我一開始以為樹莓派Pico沒有時鐘模塊，但查了相關(guān)資料，Pico仍有基本的RTC支持，只不過它在掉電的時候，無法再維護(hù)精確的時間。

這里的RTC，是實(shí)時時鐘（Real Time Clock）的縮寫，MicroPython里也提供了RTC標(biāo)準(zhǔn)類的支持，用datetime()函數(shù)可以獲取8元組的時間數(shù)據(jù)。

import machine rtc_pico = machine.RTC() print(rtc_pico.datetime())

8元組是指(year, month, day, weekday, hours, minutes, seconds, subseconds)，其中weekday表示星期幾，從0到6，值得注意的是0表示星期一，6表示星期日，符合ISO8601國際標(biāo)準(zhǔn)定義。

subseconds與硬件相關(guān)，Pico不支持這個數(shù)據(jù)。

給datetime()函數(shù)傳遞8元組的參數(shù)，可以設(shè)置Pico的時間。下面的代碼把時間設(shè)置為雙十一的零點(diǎn)（周四），注意必須是兩層括號。

rtc_pico.datetime((2021, 11, 11, 3, 0, 0, 0, 0))

我的Pico連接Windows的USB，用Thonny調(diào)試程序，datetime會自動與電腦的時間同步，我現(xiàn)在還不清楚這是Thonny的功能，還是MicroPython的功能。

Pico如果不連網(wǎng)，得到的時間不是很準(zhǔn)確，只能用于相對時間參考。如果想獲得更加準(zhǔn)確的時間，則要外購實(shí)時時鐘模塊，我在網(wǎng)上搜索時鐘模塊，常見的有三種型號：DS1302、DS1307和DS3231。

DS3231好像更加精確，但價格貴不少，我就鎖定在前2種型號了。

DS1302和DS1307的精度差不多，區(qū)別主要在于通訊接口上，DS1302總共要5根線，而DS1307可以用標(biāo)準(zhǔn)的I2C協(xié)議，只需要連4根線，為了編程方便還省一根線，還可以離線保存56個字節(jié)的信息（你沒看錯，只有56個字節(jié)），我就下單買了DS1307，某多平臺到手價3.8元，還包郵。DS1307模塊到貨后，它的模樣是這樣的。

商家一般不焊接排針，需要自己動手，這個模塊在一側(cè)有5根針，另一側(cè)有7根針，我只用I2C編程，就只焊了5根針，足夠用了。第一次用烙鐵，焊錫非常不均勻，但也成功了。

5根針只用到4根，分別是VCC、GND、SDA和SCL。
1）GND不用多說了，接地
2）VCC，模塊的用戶手冊說要接5V電壓，我接3.3V也能正常工作
3）SDA/SCL接GP16/GP17

在接5V還是3.3V的時候，還糾結(jié)了好一陣子。網(wǎng)上有人說接5V電壓后，SDA/SCL出來的信號也是5V，而Pico工作電壓為3.3V，可能會損壞Pico板子。但也有人說，DS1307這個模塊上已經(jīng)接好了上拉電阻，放心接SDA/SCL就行。

我就先接3.3V試試，數(shù)據(jù)獲取穩(wěn)定，后來改接5V電壓也正常，實(shí)際連接圖。

DS1307的通訊協(xié)議，可以暫時不用了解，別人已經(jīng)寫好類庫了，只有70行，直接拿來用即可，請把文件名保存為 ds1307.py 。

from micropython import constDATETIME_REG = const(0) # 0x00-0x06 CHIP_HALT = const(128) CONTROL_REG = const(7) # 0x07 RAM_REG = const(8) # 0x08-0x3Fclass DS1307(object):"""Driver for the DS1307 RTC."""def __init__(self, i2c, addr=0x68):self.i2c = i2cself.addr = addrself.weekday_start = 1self._halt = Falsedef _dec2bcd(self, value):"""Convert decimal to binary coded decimal (BCD) format"""return (value // 10) << 4 | (value % 10)def _bcd2dec(self, value):"""Convert binary coded decimal (BCD) format to decimal"""return ((value >> 4) * 10) + (value & 0x0F)def datetime(self, datetime=None):"""Get or set datetime"""if datetime is None:buf = self.i2c.readfrom_mem(self.addr, DATETIME_REG, 7)return (self._bcd2dec(buf[6]) + 2000, # yearself._bcd2dec(buf[5]), # monthself._bcd2dec(buf[4]), # dayself._bcd2dec(buf[3] - self.weekday_start), # weekdayself._bcd2dec(buf[2]), # hourself._bcd2dec(buf[1]), # minuteself._bcd2dec(buf[0] & 0x7F), # second0 # subseconds)buf = bytearray(7)buf[0] = self._dec2bcd(datetime[6]) & 0x7F # second, msb = CH, 1=halt, 0=gobuf[1] = self._dec2bcd(datetime[5]) # minutebuf[2] = self._dec2bcd(datetime[4]) # hourbuf[3] = self._dec2bcd(datetime[3] + self.weekday_start) # weekdaybuf[4] = self._dec2bcd(datetime[2]) # daybuf[5] = self._dec2bcd(datetime[1]) # monthbuf[6] = self._dec2bcd(datetime[0] - 2000) # yearif (self._halt):buf[0] |= (1 << 7)self.i2c.writeto_mem(self.addr, DATETIME_REG, buf)def halt(self, val=None):"""Power up, power down or check status"""if val is None:return self._haltreg = self.i2c.readfrom_mem(self.addr, DATETIME_REG, 1)[0]if val:reg |= CHIP_HALTelse:reg &= ~CHIP_HALTself._halt = bool(val)self.i2c.writeto_mem(self.addr, DATETIME_REG, bytearray([reg]))def square_wave(self, sqw=0, out=0):"""Output square wave on pin SQ at 1Hz, 4.096kHz, 8.192kHz or 32.768kHz,or disable the oscillator and output logic level high/low."""rs0 = 1 if sqw == 4 or sqw == 32 else 0rs1 = 1 if sqw == 8 or sqw == 32 else 0out = 1 if out > 0 else 0sqw = 1 if sqw > 0 else 0reg = rs0 | rs1 << 1 | sqw << 4 | out << 7self.i2c.writeto_mem(self.addr, CONTROL_REG, bytearray([reg]))

開始寫主程序了：

import machine import ds1307rtc_pico = machine.RTC() #rtc_pico.datetime((2021, 11, 11, 3, 0, 0, 0, 0)) print("系統(tǒng)時間：", rtc_pico.datetime())i2c = machine.I2C(0, sda = machine.Pin(16), scl = machine.Pin(17), freq = 100000) print("ds1307 I2C 地址：", machine.I2C.scan(i2c)) rtc_ds1307 = ds1307.DS1307(i2c) print("DS1307時間：", rtc_ds1307.datetime())

DS1307的I2C掃描地址有2個： [80, 104]，一開始比較納悶，一個芯片應(yīng)該就只有一個地址的。后來才知道，DS1307模塊上一般會集成AT24C32N EEPROM，它的地址是80，而DS1307芯片的地址是104。

剛拿到的DS1307可能時間不正確，需要自己設(shè)定一下，用下面的函數(shù)。

def update_time():str_time = input("請輸入【年 月 日 星期 時 分 秒】：")if str_time == '': return givenTime = tuple(map(int, tuple(str_time.split(' '))))print(givenTime)rtc_ds1307.datetime(givenTime)

比如，你輸入“2021 11 27 5 19 18 10”，一共7個數(shù)，中間用空格隔開，update_time()函數(shù)一般只調(diào)用一次，設(shè)置好時間后，一般就不用管了，它自身帶的CR2032紐扣電池用于給它持續(xù)供電，聲稱10年不用換電池。

最后我們再來看看DS1307的關(guān)鍵特性：

DS1307 是美國DALLAS公司推出的I2C總線接口實(shí)時時鐘芯片，它可獨(dú)立于CPU工作，不受CPU主晶振及其電容的影響，且計時準(zhǔn)確，月累積誤差一般小于10秒。芯片還具有主電源掉電情況下的時鐘保護(hù)電路，DS1307的時鐘靠后備電池維持工作，拒絕CPU對其讀出和寫入訪問。同時還具有備用電源自動切換控制電路，因而可在主電源掉電和其它一些惡劣環(huán)境場合中保證系統(tǒng)時鐘的定時準(zhǔn)確性。具有產(chǎn)生秒、分、時、日、月、年等功能，且具有閏年自動調(diào)整功能。同時，DS1307 芯片內(nèi)部還集成有56字節(jié)掉電保存的靜態(tài)RAM，可用于保存一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

DS1307是一款低功耗，具有56字節(jié)非失性RAM的全BCD碼時鐘日歷實(shí)時時鐘芯片，地址和數(shù)據(jù)通過兩線雙向的串行總線的傳輸，芯片可以提供秒，分，小時等信息，每一個月的天數(shù)能自動調(diào)整。并且有閏年補(bǔ)償功能。AM/PM 標(biāo)志位決定時鐘工作于24小時或12小時模式，芯片有一個內(nèi)置的電源感應(yīng)電路，具有掉電檢測和電池切換功能。

官方Datasheet上的描述是：

• Real time clock counts seconds, minutes, hours, date of the month, month, day of the week, and year with leap year compensation valid up to 2100
• 56 byte nonvolatile RAM for data storage
• 2-wire serial interface
• Programmable squarewave output signal
• Automatic power-fail detect and switch circuitry
• Consumes less than 500 nA in battery backup mode with oscillator running
• Optional industrial temperature range -40°C to +85°C
• Available in 8-pin DIP or SOIC
• Recognized by Underwriters Laboratory

現(xiàn)在拿出我的LCD1602，可以做一個實(shí)時時鐘，SDA/SCL接GP2/GP3，實(shí)際連線圖。

每秒在LCD上刷新日期、時間即可。

import pico_i2c_lcd i2c_lcd = machine.I2C(1, sda=machine.Pin(2), scl=machine.Pin(3), freq=400000) I2C_ADDR = i2c_lcd.scan()[0] lcd = pico_i2c_lcd.I2cLcd(i2c_lcd, I2C_ADDR, 2, 16)while True:now = rtc_ds1307.datetime()lcd.move_to(0, 0)lcd.putstr("{:04d}-{:02d}-{:02d}\n".format(now[0], now[1], now[2]))lcd.putstr("{:02d}:{:02d}:{:02d}".format(now[4], now[5], now[6]))lcd.move_to(12, 1)lcd.putstr(['Mon', 'Tue', 'Wed', 'Thu', 'Fri', 'Sat', 'Sun'][now[3]])utime.sleep(1)

另外，我在研究56個字節(jié)的信息時，發(fā)現(xiàn)DS1307模塊里還帶著AT24C32N EEPROM這個小芯片，可以離線保存32K（是32768個二進(jìn)制位，4096字節(jié)）的數(shù)據(jù)，下一篇再研究它。

參考文章：

https://www.iotstarters.com/diy-digital-clock-with-rtc-ds1307-and-raspberry-pi-pico/

https://en.wikipedia.org/wiki/ISO_8601

https://docs.micropython.org/en/latest/library/machine.RTC.html#machine-rtc

https://github.com/mcauser/micropython-tinyrtc-i2c

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的树莓派54/100 - Pico连接DS1307时钟模块，做个实时数字钟的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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