Модуль часов реального времени

Часы реального времени — модуль, который хранит текущую дату и не сбрасывает её при отключении питания благодаря встроенной батарейке. Вы могли слышать о часах на основе чипа DS1307. Этот чип отличается крайне низкой точностью хода часов. Отставание на один час в сутки — это слишком. Рекомендую использовать модуль на основе высокоточного чипа DS3231, который снабжён термометром для корректирования хода часов в зависимости от температуры. Точность хода часов этого чипа находится на уровне хороших наручных часов и составляет 2ppm при температуре окружающей среды 0°-40°. При этом, модуль совместим со всеми библиотеками, написанными для модуля на основе чипа DS1307. Статья рассказывает о подключении модуля к Arduino и взаимодействии с ними с помощью библиотеки Time. Купить такой модуль у проверенного мной продавца вы можете здесь.

Подключение часов реального времени

Часы подключаются по протоколу I2C всего двумя проводами. Необходимо дополнительно подтянуть выводы, к которым подключаются часы к рельсе питания с помощью резисторов 2 КОм. Выводы часов выглядят так:

Выводы часов реального времени

Выводы 32К и SQW можно игнорировать. Их назначение не рассматривается в этой статье. SCL и SDA — это выводы интерфейса I2C. Их и нужно подключать к контроллеру. VCC и GND — +5 В и земля соответственно.

SCL и SDA на разных платах расположены на разных выводах:

Вывод SDA часов подключается к выводу SDA контроллера. SDL часов, соответственно, к SDL контроллера. После подключения проводов, должна получиться такая картина:

Часы реального времени подключены к контроллеру

Работать с модулем часов реального времени удобней всего с помощью библиотеки. Наиболее удобная в этом плане, так и называется: Time (англ. время).
Библиотека является «обёрткой» для другой популярной библиотеки для работы с модулем часов: DS1307RTC. Несмотря на то, что библиотека разработана для чипа DS1307, она прекрасно работает и с DS3231, так как протоколы взаимодействия совместимы.

Скачайте обе библиотеки.

С официального сайта:
Time: http://www.pjrc.com/teensy/td_libs_Time.html
DS1307RTC: http://www.pjrc.com/teensy/td_libs_DS1307RTC.html

Или с моего: Time, DS1307RTC.

После скачивания, поместите содержимое архивов в папку libraries, которая находится в папке со средой разработки Arduino. Запустите среду Arduino IDE и откройте стандартный пример библиотеки:  Примеры->Time->TimeRTC
Или просто скопируйте этот 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);
}

После загрузки скетча в плату запустите монитор порта (Сервис->монитор порта). Вы увидите сообщения от библиотеки. Отображаемое время будет неверным, либо библиотека вовсе пожалуется на не настроенные часы. Для настройки часов загрузите в плату пример из библиотеки DS1307RTC «SetTime» (Примеры->DS1307RTC->SetTime). Загрузите этот пример в плату. После загрузки часы окажутся настроенными на время компиляции скетча. Задержка между компиляцией и полной загрузкой составит совсем немного, чего окажется достаточно для точно настроенных часов. Но если вы отключите и заново подключите питание платы, даже через несколько часов, время в часах всё равно будет заново установлено на время компиляции и окажется неверным. Поэтому, используйте этот пример только для настройки, после настройки отключите часы или загрузите в плату другой скетч.

Если вы не можете или не хотите использовать этот пример, загрузите в плату такой код:

//Подключаем библиотеки:
#include   
#include   
#include 

void setup()  {
setSyncProvider(RTC.get);
//Устанавливаем время в формате:
//Часы, минуты, секунды, день, месяц, год
setTime(12,10,0,18,5,2016);
//Применяем:
RTC.set(now());
}
void loop()
{
delay(100);
}

Указанный пример установит часы на 12:10:00 18 мая 2016 года. Измените соответствующую строку для правильной установки времени.
Более подробно о работе с библиотекой можно узнать на сайте автора библиотеки.

Напоминаю, модуль часов реального времени у проверенного продавца вы можете заказать здесь. Полный список товаров, которые я заказал и протестировал здесь.