主要特性
DS1307是Maxim的串行、I2C实时时钟芯片。主要特性有：
- 工作电压：主电源电压4.5~5.5V，电池电压2.0~3.5V
- 功耗：电池供电、备份模式时<500nA
- 接口：I2C，最大速率100kbps
- 可编程方波输出
- 电源自动切换、失效检测
- 内置56字节大小、支持电池备份的RAM
管脚定义
- X1、X2: 接32.768kHz晶体，要求晶体负载电容12.5pF
- Vcc：主电源，范围4.5~5.5V。当需要对DS1307读写时，需要接Vcc。
- VBAT：接电池，范围2.0~3.5V。
- GND：地
- SDA、SCL：I2C接口数据线、时钟线。
- SQW/OUT：方波输出脚、通过写寄存器来使能。
与Arduino的连接
采用I2C接口与Arduino连接。SQW/OUT脚亦为开漏（open-drain）设计，需要接上拉电阻。
DS1307的VCC脚接Arduino UNO的5V；GND脚接Arduino UNO的GND；SDA脚接Arduino UNO的A4(SDA)；SCL脚接Arduino UNO的A5(SCL)。
功能调试
1. 写寄存器时，先写入寄存器指针（Register pointer），之后依次写入寄存器内容。每写入一个字节，Register pointer都自动加一。
2. 读寄存器时，也是先写入Register pointer，之后发Sr（Repeated start），依次读出寄存器内容。同样的，每读出一个字节，Register pinter都自动加一。
测试代码
1. 首先设置DS1307时间。代码中timeDec数组保存的是当前时间，根据实际调整。
1 /*
2 real time clock using DS1307
3 function: set the time
4 */
5
6 #include <Wire.h>
7
8 #define ADDRESS_DS1307 0x68
9
10 byte timeDec[] = {15, 1, 15, 5, 19, 20, 0};
11 byte timeBcd[] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
12 //time = {year, month, date, day, hours, minutes, seconds};
13
14 void setup()
15 {
16 Wire.begin();
17 Serial.begin(9600);
18
19 //convert decimal to BCD code
20 int i;
21 for (i = 0; i < 7; i++)
22 {
23 timeBcd[i] = DecToBcd(timeDec[i]);
24 }
25
26 //set the time
27 Wire.beginTransmission(ADDRESS_DS1307);
28 Wire.write(0x00);
29 for (i = 0; i < 7; i++)
30 {
31 Wire.write(timeBcd[6-i]);
32 }
33 Wire.endTransmission();
34
35 Serial.println("Time has been set.");
36
37 }
38
39 void loop()
40 {
41 delay(4000);
42 }
43
44 // Convert normal decimal numbers to binary coded decimal
45 byte DecToBcd(byte val)
46 {
47 byte res;
48 if ((val <= 99) && (val >= 0))
49 {
50 res = ((val/10)<<4) | (val%10);
51 }
52 else
53 {
54 res = 0;
55 Serial.println("Error");
56 }
57 return res;
58 }
59 // Convert binary coded decimal to normal decimal numbers
60 byte BcdToDec(byte val)
61 {
62 byte res;
63 if (val <= 0x99)
64 {
65 res = (val >> 4)*10 + (val & 0x0F);
66 }
67 else
68 {
69 res = 0;
70 Serial.println("Error");
71 }
72 return res;
73 }
2. 之后可以向DS1307获取实时时间。
1 /*
2 real time clock using DS1307
3 function: read the time
4 */
5
6 #include <Wire.h>
7
8 #define ADDRESS_DS1307 0x68
9
10 byte timeBcd[] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
11 //time = {year, month, date, day, hours, minutes, seconds};
12
13 void setup()
14 {
15 Wire.begin();
16 Serial.begin(9600);
17 }
18
19 void loop()
20 {
21 //read the time
22 Wire.beginTransmission(ADDRESS_DS1307);
23 Wire.write(0x00);
24 Wire.endTransmission();
25 Wire.requestFrom(ADDRESS_DS1307, 7);
26 if (Wire.available() >= 7)
27 {
28 for (int i = 0; i < 7; i++)
29 {
30 timeBcd[6-i] = Wire.read();
31 }
32 }
33
34 //print
35 Serial.print("20"); Serial.print(timeBcd[0], HEX); Serial.print("/");
36 Serial.print(timeBcd[1], HEX); Serial.print("/"); Serial.print(timeBcd[2], HEX);
37 Serial.print(" "); Serial.print(BcdToDay(timeBcd[3])); Serial.print(" ");
38 Serial.print(timeBcd[4], HEX); Serial.print(":");
39 Serial.print(timeBcd[5], HEX); Serial.print(":");
40 Serial.print(timeBcd[6], HEX); Serial.println();
41
42 delay(1000);
43 }
44
45
46 // Convert binary coded decimal to day
47 String BcdToDay(byte val)
48 {
49 String res;
50 switch(val)
51 {
52 case 1: res = "Sunday"; break;
53 case 2: res = "Monday"; break;
54 case 3: res = "Tuesday"; break;
55 case 4: res = "Wednesday"; break;
56 case 5: res = "Thursday"; break;
57 case 6: res = "Friday"; break;
58 case 7: res = "Saturday"; break;
59 default: res = "Error!";
60 }
61 return res;
62 }
程序运行后，通过串口打印当前时间如下图。
3. 通过设置控制寄存器，可以设置SQW/OUT管脚输出高电平、低电平或某个频率的方波。方波支持的频率有1Hz、4.096kHz、8.192kHz、32.768kHz。以下代码设置的频率为32.768kHz。
1 /*
2 real time clock using DS1307
3 function: output the square-wave
4 */
5
6 #include <Wire.h>
7
8 #define ADDRESS_DS1307 0x68
9 #define CONTROL_REGISTER 0x07
10
11 void setup()
12 {
13 Wire.begin();
14 Serial.begin(9600);
15
16 //set the time
17 Wire.beginTransmission(ADDRESS_DS1307);
18 Wire.write(CONTROL_REGISTER);
19 Wire.write(0b00010011); //frequency = 32.768kHz
20 Wire.endTransmission();
21
22 Serial.println("Square-wave output is enabled.");
23 }
24
25 void loop()
26 {
27 delay(4000);
28 }
与示波器测试的信号图形相符。
参考资料
Maxim - DS1307 64x8、串行、I²C实时时钟
Tutorial – Using DS1307 and DS3231 Real-time Clock Modules with Arduino
Digital Clock with Arduino and DS1307
Assemble an Adafruit DS1307 Real Time Clock Kit
时间： 2024-08-07 04:31:03