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我是潘，曾经是个工程师。这是 “Arduino 公开课” 系列的入门教程。前面课程介绍了 DS1302 模块，本课将介绍其 I2C 协议版的 DS1307，并利用它输出方波。有任何疑问请在评论区提出，我会逐一回答。
常见的 DS1307 模块，使用了可充电的 LIR2032 扣钮电池，保证在掉电情况下，可维持一年的时间，而且通电后，电池可以再次充满，反复利用：
主要参数：
电源电压范围：4.5V ~ 5.5V
工作温度范围：-40°C ~ 85°C
SRAM：56 bytes
时钟频率：32.768kHz
保证准确日期：2100年
这个模块还具备了24C32 32K EEPROM存储器，同样使用 I2C 协议连接。由于模块集成了SRAM 所以电路看起来很复杂，但是自己DIY的话，DS1307 芯片的外部电路十分简单，只要一个石英晶振就可以工作，为了掉电保存时间，还需要一颗扣钮电池：
SQW 对应模块的SQ，为方波输出端口，可作为Arduino 外部中断触发源。方波频率可设置为：1Hz、4.096 kHz、8.192 kHz 和 32.768 kHz，该端口必须接上拉电阻。
我们看看它的 Datasheet：
从表格看到，时间参数（秒、分、时、星期、日、月年）由前面 7 个寄存器（00H~06H）来存储，第8个（07H）则用于方波控制，剩下的则是 RAM 的信息。怎么使用这些信息呢？
记住一点很重要，寄存器中，所有信息都是 0 和 1 构成的二进制信息，我们必须将其转换为10 进制。
比如，13:24:56（13点14分56秒），小时在寄存器地址是02H。bit 7 不用，取0；bit 6 是否为12小时制，取0；如果bit6 取0 ，bit5、bit4 就是小时最左边的倍数，如果是23小时分别去 1、0，我们是13小时，分别取 0、1；bit3 ~ bit0 代表小时的个位数，13点就是 0011。对整个小时寄存器来说，13点就是00010011，其他时间单位如此类推。
要读取这些信息前面已经介绍过了，留意注释：
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Wire.beginTransmission(DS1307_I2C_ADDRESS);
Wire.write(0);
Wire.endTransmission();
Wire.requestFrom(DS1307_I2C_ADDRESS,7);//从DS1307返回7个寄存器的数据
*second =bcdToDec(Wire.read();//将二进制信息转换为十进制
*minute =bcdToDec(Wire.read();
*hour =bcdToDec(Wire.read();
*dayOfWeek =bcdToDec(Wire.read());
*dayOfMonth=bcdToDec(Wire.read());
*month =bcdToDec(Wire.read());
*year =bcdToDec(Wire.read());
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由于DS1307 返回的数字 bcdToDec() 方法是将二进制转换成十进制。接下来，我们要为DS1307 设置时间，需要向其7个寄存器写入数据，如果要输出方波，还需要向其第8个寄存器写入数据：
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Wire.beginTransmission(0×68);
Wire.write(0);
Wire.write(decToBcd(second));
Wire.write(decToBcd(minute));
Wire.write(decToBcd(hour));
Wire.write(decToBcd(dayOfWeek));
Wire.write(decToBcd(dayOfMonth));
Wire.write(decToBcd(month));
Wire.write(decToBcd(year));
Wire.write(00010000);
Wire.endTransmission();
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另外，顺便提一下，使用库 DS1307RTC.h 可以免去数学转换和读取 I2C 信息的麻烦，但这里就不做介绍了。
现在我们要输出方波，根据DataSheet：
第8个寄存器中，bit7 设置不输出方波时，SQW引脚电平，一般设为0。bit4设置输出是否可用，设置为1，bit1 和 bit0 设置输出频率，00 为 1Hz，01 为 4.096kHz，10 为 8.192kHz，11 为 32.786kHz。
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/*
作者：Ardui.Co
效果：DS1307 输出方波
版本：1.0
更新时间：2017年4月28日
*/
#include “Wire.h”
#define DS1307_I2C_ADDRESS 0×68
voidsetup()
{
Wire.begin();
}
voidsqw1()// 输出 1Hz 方波
{
Wire.beginTransmission(DS1307_I2C_ADDRESS);
Wire.write(0×07);// 将指针指向SQW寄存器的地址
Wire.write(0×10);// 相当于二进制 00010000
Wire.endTransmission();
}
voidsqw2()// 输出 4.096 kHz 方波
{
Wire.beginTransmission(DS1307_I2C_ADDRESS);
Wire.write(0×07);
Wire.write(0×11);// 相当于二进制00010001
Wire.endTransmission();
}
voidsqw3()// 输出 8.192 kHz 方波
{
Wire.beginTransmission(DS1307_I2C_ADDRESS);
Wire.write(0×07);//
Wire.write(0×12);// 相当于二进制 00010010
Wire.endTransmission();
}
voidsqw4()// 输出 32.768 kHz 方波 (晶振频率)
{
Wire.beginTransmission(DS1307_I2C_ADDRESS);
Wire.write(0×07);//
Wire.write(0×13);// 相当于二进制 00010011
Wire.endTransmission();
}
voidsqwOff()
// 关闭方波输出
{
Wire.beginTransmission(DS1307_I2C_ADDRESS);
Wire.write(0×07);
Wire.write(0×00);// 关闭方波输出
Wire.endTransmission();
}
voidloop()
{
sqw1();
delay(5000);
sqw2();
delay(5000);
sqw3();
delay(5000);
sqw4();
delay(5000);
sqwOff();
delay(5000);
}
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这里有个技巧：
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Wire.write(0×07);// 将指针指向SQW寄存器的地址
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之前的课程提到，读写 I2C 设备寄存器时都要写入一个字节数据。实际上，其作用是将指针指向寄存器，“0” 是开始位置，0×07 是方波输出寄存器的位置。