Entegre DS3231'in tarihini ve sıcaklığını I2C aracılığıyla kontrol etmek için Arduino kütüphanesi
GÜNCELLENDİ: Ayrıca yeni DS3231 RTC modülü ve Arduino ile tarih ve saati yönetmek için kütüphane mevsimsel saat gibi iyileştirmelerle.
Operasyonu IC de gerçek zamanlı saatler (RTC) kullanılarak kontrol edilen en popüler otobüs ben2C Genellikle çok benzer. Yanında Tel kitaplığı de Arduino cihazlarla iletişimi büyük ölçüde basitleştirir İki telli Seri Arayüz (TWI), I2C, özel.
Genel anlamda süreç aşağıdakilerden oluşur:
-
Fonksiyonla iletişimleri bağımlı veya ana olarak başlatın (varsayılan olarak ayarlanır) Wire.begin(adres). "Adres" atlanırsa iletişim şu adresle başlar: µC öğretmeni otobüs ben2C.
-
İletişimi etkinleştir I2C komutunu kullanarak cihazın bulunduğu hafıza adresi üzerinden Wire.beginTransmission(adres).
-
Siparişinizi yazın otobüs ben2C kullanarak cihaza gerçekleştirmesini istediğiniz işlemi söylemek için Wire.write(komut), burada "sipariş" işlem kodudur.
-
Serbest bırakmak için iletişimi devre dışı bırakın otobüs ben2C işlevi ile Wire.endTransmission ().
-
Cihazdan, istenen işleme karşılık gelen belirli miktarda veriyi (bu durumda tarih ve saat) işlevle göndermesini isteyin Wire.requestFrom(adres, miktar).
-
İşlevle istenen verilerin okunmaya hazır olmasını bekleyin Wire.available (), halihazırda alınmış ve okunabilen veri sayısını döndürür.
-
Cihaz tarafından gönderilen verileri okuyun ( gerçek zamanlı saat, bu durumda) işlevi kullanarak Wire.read() belirtilen bayt sayısı kadar Wire.available () mevcut.
-
Normalde veriler çok kompakt formatlarda gönderilir, dolayısıyla alınan verilerin, cihazı kullanan programda yapılan verilerin temsiline karşılık gelecek şekilde yorumlanmasının gerekli olması muhtemeldir.
DS3231 (ve aynı serideki uyumlu olanlarla ilgili olarak, örneğin DS3232) ve verilerin yorumlanması, entegrenin özelliklerine göre, örneğin zamanı temsil eden farklı rakamların değerleri temsil edilir. ikili kodlu ondalık sayı (BCD) bunu ondalık değer olarak ifade etmek daha uygun olacaktır (a bayt) kullanmak için Arduino
Aynı satırda sıcaklık bayt olarak ifade edilir. Ikisinin tamamlayıcısı tamsayı kısmı için ve ondalık kısmın çeyrek derecelik çözünürlüğü ile adım için iki bit. Saatteki veri temsilinin bu ve diğer yönleri aşağıdaki kitaplık kodunda ayrıntılı olarak tartışılmıştır. DS3231
Bu kütüphaneyle sıcaklığı kontrol etmek için yöntemi kullanın okuma_temperature() nesne DS3231 başlangıçta somutlaştırılmıştır. Tarih ve saati okumak için, bunlar önce yüklenir ve ardından aşağıdaki kod kitaplığının başlık belgesinde belgelenen farklı kullanımlar için mevcut formatlardan birinde (kompakt, insan...) istenir.
|
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);
}
|
Aşağıda kütüphanenin nasıl kullanılacağını gösteren örnek kod verilmiştir. Yukarıda bahsedildiği gibi sıcaklık basitçe fonksiyonla okunur. sınıf nesnesinin ancak okumadaki hataları göz ardı etmek için, veri sayfasına göre cihazın maksimum ve minimum sıcaklığını sırasıyla saklayan ve ilgili işlevlerle okunan iki sabit kullanılır.
Sıcaklık okuması iki aşamada gerçekleştirilir: ilk olarak tarih veya saatin farklı kullanımlarının tutarlı olması için değer yüklenir (olumsuz durumlarda daha yüksek bir değer göstermezler) ve ikinci olarak belirtilen formata göre kullanılır. gereklidir. Örnek program (tüm olasılıkları açıklasa da pek pratik değildir) mevcut tüm formatları gösterir
-
İşlevi bu, bir diziye bir işaretçi döndürür tank Bir saatin tarih ve saatini temsil eden yedi sayısal değeri içeren (bayt) DS3231 ondalık sayıya dönüştürülür (bunlar BCD cihazda)
-
İşlevi kullanma Haftanın Pazar gününden başlayan gün sayısına karşılık gelen bir değer elde edilir. Bunu metin olarak görüntülemek için bir dizi kullanılır ve Pazar günü sıfır dizininden başlamak üzere bir tane çıkarılır.
-
Tarihe "yerel" (İspanyolca) biçimde bakmak için işlevi kullanın. Tarihin GG/AA/YYYY biçiminde temsil edildiği bir dizeye işaretçi döndüren, burada DD, 2 basamaklı gün, MM, 2 basamaklı ay ve YYYY, 4 basamaklı yıldır.
-
İşlevi saati ss:dd:ss biçiminde döndürür; hh, 24 basamakla temsil edilen saattir (2 biçimde), mm, 2 basamaklı dakikadır ve ss, 2 basamaklı saniyedir.
-
Tarih ve saati kolayca kullanmak için log dosyaları fonksiyon programlandı tarih ve saat değerini YYAAGGhhmmss biçiminde verir; AA son 2 haneyle yılı temsil eder, MM 2 haneyle ayı, DD günü 2 haneyle, ss saati (24 formatında) 2 haneyle temsil eder rakamlar, mm 2 haneli dakika ve saniyeler 2 haneli. Bu format, metin olmasına rağmen çok az yer kaplar ve çok basit alfabetik sıralamaya izin verir.
-
İşlevi tarih ve saatin veritabanı yöneticisi tarafından kullanılan formatta sunulmasına hizmet eder MySQL (veya yeni ve daha özgür MariaDB) YYYY-AA-GG ss:dd:ss, burada YYYY 4 haneli yıl, MM 2 haneli ay, DD 2 haneli gün, ss 24 haneli saat (2 formatında) , mm 2 haneli dakika ve 2 haneli saniyedir.
Tarih ve saati temsil edecek birçok format olmasına rağmen ihtiyacınız olan format orada olmayabilir ama mutlaka mevcut formatlardan birini baz alarak ve onu örnek alarak, duruma göre yeni bir yöntem eklemek kolay olacaktır. diğer özellikler. Lütfen, yeni işlevler eklerseniz, kodu paylaşın (yayınlayın!) ve nasıl çalıştığını bize açıklayın, böylece kütüphaneyi yavaş yavaş daha iyi hale getirebiliriz.
|
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”);
}
}
}
|
Yukarıdaki örnek programın çıktısı, aşağıdaki resimde gösterilene benzer bir şey olabilir: 7 değerden oluşan bir liste (saniye, dakika, saat, haftanın günü, ayın günü, ay ve yıl), tarih ve tarih ve "insan" şeklinde ifade edilen saat (İspanyol tarzına göre), dört haneli saat formatında tam sayı olarak saat, veri tabanı formatında tarih ve saat MySQLkompakt formatta tarih ve saat (örn. günlükleri) ve iç sıcaklığı DS3231.
Yorum Ekle