Arduino-kirjasto integroidun DS3231:n päivämäärän ja lämpötilan tarkistamiseksi I2C:n kautta
PÄIVITETTY: Käy myös uudessa kirjasto päivämäärän ja ajan hallintaan DS3231 RTC -moduulilla ja Arduinolla parannuksilla, kuten kausiajalla.
Laitteen käyttö IC de reaaliaikakellot (RTC) suosituimpia, joita ohjataan käyttämällä bussi I2C Se on yleensä hyvin samanlainen. Sitä paitsi, Wire kirjasto de Työläs yksinkertaistaa huomattavasti viestintää laitteiden kanssa Kaksijohtiminen sarjaliitäntä (TWI), I2C, erityistä.
Yleisesti ottaen prosessi koostuu
-
Aloita tiedonsiirto orjana tai isäntänä (asetettu oletuksena) toiminnon kanssa Wire.begin(osoite). Jos "osoite" jätetään pois, viestintä alkaa μC opettaja bussi I2C.
-
Aktivoi viestintä I2C laitteen kanssa sen muistiosoitteen kautta, jossa se sijaitsee, komennolla Wire.beginTransmission(osoite).
-
Kirjoita tilaus bussi I2C kertoaksesi laitteelle toiminnon, jonka haluat sen suorittavan, käyttämällä Wire.write(komento), jossa "järjestys" on toimintakoodi.
-
Poista viestintä käytöstä vapauttaaksesi bussi I2C toiminnolla Wire.endTransmission ().
-
Pyydä laitetta lähettämään tietty määrä dataa, joka vastaa toiminnolla pyydettyä toimintoa (tässä tapauksessa päivämäärä ja kellonaika) Wire.requestFrom(osoite,summa).
-
Odota, että toiminnolla pyydetyt tiedot ovat luettavissa Wire.available (), joka palauttaa jo vastaanotettujen ja luettavissa olevien tietojen määrän.
-
Lue laitteen lähettämät tiedot ( reaaliaikainen kello, tässä tapauksessa) käyttämällä toimintoa Wire.read() niin monta kertaa kuin tavuja on ilmoitettu Wire.available () jotka ovat käytettävissä.
-
Normaalisti tiedot lähetetään erittäin kompakteissa muodoissa, joten on erittäin todennäköistä, että vastaanotettu data on tulkittava tavalla, joka vastaa laitetta käyttävän ohjelman esittämää dataa.
Mitä tulee DS3231:een (ja saman sarjan yhteensopiviin laitteisiin, kuten DS3232) ja tietojen tulkinta, integroidun spesifikaatioiden mukaan, esimerkiksi aikaa edustavien eri numeroiden arvot esitetään binäärikoodattu desimaali (BCD) joka on helpompi ilmaista desimaaliarvona (a tavu) käytettäväksi Työläs
Samalla rivillä lämpötila ilmaistaan tavuna tuumaa kahden komplementti kokonaislukuosalle ja kaksi bittiä desimaaliosan askeleelle neljännesasteen resoluutiolla. Näitä ja muita kellon datan esittämisen näkökohtia on käsitelty tyhjentävästi alla olevassa kirjastokoodissa. DS3231
Voit tarkistaa lämpötilan tällä kirjastolla käyttämällä menetelmää lue_lämpötila() esineen DS3231 instantoitu alussa. Päivämäärän ja kellonajan lukemista varten ne ladataan ensin ja sitten niitä pyydetään jossakin muodossa (kompakti, ihminen...), joka on saatavilla eri käyttötarkoituksiin, dokumentoitu alla olevan koodikirjaston otsikkoasiakirjassa.
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
|
//DS3231.h
#if defined(ARDUINO) && ARDUINO>=100
#include “Arduino.h”
#else
#include “WProgram.h”
#endif
#include <Wire.h>
#define TEMPERATURA_MAXIMA_DS3231 85.0 // Máxima temperatura que se puede medir con un DS3231 (70 grados en la versión comercial / no-industrial)
#define TEMPERATURA_MINIMA_DS3231 -40.0 // Mínima temperatura que se puede medir con un DS3231 (0 grados en la versión comercial / no-industrial)
#define DIRECCION_DS3231 B1101000 // Según datasheet
#define TIMEOUT_I2C_DS3231 200 // Máximo tiempo de espera del bus I2C del DS3231
#define NUMERO_ELEMENTOS_FECHA 7 // Número de elementos (un byte por elemento) que tiene la matriz con los datos de la fecha
#define NUMERO_BYTES_TEMPERATURA 2 // Número de bytes con los que se representa la temperatura (uno para la parte entera y el signo y otro para la parte decimal representada con una resolución de 0.25 grados)
#define RESOLUCION_DECIMALES_DS3231 0.25 // Grados de cada paso de la parte decimal
#define ROTACION_DECIMALES 6 // Rotación necesaria hasta llegar a los bits que contienen la parte que representa los decimales de la temperatura (rotar 6 corresponde a atender a los bits 7 y 8)
#define MASCARA_DECIMALES B11000000 // Máscara para eliminar con una operación and la parte no significativa. En el caso el DS3231 no hace nada ya que al rotar queda sólo la parte relevante.
class DS3231
{
private:
char valor_fecha_hora_DS3231[7]; // Matriz de valores numéricos (7 char) de la fecha y la hora. El índice 0 representa los segundos, el 1 los minutos, el 2 las horas (en formato de 24), el 3 el día de la semana empezando en el domingo que es 1, el 4 el día del mes, el 5 el número del mes y el 6 los dos últimos dígitos del año
char hora_humana_DS3231[11]; // Hora en el formato hh:mm:ss siendo hh la hora (en formato de 24) representada con 2 dígitos, mm los minutos con 2 dígitos y ss los segundos con 2 dígitos
char fecha_humana_DS3231[11]; // Fecha en formato DD/MM/AAAA siendo DD el día representado con 2 dígitos, MM el mes con 2 dígitos y AAAA el año con 4 dígitos
char fecha_hora_MySQL_DS3231[20]; // Fecha en formato AAAA-MM-DD hh:mm:ss (estilo MySQL) siendo AAAA el año representado con 4 dígitos, MM el mes con 2 dígitos, DD el día con 2 dígitos, hh la hora (en formato de 24) con 2 dígitos, mm los minutos con 2 dígitos y ss los segundos con 2 dígitos
char fecha_hora_compacta_DS3231[13]; // Fecha en formato compacto (como la anterior pero sin adornos y dos dígitos para el año) para escribir en log y en bases de datos
char bcd_a_decimal(char bcd); // Convertir de BCD a decimal
char decimal_a_bcd(char decimal); // Convertir de decimal a BCD
protected:
public:
DS3231();
~DS3231();
void cargar_fecha_hora();
void grabar_fecha_hora(char *fecha);
char *valor_fecha_hora();
char *hora_humana(); // Hora en el formato hh:mm:ss siendo hh la hora (en formato de 24) representada con 2 dígitos, mm los minutos con 2 dígitos y ss los segundos con 2 dígitos
unsigned int reloj_4_digitos_7_segmentos(); // La hora tal como la esperan la mayoría de relojes de cuatro dígitos LED de 7 segmentos
char *fecha_humana(); // Fecha en formato DD/MM/AAAA siendo DD el día representado con 2 dígitos, MM el mes con 2 dígitos y AAAA el año con 4 dígitos
char numero_dia_semana(); // Eso y empezando en domingo que es el 1
char *fecha_hora_MySQL(); // Fecha en formato AAAA-MM-DD hh:mm:ss (estilo MySQL) siendo AAAA el año representado con 4 dígitos, MM el mes con 2 dígitos, DD el día con 2 dígitos, hh la hora (en formato de 24) con 2 dígitos, mm los minutos con 2 dígitos y ss los segundos con 2 dígitos
char *fecha_hora_compacta(); // Fecha en formato compacto (como la anterior pero sin adornos y dos dígitos para el año) para escribir en log y en bases de datos
double leer_temperatura();
double temperatura_minima();
double temperatura_maxima();
};
|
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
|
//DS3231.cpp
#include “DS3231.h”
DS3231::DS3231()
{
//Wire.begin(); // Dependiendo de la versión del IDE puede ser maestro por defecto o no y habrá que activar en la librería o en la aplicación que la use (en el ejemplo se activa desde la aplicación, lo que permite un uso más genérico)
}
DS3231::~DS3231()
{
}
void DS3231::cargar_fecha_hora()
{
unsigned long timeout_i2c;
byte contador;
Wire.beginTransmission(DIRECCION_DS3231); // Comunicar con el DS3231 en la dirección correspondiente
Wire.write(0x00); // pedir registros desde la primera dirección
Wire.endTransmission(); // Liberar el bus I2C
Wire.requestFrom(DIRECCION_DS3231,NUMERO_ELEMENTOS_FECHA); // esperar NUMERO_ELEMENTOS_FECHA bytes
timeout_i2c=millis()+TIMEOUT_I2C_DS3231;
while(Wire.available()<NUMERO_ELEMENTOS_FECHA&&millis()<timeout_i2c){} // Esperar a que lleguen los datos o a que pase el tiempo mínimo de espera // Para usar sin espera: if(Wire.available())
for(contador=0;contador<NUMERO_ELEMENTOS_FECHA;contador++)
{
valor_fecha_hora_DS3231[contador]= Wire.read(); // Leer todos los datos sin discriminar aunque luego tendrán distinto tratamiento
}
valor_fecha_hora_DS3231[0]=bcd_a_decimal(valor_fecha_hora_DS3231[0]); // segundos en BCD
valor_fecha_hora_DS3231[1]=bcd_a_decimal(valor_fecha_hora_DS3231[1]); // minutos en BCD
valor_fecha_hora_DS3231[2]=((valor_fecha_hora_DS3231[2]&B00110000)>>4)*10+(valor_fecha_hora_DS3231[2]&B00001111); // BCD en modo de 24 horas
valor_fecha_hora_DS3231[3]=valor_fecha_hora_DS3231[3]&B00000111; // Número de día de la semana empezando en 1 que es domingo
valor_fecha_hora_DS3231[4]=((valor_fecha_hora_DS3231[4]&B00110000)>>4)*10+(valor_fecha_hora_DS3231[4]&B00001111); // Número del día del mes
valor_fecha_hora_DS3231[5]=((valor_fecha_hora_DS3231[5]&B00010000)>>4)*10+(valor_fecha_hora_DS3231[5]&B00001111); // Número de mes (sin MSB)
valor_fecha_hora_DS3231[6]=bcd_a_decimal(valor_fecha_hora_DS3231[6]); // Año en BCD (dos últimos dígitos)
}
char *DS3231::valor_fecha_hora()
{
//cargar_fecha_hora();
return valor_fecha_hora_DS3231;
}
char *DS3231::hora_humana()
{
//cargar_fecha_hora();
sprintf
(
hora_humana_DS3231,
“%02d:%02d:%02d”,
valor_fecha_hora_DS3231[2],
valor_fecha_hora_DS3231[1],
valor_fecha_hora_DS3231[0]
);
return hora_humana_DS3231;
}
unsigned int DS3231::reloj_4_digitos_7_segmentos()
{
//cargar_fecha_hora();
return (int)valor_fecha_hora_DS3231[2]*100+(int)valor_fecha_hora_DS3231[1];
}
char *DS3231::fecha_humana()
{
//cargar_fecha_hora();
sprintf
(
fecha_humana_DS3231,
“%02d/%02d/20%02d”, // Formato de fecha y hora estilo español ¡Olé!
valor_fecha_hora_DS3231[4],
valor_fecha_hora_DS3231[5],
valor_fecha_hora_DS3231[6]
);
return fecha_humana_DS3231;
}
char DS3231::numero_dia_semana()
{
//cargar_fecha_hora();
return valor_fecha_hora_DS3231[3];
}
char *DS3231::fecha_hora_compacta()
{
//cargar_fecha_hora();
sprintf
(
fecha_hora_compacta_DS3231,
“%02d%02d%02d%02d%02d%02d”, // Formato de fecha y hora compacta para log y base de datos
valor_fecha_hora_DS3231[6],
valor_fecha_hora_DS3231[5],
valor_fecha_hora_DS3231[4],
valor_fecha_hora_DS3231[2],
valor_fecha_hora_DS3231[1],
valor_fecha_hora_DS3231[0]
);
return fecha_hora_compacta_DS3231;
}
char *DS3231::fecha_hora_MySQL()
{
//cargar_fecha_hora();
sprintf
(
fecha_hora_MySQL_DS3231,
“20%02d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d”, // Formato de fecha y hora estilo MySQL
valor_fecha_hora_DS3231[6],
valor_fecha_hora_DS3231[5],
valor_fecha_hora_DS3231[4],
valor_fecha_hora_DS3231[2],
valor_fecha_hora_DS3231[1],
valor_fecha_hora_DS3231[0]
);
return fecha_hora_MySQL_DS3231;
}
void DS3231::grabar_fecha_hora(char *fecha)
{
byte contador;
Wire.beginTransmission(DIRECCION_DS3231); // Comunicar con el DS3231 en la dirección correspondiente
Wire.write(0x00); // Empezar el envío en la primera dirección
for(contador=0;contador<NUMERO_ELEMENTOS_FECHA;contador++)
{
Wire.write(decimal_a_bcd(fecha[contador])); // Escribir cada valor expresándolo en BCD
}
Wire.endTransmission(); // Liberar el bus I2C
}
double DS3231::leer_temperatura()
{
byte msb; // El byte más significativo contiene la parte entera de la temperatura (en complemento a 2 para poder representar temperaturas bajo cero)
byte lsb; // El byte menos significatico contiene la parte decimal con una resolución de un cuarto de grado
float temperatura=TEMPERATURA_MAXIMA_DS3231+1.0; // Un número mayor que el máximo como aviso de que algo va mal
boolean negativo=false; // Inicialmente se considera postivo
unsigned long timeout_i2c;
Wire.beginTransmission(DIRECCION_DS3231); // Preparar el dispositivo
Wire.write(0x11); // Solicitar temperatura (empieza en 11h y termina en 12h)
Wire.endTransmission();
Wire.requestFrom(DIRECCION_DS3231,NUMERO_BYTES_TEMPERATURA); // Esperar temperatura: pedir dos bytes en la dirección del integrado
timeout_i2c=millis()+TIMEOUT_I2C_DS3231;
while(Wire.available()<NUMERO_BYTES_TEMPERATURA&&millis()<timeout_i2c){}// Esperar a que lleguen los datos o pase el tiempo de espera máximo // Para usar sin espera: if(Wire.available())
msb=Wire.read(); // parte entera con signo en complemento a dos
lsb=Wire.read(); // parte fraccional con resolución de 0.25 grados
negativo=msb>B01111111; // Es negativo si el primer dígito es uno
temperatura=msb&B01111111; // revertir complemento a dos
temperatura+=((lsb&MASCARA_DECIMALES)>>ROTACION_DECIMALES)*RESOLUCION_DECIMALES_DS3231; // atender sólo a los bits que contienen la parte decimal (7 y 8), multiplicar por el paso de la resolución y sumar a la parte entera de la temperatura
if(negativo)
{
temperatura*=–1; // Cambiar el signo
}
return temperatura;
}
double DS3231::temperatura_minima()
{
return TEMPERATURA_MINIMA_DS3231;
}
double DS3231::temperatura_maxima()
{
return TEMPERATURA_MAXIMA_DS3231;
}
char DS3231::bcd_a_decimal(char bcd) // Convertir de BCD a decimal
{
return ((bcd&B11110000)>>4)*10+(bcd&B00001111);
}
char DS3231::decimal_a_bcd(char decimal) // Convertir de decimal a BCD
{
return decimal/10*16+(decimal%10);
}
|
Seuraavassa on esimerkkikoodi, joka näyttää kuinka kirjastoa käytetään. Kuten edellä mainittiin, lämpötila luetaan yksinkertaisesti toiminnolla luokan objektista mutta lukuvirheiden huomiotta jättämiseksi käytetään kahta vakiota, jotka tallentavat vastaavasti laitteen maksimi- ja minimilämpötilan datalehden mukaan ja jotka luetaan vastaavien toimintojen kanssa.
Lämpötilan mittaus suoritetaan kahdessa vaiheessa: ensin ladataan arvo, jotta päivämäärän tai kellonajan eri käyttötavat ovat yhdenmukaisia (eivät näytä korkeampaa arvoa epäsuotuisissa tapauksissa) ja toiseksi sitä käytetään sen muodon mukaan, joka tarvitaan. Esimerkkiohjelma (joka ei ole kovin käytännöllinen, vaikka se selittää kaikki mahdollisuudet) näyttää kaikki käytettävissä olevat muodot
-
Toiminto joka palauttaa osoittimen taulukkoon sotavaunut (tavua), jotka sisältävät seitsemän numeroarvoa, jotka edustavat kellon päivämäärää ja aikaa DS3231 muunnetaan desimaaliksi (ne ovat in BCD laitteessa)
-
Toiminnon käyttäminen Saadaan arvo, joka vastaa sunnuntaista alkavan viikonpäivän numeroa. Sen näyttämiseksi tekstinä käytetään taulukkoa ja yksi vähennetään alkaen indeksistä nolla, sunnuntai.
-
Käytä toimintoa nähdäksesi päivämäärän "paikallisessa" (espanjankielisessä) muodossa , joka palauttaa osoittimen merkkijonoon, jossa päivämäärä esitetään muodossa PP/KK/VVVV, jossa PP on päivä, joka on esitetty 2 numerolla, MM on kuukausi 2 numerolla ja VVVV on vuosi 4 numerolla.
-
Toiminto palauttaa ajan muodossa tt:mm:ss, jossa hh on tunti (24-muodossa), joka esitetään 2 numerolla, mm on minuutit 2 numerolla ja ss on sekunnit 2 numerolla.
-
Päivämäärän ja ajan käyttäminen on helppoa lokitiedostot toiminto on ohjelmoitu , joka toimittaa päivämäärän ja kellonajan arvon muodossa VVKKPPhhmmss, jossa AA on vuosi, joka on esitetty kahdella viimeisellä numerolla, MM kuukausi 2 numerolla, DD päivä 2 numerolla, hh tunti (2-muodossa) 24 numeroa, mm minuutit 2 numerolla ja ss sekunnit 2 numerolla. Tämä muoto, vaikka se on tekstiä, vie vähän tilaa ja mahdollistaa erittäin yksinkertaisen aakkosjärjestyksen.
-
Toiminto näyttää päivämäärän ja kellonajan tietokannan hallinnan käyttämässä muodossa MySQL (tai uusi ja vapaampi MariaDB) VVVV-KK-PP tt:mm:ss, jossa VVVV on vuosi 4 numerolla, MM on kuukausi 2 numerolla, PP on päivä 2 numerolla, hh on tunti (24 muodossa) 2 numerolla , mm on minuutit 2 numerolla ja sekunnit 2 numerolla.
Vaikka päivämäärän ja kellonajan esittämiseen on monia muotoja, tarvitsemaasi ei välttämättä löydy, mutta varmasti jonkin olemassa olevan muodon perusteella ja käyttämällä sitä esimerkkinä, on helppo lisätä uusi menetelmä. muut tekniset tiedot. Ole hyvä ja jos lisäät uusia toimintoja, jaa koodi (vapauta se!) ja kerro meille miten se toimii, jotta voimme parantaa kirjastoa pikkuhiljaa Kiitos!
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
|
#define INTERVALO_MEDICION 100000 // Medir temperatura cada 100 segundos (se renueva internamente en el DS3231 cada 64 segundos)
#define ESPERA_ERROR 1000 // Tiempo de espera antes de volver a medir si se ha producido un error
#define ELEMENTOS_MATRIZ_FECHA 7
#include “DS3231.h”
#include <Wire.h>
char buffer_fecha[ELEMENTOS_MATRIZ_FECHA];
char *puntero_fecha;
float temperatura;
unsigned long cronometro;
byte contador;
String dia_semana[]={“lunes”,“martes”,“miércoles”,“jueves”,“viernes”,“sábado”,“domingo”};
DS3231 reloj;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
Wire.begin(); // Inicializar Wire sólo si no se hace dentro del constructor (de la librería) Este método, hacerlo en la aplicación, supone que se usa Wire para comunicar con otros dispositivos, no sólo con el DS3231
cronometro=0; // para que empiece inmediatamente
}
void loop()
{
if(millis()>cronometro)
{
temperatura=reloj.leer_temperatura();
if(temperatura>reloj.temperatura_maxima()||temperatura<reloj.temperatura_minima())
{
cronometro=millis()+ESPERA_ERROR;
}
else
{
cronometro=millis()+INTERVALO_MEDICION;
reloj.cargar_fecha_hora();
puntero_fecha=reloj.valor_fecha_hora();
for(contador=0;contador<ELEMENTOS_MATRIZ_FECHA;contador++)
{
buffer_fecha[contador]=*(puntero_fecha+contador);
Serial.println(“Contenido de la posición “+String(contador,DEC)+” del buffer de la fecha -> “+String(int(buffer_fecha[contador]),DEC));
}
Serial.print(“El día “);
Serial.print(reloj.fecha_humana());
Serial.print(“, “);
Serial.print(dia_semana[reloj.numero_dia_semana()–1]);
Serial.print(“, a las “);
Serial.println(reloj.hora_humana());
Serial.print(“(“);
Serial.print(reloj.reloj_4_digitos_7_segmentos());
Serial.print(” en un reloj de 4 dígitos y “);
Serial.print(reloj.fecha_hora_MySQL());
Serial.print(” según MySQL o “);
Serial.print(reloj.fecha_hora_compacta());
Serial.println(” abreviadamente)”);
Serial.print(“la temperatura era de “);
Serial.print(temperatura); // Mostrar la temperatura
Serial.println(” grados centígrados”);
}
}
}
|
Yllä olevan esimerkkiohjelman tulos voisi olla jotain seuraavan kuvan kaltaista: luettelo 7 arvosta (sekunnit, minuutit, tunti, viikonpäivä, kuukauden päivä, kuukausi ja vuosi) päivämäärä ja "inhimillisesti" ilmaistu aika (espanjalaisen tyylin mukaan) aika kokonaislukuna nelinumeroisessa kellomuodossa, päivämäärä ja aika tietokantamuodossa MySQL, päivämäärä ja aika kompaktissa muodossa (for lokit) ja laitteen sisäinen lämpötila DS3231.
Post Comment