☛ 功能說明
使用 Arduino 開發板讀取 DS1302 時鐘晶片應用電路的日期時間及 DHT11 溫濕度感測器的溫濕度數值，以按鍵開關切換八位數七段顯示器顯示日期、時間及溫濕度，以 Serial Monitor 視窗顯示日期時間及調整日期時間。 當七段顯示器顯示日期時，按一下按鍵開關，切換至顯示時間，當七段顯示器顯示時間時，按一下按鍵開關，切換至顯示溫濕度，當七段顯示器顯示溫濕度時，按一下按鍵開關，切換至設定模式，七段顯示器不顯示日期、時間及溫濕度，透過 Serial Monitor 監控視窗顯示並設定時間。
☛ 使用材料
Arduino UNO R3 開發板 × 1、MAX7219 八位數七段顯示器模組、DHT11 溫濕度感測器模組、按鍵開關、電阻 10KΩ × 3、DS1302 時鐘晶片 × 1、32.768kHz 晶振 × 1、DS1302 函式庫 、MAX7219 LED 控制函式庫、DHT11 第三方函式庫 。
☛ 電路圖及麵包板接線圖
☛ 程式碼
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <DS1302.h>
#include <DHT.h>
#include <LedControl.h>
uint8_t CE_PIN = 5; // CE(DS1302 pin5) -> Arduino D5
uint8_t IO_PIN = 6; // IO(DS1302 pin6) -> Arduino D6
uint8_t SCLK_PIN = 7; // SCLK(DS1302 pin7) -> Arduino D7
LedControl lc=LedControl(12,11,10,1);
char buf[50]; // 日期變數緩存
char day[10];
String comdata = ""; // 序列埠數據緩存
int numdata[7] ={0}, j = 0, mark = 0;
char led_Data[8]; // 時間顯示的資料格式 00-00-00
const int sw=8; //按鍵開關連接至數位接腳第 8 腳。
const int debounceDelay=20; //按鍵開關穩定所需的時間
int val; //按鍵開關狀態
int swValue=0; //按鍵開關數值
int humidity; //濕度變數
int temperature; //溫度變數
DS1302 rtc(CE_PIN, IO_PIN, SCLK_PIN); // 創建 DS1302 物件
DHT dht; // 產生一個 dht 物件
void setup()
{
Serial.begin(9600); //設定序列埠傳輸速率為9600bps
pinMode(sw,INPUT_PULLUP); //設定數位第 8 腳為輸入模式 ( 使用內部上拉電阻 )。
rtc.write_protect(false);
rtc.halt(false);
dht.setup(9); // DHT11 數據接腳連接數位接腳 9
lc.shutdown(0,false); // The MAX72XX is in power-saving mode on startup,we have to do a wakeup call
lc.setIntensity(0,8); // Set the brightness to a medium values and clear the display
lc.clearDisplay(0);
}
void loop()
{
val=digitalRead(sw); //讀取按鍵狀態。
if(val==LOW) //按鍵開關被按下？
{
swValue++; //按鍵開關數值加一
delay(debounceDelay); //消除按鍵開關的不穩定狀態 ( 機械彈跳 )。
while(digitalRead(sw)==LOW) //按鍵開關已放開？
; //等待放開按鍵開關。
}
switch(swValue)
{
case 0: //七段顯示器顯示日期
getDate();
break;
case 1: //七段顯示器顯示時間
getTime();
break;
case 2: //七段顯示器顯示溫濕度
delay(dht.getMinimumSamplingPeriod());// 根據溫濕度感測器型號來選取取樣時間
getDHT11();
break;
case 3: //進入日期時間設定模式
mode_Setup();
for(int i=7;i>=0;i--)
led_Data[i]='-';
print_time(); //序列埠監控視窗顯示日期時間
break;
case 4: swValue=0; break;
}
if(swValue==2)
displayDHT11();
else
display();
delay(1000);
}
void mode_Setup() //設定模式，由 USB 監控視窗設定及顯示日期時間
{
while (Serial.available() > 0) // 當序列埠有數據的時候，將數據拼接到變數comdata
{
comdata += char(Serial.read());
delay(2);
mark = 1;
}
// 以逗號分隔分解 comdata 的字串，分解結果變成轉換成數位到numdata[] 陣列
if(mark == 1)
{
Serial.print("You inputed : ");
Serial.println(comdata);
for(int i = 0; i < comdata.length() ; i++)
{
if(comdata[i] == ',' || comdata[i] == 0x10 || comdata[i] == 0x13)
{
j++;
}
else
{
numdata[j] = numdata[j] * 10 + (comdata[i] - '0');
}
}
// 將轉換好的numdata湊成時間格式，寫入DS1302
Time t(numdata[0], numdata[1], numdata[2], numdata[3], numdata[4], numdata[5], numdata[6]);
rtc.time(t);
mark = 0;j=0;
comdata = String(""); // 清空 comdata 變數，以便等待下一次輸入
/* 清空 numdata */
for(int i = 0; i < 7 ; i++) numdata[i]=0;
}
}
void print_time()
{
Time t = rtc.time(); // 從 DS1302 獲取當前時間
memset(day, 0, sizeof(day)); // 將星期從數位轉換為名稱
switch (t.day)
{
case 1: strcpy(day, "Sunday"); break;
case 2: strcpy(day, "Monday"); break;
case 3: strcpy(day, "Tuesday"); break;
case 4: strcpy(day, "Wednesday"); break;
case 5: strcpy(day, "Thursday"); break;
case 6: strcpy(day, "Friday"); break;
case 7: strcpy(day, "Saturday"); break;
}
// 將日期代碼格式化湊成buf等待輸出
snprintf(buf, sizeof(buf), "%s %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d", day, t.yr, t.mon, t.date, t.hr, t.min, t.sec);
Serial.println(buf); // 輸出日期到序列埠
}
char transChar(int number) // 數值轉換成字元函式
{
char value;
switch(number)
{
case 0: value='0'; break;
case 1: value='1'; break;
case 2: value='2'; break;
case 3: value='3'; break;
case 4: value='4'; break;
case 5: value='5'; break;
case 6: value='6'; break;
case 7: value='7'; break;
case 8: value='8'; break;
case 9: value='9'; break;
}
return value;
}
void getDate() // 取得 DS1302 時鐘晶片的日期，轉換成顯示的日期格式
{
Time t = rtc.time();
led_Data[0]=transChar(t.yr/1000); // 西元年
led_Data[1]=transChar(t.yr%1000/100);
led_Data[2]=transChar(t.yr%1000%100/10);
led_Data[3]=transChar(t.yr%1000%100%10);
led_Data[4]=transChar(t.mon/10); // 月
led_Data[5]=transChar(t.mon%10);
led_Data[6]=transChar(t.date/10); // 日
led_Data[7]=transChar(t.date%10);
}
void getTime() // 取得 DS1302 時鐘晶片的時間，轉換成顯示的時間格式
{
Time t = rtc.time();
led_Data[0]=transChar(t.hr/10); // 時
led_Data[1]=transChar(t.hr%10);
led_Data[2]='-';
led_Data[3]=transChar(t.min/10); // 分
led_Data[4]=transChar(t.min%10);
led_Data[5]='-';
led_Data[6]=transChar(t.sec/10); // 秒
led_Data[7]=transChar(t.sec%10);
}
void getDHT11() // 取得 DHT11 溫濕度，轉換成顯示格式
{
humidity = dht.getHumidity(); // 讀取感測器的濕度值
temperature = dht.getTemperature(); // 讀取感測器的溫度值
temperature=temperature*100;
humidity=humidity*100;
led_Data[0]=transChar(temperature/1000); //將溫度值轉換成七段顯示器顯示格式
led_Data[1]=transChar(temperature%1000/100);
led_Data[2]=transChar(temperature%1000%100/10);
led_Data[3]='C';
led_Data[4]=transChar(humidity/1000); //將濕度值轉換成七段顯示器顯示格式
led_Data[5]=transChar(humidity%1000/100);
led_Data[6]=transChar(humidity%1000%100/10);
led_Data[7]='H';
}
void display() // 顯示時間函式
{
for(int i=7;i>=0;i--)
lc.setChar(0,7-i,led_Data[i],false);
}
void displayDHT11() // 顯示溫度及濕度
{
for(int i=7;i>=0;i--)
{
if(i==1 || i==5)
lc.setChar(0,7-i,led_Data[i],true); //七段顯示器顯示帶小數點數位
else
lc.setChar(0,7-i,led_Data[i],false); //七段顯示器顯示不帶小數點數位
}
}
