 12:55
  
  Здравствуйте, к сожалению пока нету
  
  Ответить
Тарас:

27.12.2017 в 15:50

Спасибо за обзор! К ардуино такого зверя подключил, а вот к node mcu v3 никак не получается. Он его просто не видит. Ни одна библиотека не видит. Подключаю к ногам d4 и d5 — как по инструкции, но ничего не выходит. Может сталкивались?

Ответить
- ПозналМир:
  
  25.07.2019 в 21:23
  
  у esp8266 D1-D2 sda и scl а не как ты написал, всё на ней работает отлично.
  
  Ответить
Сергей:

27.01.2019 в 17:47

Подскажите пожалуйста как сделать чтобы реле включалось каждые 18:00 . Помагите пожалусто.

Ответить
Сергей:

10.03.2019 в 19:27

добавь Wire.begin(4, 5);

Ответить
Saidjon:

06.10.2019 в 12:51

На месяц 3мин опаздывает считать. Как ето исправить

Ответить
Анатолий:

16.10.2019 в 19:09

Здравствуйте, Сергей! Очень интересные обзоры.
По часам есть такой вопрос, как использовать состояние часов, чтобы ардуино управлял другими устройствами (мотором) в нужное время?
Спасибо.

Ответить

Обзор часов реального времени DS1307 (RTC)

Технические параметры

Общие сведения

Подключение DS1307 к Arduino

Читайте также:

комментариев 10

Добавить комментарий Отменить ответ

Последние записи

Обзор часов реального времени DS1307 (RTC)

Технические параметры

Общие сведения

Подключение DS1307 к Arduino

Читайте также:

BME280 — датчик атмосферного давления, влажности и температуры

Обзор семисегментного индикатора на MT1637

Обзор адаптера NRF24L01

комментариев 10

Добавить комментарий Отменить ответ

Метки

Последние записи