您有需要精確計時的電子設備嗎？或者您的項目是否需要您計算秒、分、小時甚至月？好吧，如果你不知道如何去做，別擔心，你來對地方了。涉及計時的項目，即使沒有電源，也可能很棘手。謝天謝地，我們已經幫到你了。您只需要一個實時時鐘 (RTC) 模塊。因此，在本文中，我們將了解有關 RTC 模塊的所有內容，并向您展示如何使用 RTC 模塊電路制作一個簡單的項目。

你準備好了嗎？那么，讓我們開始吧！

什么是 RTC 模塊？

實時時鐘模塊

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實時時鐘 (RTC) 是一種集成電路時鐘模塊，通常出現在現代計算機、服務器或嵌入式系統中。此外，RTC 模塊有一個用途；計時。

該設備可以計算秒、分、小時和年。此外，它能夠準確地處理各種計時應用程序。

這是最好的部分。

由于 RTC 具有如此重要的作用，它即使在系統關閉時也能保持時間。出于這個原因，RTC 可以作為觸發器在鬧鐘或移動設備上發現的預定電源等事件中打開系統。

RTC 如何實現這一目標？嗯，這個集成電路的工作電源與為其系統供電的電源不同。因此，RTC 可以在低功率情況或電源故障時持續運行。此外，您只需要一點點電流即可運行 RTC。

此外，較舊的 RTC 模塊采用鋰電池作為備用電源，而較新的版本使用超級電容器或輔助電池。現在，兩個 RTC IC 之間存在差異。 

帶有超級電容器的實時時鐘模塊具有可充電功能，您可以將它們焊接到您的電路上。另一方面，帶有輔助電池的 RTC 更為常見，因為您可以在大多數消費級主板上找到它們。在這種情況下，RTC 由一塊電池供電。因此，當您取出此電池時，它會重置 RTC 并將其發送回其起點。 

此外，實時時鐘模塊利用晶體振蕩器來調節時間。因此，它們不同于常規硬件時鐘，因為它們不需要時鐘信號。 

但這還不是全部。

RTC 經久耐用。它們可以持續五年甚至更長時間。但是，如果電池電量耗盡，您可能需要更換 RTC。此外，當電池沒電時，您的系統會通過錯誤消息通知您。檢測電池沒電的另一種方法是發現系統的時鐘變得奇怪或不穩定。因此，請始終維護您的 RTC，以確保您的系統持續運行。

現在，有各種類型的集成電路可用于 RTC 應用。其中一些包括 DS12C997 和 DS1307。但是，本文的重點將放在 RTC DS3231 模塊上。

DS3231 RTC 模塊特性和規格

以下是 DS3231 模塊的特性和規格：

特征

• DS3231 RTC 模塊能夠以秒、分、小時、天、月和年為單位進行計數

• 無需大功率即可運行

• 它使用 CR2032 電池作為備用電源。電池可以使用長達三年

• 它有一個小尺寸

• 可以使用 DS3231 RTC 模塊作為老化修整的寄存器

• 您可以對該模塊的方波輸出進行編程

• 它配備了一個數字溫度傳感器，具有額外的 3°C 精度

• RTC 模塊使用 400Khz I2C 接口

• 它還有兩個時間鬧鐘

• 該 RTC 模塊的精度為：+3.5ppm 至 -3.5ppm（-40°C 至 +85°C），+2ppm 至 -2pmm（0°C 至 +40°C）

• 每當出現電源故障時，它會自動切換到電池供電

規格

• DS3231 RTC 模塊在以下電壓下工作：2.3v – 5.5v

• 您可以在低電壓下使用此 RTC 模塊

• 使用電池供電時，它僅消耗 500nA

• SDA 和 SCL 最大電壓為 VCC = 0.3V

• 它的工作溫度為 -45°C 至 +80°C

應用

以下是理解 DS3231 應用時需要考慮的一些案例：

• 如果您擔心電路的功耗問題，DS3231 不需要大量功率即可運行。因此，您可以在移動系統應用程序或計算機外圍設備上使用此模塊

• 盡管市場上有大量的 RTC 模塊，但 DS3231 以其一流的精度而聞名。因此，如果您正在為您的項目尋找準確的時間和日期，DSC3231 可以滿足您的需求。DS3231 能夠比其他 RTC 模塊保持時間更新

• 在您需要快速通信的情況下，DS3231 RTC 模塊可以與任何快速 TWI 接口進行通信，使其成為機器人、游戲和服務器應用等應用的首選

• 此外，您可以使用 DS3231 的 12 小時和 24 小時方法來查找應用程序——尤其是在 GPS 應用程序中

• 它具有一些鬧鐘屬性和溫度傳感器，使其對公用事業功率計應用等其他幾種應用更有用

DS3231 RTC 引腳配置

DS3231 RTC 引腳配置

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DS321 有六個端子。但是，并非必須使用這些引腳中的兩個。因此，我們主要有四個端子或引腳。您可以在模塊的另一側看到它們。DS3231 RTC模塊的引腳配置如下：

如何使用 DS3231 RTC 模塊

只能通過 I2C 接口與 DS3231 RTC 模塊通信。I2C 接口處理從 DS3221 發送和接收的數據。因此，您可以通過 I2C 獲取任何時間和日期信息。 

DS3231 和 I2C

來源：快照

此外，模塊和 I2C 之間的傳輸很復雜。另外，通信以字節格式進行。因此，最好使用專門針對 DS3231 編寫的庫。為什么？嗯，使用圖書館可以改善交流。因此，您可以下載 DS3231 庫并使用程序來調用它們。 

因此，一旦您包含頭文件，控制器就會開始通信并向您顯示時間和日期。更重要的是，您可以使用這些庫輕松控制和設置警報。

此外，當電量低或沒有電時，RTC 模塊會自動從電池取電，讓芯片持續提供準確的時間和日期。一旦系統再次啟動，控制器和模塊之間的通信可以繼續而不會出錯。

項目：Arduino 日歷時鐘

在本節中，我們將學習如何在 Arduino 中使用實時時鐘并構建一個 Arduino 日歷時鐘項目。 

電路設計 

這是使用 DS3231 RTC 模塊的簡單 Arduino 日歷時鐘的設計。由于 IC2，我們將所有設備連接到一條僅由四根線組成的公共總線：

Arduino日歷時鐘的電路圖

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所需組件

以下是此項目所需的材料：

• (1) Arduino Uno

• (1) 面包板

• (1) 16×2 I2C 字符 LCD

• 跳線

• (1) DS3232實時時鐘模塊

代碼

在這里，我們將使用庫并創建自定義函數，以使我們的代碼創建更容易、更具可讀性。因此，該項目將使用以下庫：

• 金屬絲。I2C 接口的 h 庫

• 用于 I2C 16×2 LCD 模塊的 LiquidCrystal_I2C.h 庫（由 Frank de Brabander 提供）

• DS3231 RTC 模塊的 RTClib.h 庫（由 Adafruit 提供）

下載這些庫后，通過#include關鍵字將它們添加到您的代碼中。所以，有了這個，我們將設置兩個對象。第一個是 LCD()，另一個是 rtc。這兩個對象將有助于與 LCD 和 DS3231 模塊通信。

LCD() 和 rtc 的代碼

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接下來，創建兩個自定義函數，以便您可以輕松管理代碼。updateRTC() 是您要編寫的第一個函數。它是向用戶詢問當前日期和時間并使用輸入更新 RTC 內部時鐘的功能。 

updateRTC() 的代碼

來源：Pxhere（知識共享）

您將創建的下一個函數是更新的 LCD() 函數。它負責更新 LCD 將顯示的文本。

updateLCD() 的代碼

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updateLCD() 2 的代碼

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創建代碼的最后一步是為 Arduino 添加常規函數：setup() 和 loop()。下面是兩個函數的代碼： 

設置代碼（） 

來源：快照

循環代碼（）

來源：Pxhere（知識共享）

最后，上傳您的代碼，您的 Arduino Uno 應該開始在 LCD 上顯示日期和時間。

RTC 模塊是一種為電路添加計時功能的廉價且簡單的方法。我們向您展示的只是表面上的劃痕。如果您對它進行更多修改，您會發現許多其他有趣的方式來使用該模塊。

值得一提的是，如果您在市場上找不到DS3231，那么DS12C997 和DS1307 是當之無愧的等價物。此外，對于上面提到的 Arduino 項目，您可以使用串行監視器來修改項目的日期和時間。您所要做的就是輸入字母“U”并按照提示操作。

這篇文章到此結束。如果您有任何問題，請隨時聯系我們，我們將很樂意為您提供幫助。