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Lektion 16: Echtzeituhrmodul (DS1302)

In dieser Lektion lernen Sie, wie Sie ein Echtzeituhrmodul (RTC) mit einem ESP32-Entwicklungsboard einrichten und verwenden. Wir werden die Integration des DS1302 RTC-Moduls, das Verständnis seiner Funktionen und die Programmierung des ESP32 zur Anzeige des aktuellen Datums und der Uhrzeit behandeln. Außerdem erfahren Sie, wie Sie Situationen handhaben, in denen das RTC-Modul seine Datums- und Uhrzeiteinstellungen verloren hat und automatisch auf die Kompilierungszeit Ihres Sketches eingestellt wird. Dieses Projekt ist ideal für diejenigen, die ihr Verständnis für zeitbezogene Funktionen in Mikrocontroller-Projekten erweitern möchten.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ITEMS IN THIS KIT	LINK
Universal Maker Sensor Kit	94	Universal Maker Sensor Kit

Sie können sie auch einzeln über die unten stehenden Links kaufen.

Component Introduction	Purchase Link
ESP32 & Development Board	BUY
Echtzeituhr-Modul (DS1302)	KAUFEN
Steckbrett	KAUFEN

Verdrahtung

Code

Bemerkung

Um die Bibliothek zu installieren, verwenden Sie den Arduino Library Manager und suchen Sie nach „Rtc by Makuna“ und installieren Sie sie.

Code-Analyse

1. Initialisierung und Bibliotheks-Einbindung

   Bemerkung

   Um die Bibliothek zu installieren, verwenden Sie den Arduino Library Manager und suchen Sie nach „Rtc by Makuna“ und installieren Sie sie.

   Hier werden die notwendigen Bibliotheken für das DS1302 RTC-Modul eingebunden.

   #include <ThreeWire.h>
   #include <RtcDS1302.h>
   

2. Pins definieren und RTC-Instanz erstellen

   Pins für die Kommunikation werden definiert und eine Instanz der RTC erstellt.

   const int IO = 27;    // DAT
   const int SCLK = 14;  // CLK
   const int CE = 26;    // RST
   
   ThreeWire myWire(IO, SCLK, CE));
   RtcDS1302<ThreeWire> Rtc(myWire);
   

3. setup()-Funktion

   Diese Funktion initialisiert die serielle Kommunikation und richtet das RTC-Modul ein. Verschiedene Überprüfungen werden durchgeführt, um sicherzustellen, dass die RTC korrekt läuft.

   void setup() {
     Serial.begin(9600);
   
     Serial.print("compiled: ");
     Serial.print(__DATE__);
     Serial.println(__TIME__);
   
     Rtc.Begin();
   
     RtcDateTime compiled = RtcDateTime(__DATE__, __TIME__);
     printDateTime(compiled);
     Serial.println();
   
     if (!Rtc.IsDateTimeValid()) {
       // Common Causes:
       //    1) first time you ran and the device wasn't running yet
       //    2) the battery on the device is low or even missing
   
       Serial.println("RTC lost confidence in the DateTime!");
       Rtc.SetDateTime(compiled);
     }
   
     if (Rtc.GetIsWriteProtected()) {
       Serial.println("RTC was write protected, enabling writing now");
       Rtc.SetIsWriteProtected(false);
     }
   
     if (!Rtc.GetIsRunning()) {
       Serial.println("RTC was not actively running, starting now");
       Rtc.SetIsRunning(true);
     }
   
     RtcDateTime now = Rtc.GetDateTime();
     if (now < compiled) {
       Serial.println("RTC is older than compile time!  (Updating DateTime)");
       Rtc.SetDateTime(compiled);
     } else if (now > compiled) {
       Serial.println("RTC is newer than compile time. (this is expected)");
     } else if (now == compiled) {
       Serial.println("RTC is the same as compile time! (not expected but all is fine)");
     }
   }
   

4. loop()-Funktion

   Diese Funktion holt periodisch das aktuelle Datum und die Uhrzeit von der RTC und gibt sie im seriellen Monitor aus. Es wird auch überprüft, ob die RTC weiterhin ein gültiges Datum und eine gültige Uhrzeit beibehält.

   void loop() {
     RtcDateTime now = Rtc.GetDateTime();
   
     printDateTime(now);
     Serial.println();
   
     if (!now.IsValid()) {
       // Common Causes:
       //    1) the battery on the device is low or even missing and the power line was disconnected
       Serial.println("RTC lost confidence in the DateTime!");
     }
   
     delay(5000);  // five seconds
   }
   

5. Datum- und Uhrzeitausgabe-Funktion

   Eine Hilfsfunktion, die ein RtcDateTime-Objekt entgegennimmt und das formatierte Datum und die Uhrzeit im seriellen Monitor ausgibt.

   void printDateTime(const RtcDateTime& dt) {
     char datestring[20];
   
     snprintf_P(datestring,
                countof(datestring),
                PSTR("%02u/%02u/%04u %02u:%02u:%02u"),
                dt.Month(),
                dt.Day(),
                dt.Year(),
                dt.Hour(),
                dt.Minute(),
                dt.Second());
     Serial.print(datestring);
   }