Arduino-biblioteket for å sjekke datoen og temperaturen til den integrerte DS3231 via I2C
OPPDATERT: Besøk også den nye bibliotek for å administrere dato og klokkeslett med DS3231 RTC-modulen og Arduino med forbedringer som sesongmessige tider.
Driften av IC de sanntidsklokker (RTC) mest populære som styres ved hjelp av buss I2C Det er vanligvis veldig likt. Ved siden av Trådbibliotek de Arduino forenkler kommunikasjonen med enheter betydelig To-leder seriell grensesnitt (TWI), I2C, spesifikk.
Grovt sett består prosessen av
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Start kommunikasjon som slave eller master (angitt som standard) med funksjonen Wire.begin(adresse). Hvis "adresse" er utelatt, begynner kommunikasjonen med μC læreren til buss I2C.
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Aktiver kommunikasjon I2C med enheten gjennom minneadressen der den er plassert, ved å bruke kommandoen Wire.beginTransmission(adresse).
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Skriv en ordre i buss I2C for å fortelle enheten hvilken operasjon du vil at den skal utføre, ved å bruke Wire.write(kommando), hvor "rekkefølge" er operasjonskoden.
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Deaktiver kommunikasjon for å frigjøre buss I2C med funksjon Wire.endTransmission().
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Be enheten om å sende en viss mengde data som tilsvarer operasjonen som er forespurt (i dette tilfellet dato og klokkeslett) med funksjonen Wire.requestFrom(adresse,beløp).
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Vent til de forespurte dataene med funksjonen er tilgjengelige for lesing Wire.tilgjengelig (), som returnerer antall data som allerede er mottatt og kan leses.
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Les dataene sendt av enheten (den sanntidsklokke, i dette tilfellet) ved å bruke funksjonen Wire.read() så mange ganger som bytes angitt Wire.tilgjengelig () som er tilgjengelige.
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Normalt sendes dataene i svært kompakte formater, så det er svært sannsynlig at det vil være nødvendig å tolke dataene som mottas på en måte som tilsvarer representasjonen av dataene laget i programmet som bruker enheten.
Når det gjelder DS3231 (og kompatible i samme serie, for eksempel DS3232) og tolkningen av dataene, i henhold til spesifikasjonene til den integrerte, for eksempel er verdiene til de forskjellige sifrene som representerer tiden representert i binærkodet desimal (BCD) som vil være mer praktisk å uttrykke som en desimalverdi (a byte) å bruke i Arduino
På samme linje uttrykkes temperaturen som en byte in tos komplement for heltallsdelen og to bits for trinnet, med en oppløsning på en kvart grad, av desimaldelen. Disse og andre aspekter ved datarepresentasjon på klokken har blitt diskutert uttømmende i bibliotekkoden nedenfor. DS3231
For å sjekke temperaturen med dette biblioteket, bruk bare metoden lese_temperatur() av objektet DS3231 instansiert i begynnelsen. For å lese dato og klokkeslett blir de først lastet inn og deretter forespurt i et av formatene (kompakt, menneskelig...) tilgjengelig for ulike bruksområder, dokumentert i overskriftsdokumentet til kodebiblioteket nedenfor.
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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); } |
Følgende er eksempelkode for å vise hvordan du bruker biblioteket. Som nevnt ovenfor avleses temperaturen ganske enkelt med funksjonen
av klasseobjektet men for å ignorere feil i avlesningen, brukes to konstanter som lagrer henholdsvis maksimum og minimum temperatur på enheten i henhold til databladet og som leses med de tilsvarende funksjonene.Temperaturavlesningen utføres i to trinn: først lastes verdien, slik at ulike bruk av dato eller klokkeslett vil være konsekvente (de vil ikke vise en høyere verdi i ugunstige tilfeller), og for det andre brukes den i henhold til formatet som trengs. Eksempelprogrammet (som ikke er veldig praktisk, selv om det forklarer alle mulighetene) viser alle tilgjengelige formater
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Funksjonen chariot (bytes) som inneholder de syv numeriske verdiene som representerer dato og klokkeslett på en klokke DS3231 konvertert til desimal (de er i BCD på enheten)
som returnerer en peker til en matrise -
Bruker funksjonen
Det oppnås en verdi som tilsvarer nummeret på ukedagen som starter på søndag. For å vise den som tekst, brukes en matrise og en trekkes fra for å starte på indeks null, søndag. -
For å se datoen i et "lokalt" (spansk) format, bruk funksjonen
, som returnerer en peker til en streng der datoen er representert i formatet DD/MM/ÅÅÅÅ, der DD er dagen representert med 2 sifre, MM er måneden med 2 sifre og ÅÅÅÅ er året med 4 sifre. -
Funksjonen
returnerer tiden i formatet tt:mm:ss, der tt er timen (i 24-format) representert med 2 sifre, mm er minuttene med 2 sifre og ss er sekundene med 2 sifre. -
For enkelt å bruke dato og klokkeslett på loggfiler funksjonen er programmert , som leverer verdien av datoen og klokkeslettet i formatet ÅÅMMDDtthmmss med AA som året representert med de to siste sifrene, MM måneden med 2 sifre, DD dagen med 2 sifre, tt timen (i 2-format) med 24 sifre, mm minuttene med 2 sifre og ss sekundene med 2 sifre. Dette formatet, selv om det er tekst, tar liten plass og tillater veldig enkel alfabetisk rekkefølge.
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Funksjonen MySQL (eller den nye og friere mariadb) ÅÅÅÅ-MM-DD tt:mm:ss, der ÅÅÅÅ er året representert med 4 sifre, MM er måneden med 2 sifre, DD er dagen med 2 sifre, tt er timen (i 24-format) med 2 sifre , mm er minuttene med 2 sifre og sekunder med 2 sifre.
tjener til å presentere dato og klokkeslett i formatet som brukes av databaseadministratoren
Selv om det er mange formater for å representere dato og klokkeslett, er det kanskje ikke den du trenger der, men sikkert basert på et av de eksisterende og bruke det som eksempel, vil det være enkelt å legge til en ny metode iht. andre spesifikasjoner. Vær så snill, hvis du legger til nye funksjoner, del koden (slipp den ut!) og forklar oss hvordan den fungerer, slik at vi kan gjøre biblioteket bedre litt etter litt. Takk!
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Utdataene fra eksempelprogrammet ovenfor kan være noe sånt som det som vises i følgende bilde: en liste med 7 verdier (sekunder, minutter, time, ukedag, måned, måned og år) datoen og tiden uttrykt på en "menneskelig" måte (i henhold til spansk stil) tiden som et helt tall i firesifret klokkeformat, dato og klokkeslett i databaseformat MySQL, dato og klokkeslett i kompakt format (for logger) og den indre temperaturen til DS3231.
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