Arduino Ds3231 Lcd I2C | Bài Viết Liên Quan

Step 3: Ladder Logic for the Real-Time Clock

Create a program in LDmicro to display, the seconds, minutes, hours, dates, months, and years. These can be set with the four push-button switches menu option. Rung 2 has the menu contact that increases a circular counter through 5 options to set the date, month, year, hour, and minute of the real-time clock. The default counter value of zero selects the option to acquire the values of the date and time from the DS3231 module. In rung 3, when Cmenu is zero, the I2C read instruction, reads the second value at register zero from the module at device address 68 hexadecimal and stores it into variable “sec”. The read value is then converted from Binary Coded Decimal to Binary by this instruction. The second value is then separated into the two digits, converted to ASCII format, and stored in variables “stens” and “sunit”. Similar to rung 3 are rungs 5, 7, 9, 11 and 13. Rung 5 acquires the minute value from register address one and stores the separated ASCII digits at “mtens” and “munit”. Down to rung 13 that acquires the year value from register address six and stores the separated ASCII digits at “ytens” and “yunit”.

When the “Xmenu” contact sets “Cmenu” to one, rung 15 is enabled to set the date in the RTC module. These I2C write instructions set the cursor at column 15, row 1 of the LCD to display a less than symbol and character “D” that indicates the setting of the date. And then move the current value of the date to variable “cdate”. “Cdate” variable is increased or decreased by contacts “Xinc” and “Xdec”. This section ensures that the selected date is within 1 and 31. The date is separated into two digits and converted into their ASCII values. When “Xenter” is activated, “cdate” value is moved back to the “date” variable, converted from binary to binary-coded-decimal and sent to the RTC module register address of four to set the date. Rungs 17 and 19 are similar to rung 15 but sets the month and year respectively.

Rung 20 clears the less than symbol and the menu option indicator from columns 15 & 16, row 1 of the LCD. Rungs 22 and 24 are also similar to rung 15, but they set the hour and minute respectively. Then, rung 25 clears the less than symbol and the menu indication from the LCD as before. Rung 27 turns ON the backlight. Rung 28 will display the text “DATE” starting from column 1, row 1 of the LCD. Rung 29 displays the acquired values of the date, month and year separated by a dash, starting from position 86 hexadecimal. Similarly, rung 30 will display the text “TIME” in row two of the LCD. Finally, the Hours, minutes and seconds separated by colons will be displayed on the LCD, starting from position A6 hexadecimal.

Configure the push button switch input pins as the Arduino nano pins of D2 for Cmenu, D3 for Xinc, D4 for Xdec, D5 for Xenter, A5 for I2C SCL and A4 for I2C SDA. Compile the program as before, build C solution and call flashMCU. Observe the display of the calendar and time.

Sơ đồ đấu nối Module thời gian thực RTC DS3231 với Arduino

SCL	SDA
Arduino Uno	A5	A4
Arduino Nano	A5	A4
Arduino Mega	21	20
Leonardo/Micro

DS3231 RTC + I2C LCD + Arduino UNO || DS3231 Clock project using I2C 16x2 LCD || Teach Me Something — DS3231 RTC + I2C LCD + Arduino UNO || DS3231 Clock project using I2C 16×2 LCD || Teach Me Something

Các linh kiện cần thiết cho dự án

TÊN LINH KIỆN	SỐ LƯỢNG	NƠI BÁN
Arduino Uno R3	Shopee \| Cytron
Module thời gian thực RTC DS3231	Shopee \| Cytron
Breadboard	Shopee \| Cytron
Dây cắm (Đực – Cái)	10 – 20	Shopee \| Cytron

Tổng quan về phần cứng

Chip RTC DS3231

Module RTC có chip là DS3231 của Maxim, là một chip RTC chi phí thấp và cực kỳ chính xác. Chip này xử lý các chức năng như đếm thời gian để theo dõi thời gian thực và giao tiếp với vi điều khiển thông qua giao tiếp I2C.

DS3231 cung cấp thông tin như giây, phút, giờ, ngày, thứ, tháng và năm. Đối với các tháng có ít hơn 31 ngày, nó tự động điều chỉnh ngày cuối cùng của tháng, bao gồm cả điều chỉnh cho năm nhuận (đến năm 2100).

Module hỗ trợ định dạng hiển thị giờ 12 giờ hoặc 24 giờ và có chỉ báo AM/PM. Nó cũng có hai báo thức trong ngày có thể được lập trình.

Chân INT/SQW trên DS3231 có thể cung cấp tín hiệu ngắt (do điều kiện cảnh báo) hoặc tạo ra sóng vuông đẹp với tần số 1Hz, 4kHz, 8kHz hoặc 32kHz.

Ngoài ra, DS3231 cung cấp một đồng hồ tham chiếu chính xác (được bù nhiệt độ) và ổn định trên chân 32K.

Xem ngay: Hiển thị thời gian thực (RTC DS1307) lên LCD16x2 bằng giao tiếp I2C trong môi trường Arduino

Bộ Dao Động Tinh Thể Thạch Anh (TCXO)

Bộ Dao Động Tinh Thể Thạch Anh (Temperature Compensated Crystal Oscillator (TCXO)) là một thành phần quan trọng trong chip DS3231 RTC. Đây là một loại dao động tinh thể (crystal oscillator) được thiết kế để duy trì độ chính xác của đồng hồ thời gian thực (RTC) trong điều kiện biến đổi nhiệt độ.

TCXO trong RTC DS3231 được sử dụng để điều chỉnh tần số của dao động tinh thể dựa trên thay đổi nhiệt độ. Điều này giúp giảm sai số thời gian gây ra bởi sự biến đổi nhiệt độ trong môi trường hoạt động của chip.

Thay vì sử dụng một tinh thể không điều chỉnh thông thường, TCXO sử dụng một mạch điều khiển nhiệt độ (temperature control circuit) để duy trì tần số dao động ổn định trong một khoảng nhiệt độ rộng. Điều này giúp đảm bảo rằng RTC DS3231 vẫn đồng bộ với thời gian thực một cách chính xác ngay cả khi môi trường nhiệt độ thay đổi.

TCXO trong DS3231 cung cấp độ chính xác cao và ổn định trong việc đo và duy trì thời gian. Điều này rất quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu đồng bộ thời gian chính xác như đồng hồ điện tử, bộ ghi dữ liệu thời gian và hệ thống đo lường thời gian.

Battery Backup

Battery Backup (còn được gọi là nguồn dự phòng), nó cho phép duy trì hoạt động của RTC và bảo vệ dữ liệu thời gian khi nguồn cấp chính bị mất điện.

RTC DS3231 có một chân VBAT được kết nối với nguồn pin dự phòng. Khi nguồn cấp chính bị mất, nguồn pin dự phòng sẽ tự động kích hoạt và cung cấp năng lượng cho RTC. Thông qua nguồn pin dự phòng, chip DS3231 vẫn tiếp tục theo dõi thời gian thực và duy trì bộ đếm thời gian chính xác.

Battery Backup giúp ngăn chặn mất dữ liệu thời gian quan trọng trong trường hợp nguồn cấp chính bị gián đoạn hoặc mất điện tạm thời. Khi nguồn điện được khôi phục, RTC sẽ tiếp tục hoạt động từ nguồn cấp chính và dữ liệu thời gian sẽ được duy trì mà không bị mất. Dưới đây là một ví dụ:

220mAh/3µA = 73333.34 giờ = 3055.56 ngày = 8.37 năm

EEPROM 24C32

Module DS3231 RTC bổ sung chip AT24C32 EEPROM (không bay hơi) với dung lượng 32 byte (4K x 8 bit) và khả năng ghi được 1.000.000 chu kỳ. Mặc dù không liên quan trực tiếp đến chức năng RTC, chip EEPROM này có thể hữu ích để lưu trữ dữ liệu hoặc ghi bất kỳ dữ liệu nào khác mà không thay đổi.

24C32 EEPROM sử dụng giao tiếp I2C và chia sẻ cùng bus I2C với DS3231 Arduino. Nếu bạn sử dụng nhiều thiết bị trên cùng một bus I2C, bạn có thể cần thiết lập một địa chỉ I2C riêng biệt cho EEPROM để tránh xung đột với các thiết bị I2C khác.

Để thực hiện điều này, module có ba chân hàn (A0, A1 và A2) ở mặt sau. Bằng cách nối một dây nhảy với một điểm hàn, bạn có thể thiết lập địa chỉ. Theo tài liệu của 24C32, ba bit này được đặt ở cuối địa chỉ I2C bảy bit, ngay trước bit Đọc/Ghi.

Với ba đầu vào địa chỉ có thể là CAO hoặc THẤP, ta có thể tạo tám địa chỉ khác nhau (2^3). Theo mặc định, cả ba đầu vào địa chỉ được kéo CAO bằng cách sử dụng pull-up tích hợp, đặt địa chỉ I2C mặc định của 24C32 là 1010111 Binary hoặc 0x57 Hex.

Bằng cách rút ngắn các jumper hàn, ta có thể kéo các đầu vào địa chỉ xuống THẤP, cho phép đặt địa chỉ I2C theo bảng dưới đây:

A2	A1	A0	Địa chỉ I2C (Binary)	Địa chỉ I2C (Hex)
1010111	0x57
1010110	0x56
1010101	0x55
1010100	0x54
1010011	0x53
1010010	0x52
1010001	0x51

Xem ngay: Đồng hồ thời gian thực (Read Time Clock – DS1307) sử dụng Arduino

Giao tiếp I2C

Module này hỗ trợ giao tiếp I2C đơn giản và sử dụng hai địa chỉ. Địa chỉ I2C cố định cho chip DS3231S RTC là 0x68, trong khi địa chỉ I2C mặc định cho EEPROM là 0x57 (phạm vi địa chỉ từ 0x50 đến 0x57).

Các tín hiệu I2C SDA và SCL, cùng với VCC và GND, được chia ra mỗi bên của module để cho phép kết nối với các module khác.

Để đảm bảo giao tiếp ổn định, cả hai đường SDA và SCL đều có điện trở kéo lên 4,7K.

Thông số kỹ thuật

Operating Voltage	2.3 to 5.5V (3.3 or 5V typical)
Current Consumption	< 300µA (typ.)
Accuracy (0-40°C)	± 2ppm
Battery	CR2032 (3V Coin)

Datasheet

Arduino | Đồng hồ thời gian thực DS3231 + LCD

Step 4: Setting the Current Date and Time

To adjust the calendar and time, press the menu button once. Observe a less than D at the top right of the LCD. Repeatedly press the increase or decrease button to adjust to today’s date. Then press the enter button to save. Press the menu button again to adjust the month, repeating the previous steps. Press the menu button to set the year, hour, and minute, observing the indication of the parameter to be set on the right side of the LCD, until the current date and time is being displayed on the LCD.

Step 2: Circuit Diagram for the Real-Time Clock

Set up your breadboard circuit with this circuit diagram containing the DS3231 module, I2C LCD and four push-button switches with 10 kilo-ohms pull-down resistors, all connected to the Arduino Nano. The Arduino Nano uses pin A4 for SDA and pin A5 for SCL I2C communication. Connect the SCL pin of the module to pin A5 of the Arduino nano. SDA to pin A4 of the nano. VCC to the 5V pin of the nano and GND to GND of the nano.

Introduction: Real Time Clock : Arduino UNO + DS3231 Rtc Module + LCD 20×4 I2C

In this project, the DS3231 (real time clock) module has been used to get the current time, date and temperature. They are al displayed on the 20×4 LCD screen.

To keep track of time even if the main power source is removed, the DS3231 has a backup battery mounted at the back of the module. The chip automatically switches between main and backup power sources when necessary.

———————————————————————————————————————————

Dans ce projet, le module (horloge en temps réel) DS3231 a été utilisé pour obtenir l’heure actuelle, la date ainsi que la température. Ils sont tous affichés sur l’écran LCD 20×4.

Pour garder une trace du temps même si la source d’alimentation principale est retirée, le DS3231 dispose d’une batterie de secours montée à l’arrière du module. La puce bascule automatiquement entre les sources d’alimentation principale et de secours si nécessaire.

Display Date Time and Temperature using DS3231 RTC and I2C LCD

Step 5: Conclusion

This video explains in details the I2C protocol and how to set LDmicro to program with the I2C instruction elements.

The link below contains LDmicrco ladder logic and the generated hex file.

https://drive.google.com/file/d/1yHBI_lBLd2wjYjpuR…

Below is the link to download LDmicro application.

Participated in the Microcontroller Contest

Finding this Arduino Project online for beginners that worked for me was very difficult for me. I tried for about a month and a half and was unsuccessful. I recently came across Visuino and gave it a try. I was amazed. What took me a month and a half and left me without my intended result was eventually accomplished by using Visuino in just a single morning. This project is a copy of the Boian Mitov Instructable. The only difference is my video is a little different and I used an Uno.

IT IS RECOMENDED THAT YOU GENERATE FRESH CODE IN VISUINO. COPYING THE CODE BELOW MAY NOT WORK DEPENDING ON VISUINO LIBRARY UPDATES. VISUINO CREATES NEW FRESH CODE BASED ON ITS CURRENT VERSION.

VIDEO TUTORIAL AND A BEGINNERS INTRO TO VISUINO

Connections and Brief introduction to Visuino

GOAL:

To successfully display time and date using the components I own.

Hướng dẫn sử dụng Module thời gian thực RTC DS3231 với Arduino

Bài viết hôm nay sẽ giới thiệu một dự án thú vị, hướng dẫn sử dụng module RTC DS3231 để tạo một đồng hồ thời gian thực. Chúng ta sẽ hiển thị thông tin về ngày, giờ, phút và giây trên đồng hồ. Bài viết cũng sẽ giúp bạn hiểu thêm về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của RTC DS3231 Arduino. Để tiết kiệm thời gian, chúng ta sẽ bắt đầu ngay với nội dung bài viết.

Để tạo động lực cho Team Arduino KIT ra nhiều bài viết chất lượng hơn, các bạn có thể ủng hộ mình bằng cách Donate qua MoMo, Ngân hàng, Paypal…Nhấn vào link bên dưới nhé.

Step 1: Understanding How the Different Component Work

ARDUINO NANO

The Arduino Nano is an open-source programmable small size circuit board. It is a breadboard-friendly microcontroller board built with AVR ATmega328 microcontroller. It comes with a 16 MegaHertz crystal oscillator. It doesn’t require a separate programmer as it can be directly connected to a computer.It can be directly connected to a power source of between 7 to 12V.

The Arduino Nano board also have markers at the top to signifies the start of the pin numbering from one (1) at the top left to thirty (30) at the top right. Most Arduino Nano pins have more than one functions. Pins three (3) and twenty-eight (28) is provided for Reset purpose when the board is in operation. The power supply pins are four (4) and twenty-nine (29) for the negative connection. While, the positive power connections are seventeen (17) for 3.3 volts, twenty-seven (27) for 5 volts and thirty for Vin. Power source ranging from 7 to 12 volts can be connected to Vin. The Digital inputs and output ports are pins five (5) to sixteen (16) with the label of D2 to D13. Analog Input ports are pins eighteen (18) to twenty-six (26) with the label of Aref, ADC0 to ADC7. Pins one (1) and two (2) labelled as TX and RX are for serial data exchange with other devices.

DS32321 REAL-TIME CLOCK MODULE

The DS3231 real-time clock module is an I2C device that provides accurate real-time clock function with a calendar that sustains seconds, minutes, hours, day, date, month, and year data. It supports two time-of-day alarm function with a square-wave output as well as temperature measurement. The module has a battery holder with a 3V lithium battery to maintain the time and date when the supplied power is off. It also has an addressable EEPROM. In addition to the power supply and I2C pins, it has a 33K output for a stable and accurate reference clock and SQW output pin associated with the alarm. The I2C address for the RTC is fixed at hexadecimal 68. The registers address for seconds, minutes, hours, day, date, months, and years are 00, 01, 02, 03, 04, 05 and 06 respectively.

LIQUID CRYSTAL DISPLAY

The liquid crystal display or LCD is a parallel device used for character display. It provides an interface to users on the operation of a device. The16x2 character LCD can display 2 rows of 16 characters and has 16 connecting contacts. The first two contacts, powers the LCD. Contact Vo when connected with a 10 kilo-Ohms a variable resistor is used to adjust the contrast of the display. RS, RW and E control the operation of the LCD. The LCD character information is received via the data bus, from D0 to D7. Contacts A and K connect to the power supply to power up the backlight.

PCF8574 I/O I2C EXPANDER MODULE

The PCF8574 I/O expander module has 16 pins that connect directly to the LCD pins, an I2C data (SDA) and clock (SCL) pins. Power is supplied pins that also power the LCD. The contrast of the LCD can be adjusted with a potentiometer. The module is addressable by solder pads marked as A0, A1 and A2. For most modules, the address default to 27 or 3F hexadecimal when the pads are open.

Step 2: Librairies / Bibliotèques

The libraries you will need to download are listed above. To open the “Library manager”, go to the top menu then click on Tools => Manage Libraries

——————————————————————————————————-

Les bibliothèques qu’il faut télécharger, vous allez les trouver ci-dessus. Pour ouvrir le “Gestionnaire de bibliothèque”, Allez au menu du haut ensuite cliquez sur Outils => Gérer les bibliothèques

DS3231 RTC Module & 16x2 I2C LCD Display with ESP32 | Arduino IDE | English Subtitle — DS3231 RTC Module & 16×2 I2C LCD Display with ESP32 | Arduino IDE | English Subtitle

Supplies

———————————————————————–

Arduino UNO development board
USB 2.0 cable type A/B
Mini breadboard
LCD 20×4 I2C
Real time clock DS3231
RC2032 battery
9V Battery
9V Battery holder with male jack connector
Cables

———————————————————————–

Carte de développement Arduino UNO
Câble USB 2.0 type A/B
Mini platine d’essai
LCD 20×4 I2C
Horloge en temps réel DS3231
Pile RC2032
Pile 9V
Support de pile 9V avec connecteur jack mâle
Câbles

———————————————————————-

Code hiển thị đồng hồ thời gian thực

#include “Arduino.h” #include “uRTCLib.h” // uRTCLib rtc; uRTCLib rtc(0x68); char daysOfTheWeek[7][12] = {“Sunday”, “Monday”, “Tuesday”, “Wednesday”, “Thursday”, “Friday”, “Saturday”}; void setup() { Serial.begin(9600); delay(3000); // wait for console opening URTCLIB_WIRE.begin(); // Comment out below line once you set the date & time. // Following line sets the RTC with an explicit date & time // for example to set January 13 2022 at 12:56 you would call: rtc.set(0, 56, 12, 5, 13, 1, 22); // rtc.set(second, minute, hour, dayOfWeek, dayOfMonth, month, year) // set day of week (1=Sunday, 7=Saturday) } void loop() { rtc.refresh(); Serial.print(“Current Date & Time: “); Serial.print(rtc.year()); Serial.print(‘/’); Serial.print(rtc.month()); Serial.print(‘/’); Serial.print(rtc.day()); Serial.print(” (“); Serial.print(daysOfTheWeek[rtc.dayOfWeek()-1]); Serial.print(“) “); Serial.print(rtc.hour()); Serial.print(‘:’); Serial.print(rtc.minute()); Serial.print(‘:’); Serial.println(rtc.second()); Serial.print(“Temperature: “); Serial.print(rtc.temp() / 100); Serial.print(“\xC2\xB0”); //shows degrees character Serial.println(“C”); Serial.println(); delay(1000); }

Sau khi cấu hình xong, tiến hành nạp Code và xem thành quả nào.

Giải thích Code

#include “Arduino.h” #include “uRTCLib.h”

Khai báo thư viện Arduino và thư viện uRTCLib để sử dụng các chức năng và đối tượng của đồng hồ thời gian thực RTC DS3231.

// uRTCLib rtc; uRTCLib rtc(0x68);

Khai báo một đối tượng RTC với địa chỉ I2C là 0x68. Đây là địa chỉ I2C mặc định của module RTC DS3231.

char daysOfTheWeek[7][12] = {“Sunday”, “Monday”, “Tuesday”, “Wednesday”, “Thursday”, “Friday”, “Saturday”};

daysOfTheWeek
là một mảng chứa tên các ngày trong tuần.

void setup() { Serial.begin(9600); delay(3000); // wait for console opening URTCLIB_WIRE.begin(); // Comment out below line once you set the date & time. // Following line sets the RTC with an explicit date & time // for example to set January 13 2022 at 12:56 you would call: rtc.set(0, 56, 12, 5, 13, 1, 22); // rtc.set(second, minute, hour, dayOfWeek, dayOfMonth, month, year) // set day of week (1=Sunday, 7=Saturday) }

Hàm setup() được gọi một lần khi Arduino khởi động. Trong hàm này, ta khởi tạo việc giao tiếp I2C thông qua URTCLIB_WIRE.begin() và đặt ngày giờ của RTC bằng cách sử dụng hàm rtc.set().

void loop() { rtc.refresh(); Serial.print(“Current Date & Time: “); Serial.print(rtc.year()); Serial.print(‘/’); Serial.print(rtc.month()); Serial.print(‘/’); Serial.print(rtc.day()); Serial.print(” (“); Serial.print(daysOfTheWeek[rtc.dayOfWeek()-1]); Serial.print(“) “); Serial.print(rtc.hour()); Serial.print(‘:’); Serial.print(rtc.minute()); Serial.print(‘:’); Serial.println(rtc.second()); Serial.print(“Temperature: “); Serial.print(rtc.temp() / 100); Serial.print(“\xC2\xB0”); //shows degrees character Serial.println(“C”); Serial.println(); delay(1000); }

Hàm loop() được thực hiện lặp lại code bên trong nó. Trong hàm này, ta thực hiện các bước sau:

Cập nhật lại thời gian hiện tại từ RTC bằng hàm rtc.refresh().
In ra Serial Monitor ngày, giờ, phút, giây và thứ của RTC.
In ra Serial Monitor nhiệt độ hiện tại của RTC.
Delay 1 giây trước khi lặp lại.

Arduino and DS3231 Real Time Clock Tutorial

Introduction: DS3231 REAL-TIME CLOCK WITH I2C LCD AND ARDUINO NANO

In this instructable, you will learn how to build a breadboard circuit of a real-time clock with Arduino Nano that will display the time and date on an LCD. The time and date are adjustable to the current time and date. This will require a DS3231 Real-time Clock module, a PCF8574 I/O expander that connects to 16×2 Liquid Crystal Display (LCD) via the same I2C bus as the DS3231 module. The program for this build will be created with LDmicro, an open-source lightweight application. You can ladder logic for programming PIC, ATMEL and ARM microcontrollers. The Arduino Nano will be programmed directly with LDmicro.