初学者
10 分钟

使用 DS1307 和 ATmega328P 提供高精度实时时钟和日历功能

电池备份的实时时钟解决方案,确保持续跟踪

RTC 24 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 7月 01, 2025

点击板

RTC 24 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

通过强大的实时时钟功能,确保数据记录器和计量系统始终保持精准时间戳

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RTC 24 Click 基于 Analog Devices 的 DS1307 串行实时时钟(RTC)模块,集成 64x8 位电池供电非易失性 SRAM,并具备完整的 BCD 编码时钟/日历功能。该板为嵌入式应用提供高度精准的实时时钟与日历功能,即使在断电期间也能持续计时,确保时间数据完整无误。DS1307 支持完整的时间记录,包括秒、分、时、星期、日期、月份与年份,并内建逻辑自动处理每月结束的日期调整,能够识别少于 31 天的月份并支持闰年补偿(有效至 2100 年)。设备支持 24 小时与 12 小时制(带 AM/PM 指示),可灵活适配不同地区或应用的时间显示需求。该 Click 板采用支持 MIKROE 全新结构特性的 “Click Snap” 格

式。与传统 Click 板不同,Click Snap 设计允许用户断开 PCB,将主传感器区域独立出来进行灵活部署。通过访问 Snap 区域 1–8 号引脚,DS1307 可实现自主运行。此外,Snap 区域还预留固定螺丝孔位,方便将其可靠安装在所需位置。与主控 MCU 的通信通过标准 I2C 接口实现,确保集成过程简便、数据传输可靠。除 I2C 引脚外,RTC 24 Click 还使用 SQW 引脚,可输出四种可选的方波频率:1Hz、4kHz、8kHz 或 32kHz。此功能不仅可用于提供准确的时钟信号,还能作为复杂系统中同步用途的输出驱动。板载还集成了 VBAT SEL 开关,用于选择 RTC 模块的备用电源。用户可在板载锂电池与通过 VEXT 引脚提供的外

部 3V 后备电源之间切换,以实现灵活的供电管理。DS1307 内建电源检测电路,在主电源断电时会自动切换至所选备用电源,持续保持计时功能不中断。丰富的功能使 RTC 24 Click 成为数据记录器、计量系统、工业自动化以及所有需持续稳定实时时间追踪的嵌入式系统的理想解决方案。该 Click board™ 支持 3.3V 或 5V 逻辑电压工作,可通过 VCC SEL 跳线进行选择,兼容不同电压等级的 MCU 接口。此外,该板附带开发库,包含易于使用的函数与示例代码,供开发人员参考与快速集成使用。

RTC 24 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
ID COMM
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Square-Wave Output
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC5
SCL
I2C Data
PC4
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

RTC 24 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

RTC 24 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。

示例描述
本示例演示如何使用 RTC 24 Click 板来初始化设备并设置当前的时间与日期。程序将持续读取并每秒通过方波引脚更新并显示当前时间与日期。

关键功能:

  • rtc24_cfg_setup - 初始化 Click 配置结构体为默认值。

  • rtc24_init - 初始化 RTC 24 Click 所需的全部引脚和外设。

  • rtc24_default_cfg - 执行 RTC 24 Click 的默认配置。

  • rtc24_set_time - 设置 RTC 中的当前时间(小时、分钟、秒)。

  • rtc24_read_time - 读取 RTC 中的当前时间(小时、分钟、秒)。

  • rtc24_read_date - 读取 RTC 中的当前日期(日期、星期、月份、年份)。

应用初始化
初始化日志记录器与 RTC 24 Click 驱动程序,应用默认配置,并设置起始时间与日期。

应用任务
等待 1Hz 方波信号的到来,每次触发后读取并显示当前的时间与日期。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief RTC 24 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the RTC 24 Click board by initializing
 * the device and setting up the current time and date. It continuously
 * reads and displays the updated time and date every second using the square wave pin.
 *
 * The demo application is composed of two sections:
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the logger and the RTC 24 Click driver, applies the default configuration,
 * and sets the starting time and date.
 *
 * ## Application Task
 * Waits for a 1 Hz square wave signal and then reads and displays the current time and date.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rtc24.h"

static rtc24_t rtc24;
static log_t logger;
static rtc24_time_t time;
static rtc24_date_t date;

/**
 * @brief RTC 24 get day of week name function.
 * @details This function returns the name of day of the week as a string.
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #rtc24_t object definition for detailed explanation.
 * @param[in] day_of_week : Day of week decimal value.
 * @return Name of day as a string.
 * @note None.
 */
static uint8_t *rtc24_get_day_of_week_name ( uint8_t day_of_week );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    rtc24_cfg_t rtc24_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 124200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    rtc24_cfg_setup( &rtc24_cfg );
    RTC24_MAP_MIKROBUS( rtc24_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == rtc24_init( &rtc24, &rtc24_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( RTC24_ERROR == rtc24_default_cfg ( &rtc24 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    time.hour = 23;
    time.minute = 59;
    time.second = 50;
    if ( RTC24_OK == rtc24_set_time ( &rtc24, &time ) )
    {
        log_printf( &logger, " Set time: %.2u:%.2u:%.2u\r\n", 
                    ( uint16_t ) time.hour, ( uint16_t ) time.minute, ( uint16_t ) time.second );
    }
    date.day_of_week = RTC24_TUESDAY;
    date.day = 31;
    date.month = 12;
    date.year = 24;
    if ( RTC24_OK == rtc24_set_date ( &rtc24, &date ) )
    {
        log_printf( &logger, " Set date: %s, %.2u.%.2u.20%.2u.\r\n", 
                    rtc24_get_day_of_week_name ( date.day_of_week ),
                    ( uint16_t ) date.day, ( uint16_t ) date.month, ( uint16_t ) date.year );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    // Wait for a square wave output configured at 1 Hz
    while ( rtc24_get_sqw_pin ( &rtc24 ) );
    while ( !rtc24_get_sqw_pin ( &rtc24 ) );

    if ( RTC24_OK == rtc24_read_time ( &rtc24, &time ) )
    {
        log_printf( &logger, " Time: %.2u:%.2u:%.2u\r\n", 
                    ( uint16_t ) time.hour, ( uint16_t ) time.minute, ( uint16_t ) time.second );
    }
    if ( RTC24_OK == rtc24_read_date ( &rtc24, &date ) )
    {
        log_printf( &logger, " Date: %s, %.2u.%.2u.20%.2u.\r\n\n", 
                    rtc24_get_day_of_week_name ( date.day_of_week ),
                    ( uint16_t ) date.day, ( uint16_t ) date.month, ( uint16_t ) date.year );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

static uint8_t *rtc24_get_day_of_week_name ( uint8_t day_of_week )
{
    switch ( day_of_week )
    {
        case RTC24_MONDAY:
        {
            return "Monday";
        }
        case RTC24_TUESDAY:
        {
            return "Tuesday";
        }
        case RTC24_WEDNESDAY:
        {
            return "Wednesday";
        }
        case RTC24_THURSDAY:
        {
            return "Thursday";
        }
        case RTC24_FRIDAY:
        {
            return "Friday";
        }
        case RTC24_SATURDAY:
        {
            return "Saturday";
        }
        case RTC24_SUNDAY:
        {
            return "Sunday";
        }
        default:
        {
            return "Unknown";
        }
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

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资源

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