实验二十二 DS1307时钟模块#

🌟 项目简介#

本实验带你认识并使用一款「会自己走时间」的小芯片——DS1307实时时钟模块。它就像一个迷你电子闹钟，即使你的树莓派Pico断电了，只要接上纽扣电池（比如CR2032），它也能悄悄地、准确地继续计时！我们用MicroPython读取它的年、月、日、时、分、秒和星期，并在电脑屏幕上实时显示出来。

⚙️ 工作原理（小朋友也能懂！）#

DS1307是一颗“很守时”的小芯片，它不靠Pico的主芯片来计时，而是靠自己内部的32.768kHz晶振（像钟表里的摆轮）+ 一颗小电池独立工作。
✅ 它能自动算闰年（比如2024年2月有29天）
✅ 断电也不丢时间（电池供电）
✅ 还自带56字节“小记事本”（NVRAM），可以存点小数据

它通过 I²C通信（两条线：SCL时钟线 + SDA数据线）和Pico“对话”，就像两个人手拉手传纸条一样简单可靠。

CIQ

📌 引脚小贴士（接线时看这里）：

SCL → Pico 的 GP15（时钟线）
SDA → Pico 的 GP14（数据线）
VCC → 接 Pico 的 VUSB（5V） 或 VSYS（可接5V或3.3V，推荐VUSB更稳）
GND → 接 Pico 的 GND
BAT → 接纽扣电池（CR2032，正极朝上，模块背面有标注）
⚠️ 注意：模块上的 X1/X2 是给晶振用的，已焊好，你不用动！

🧰 所需材料#


Raspberry Pi Pico板 ×1	Raspberry Pi Pico扩展板 ×1	Keyes DS1307实时时钟模块 ×1	防反插4Pin杜邦线（母对母）×4	Micro USB数据线 ×1

💡 小提示：用扩展板接线更整齐、更不容易插错哦！

🔌 接线图#

✅ 按图连接即可（SCL→GP15，SDA→GP14，VCC→VUSB，GND→GND）
✅ 模块背面电池座请装入一颗 CR2032纽扣电池（+号朝上）
✅ VUSB是Pico通过USB线从电脑获得的5V电源，比3.3V更稳定，推荐使用！

📌 为什么接VUSB不接3.3V？
因为DS1307模块设计工作电压是5V（部分兼容3.3V），接VUSB更保险，避免因电压不足导致时间不准或通信失败。

💻 示例代码（MicroPython）#

# Keyes Starter Kit for Raspberry Pi Pico
# 实验二十二：DS1307实时时钟模块

from machine import I2C, Pin
from urtc import DS1307
import utime

# 初始化I2C总线（使用I2C通道1，SCL=GP15，SDA=GP14）
i2c = I2C(1, scl=Pin(15), sda=Pin(14), freq=400000)

# 创建DS1307对象
rtc = DS1307(i2c)

# 【首次使用】请手动设置一次当前时间（运行后按提示输入）
print("🔧 正在设置初始时间，请按提示输入：")
year = int(input("请输入年份（例如：2025）: "))
month = int(input("请输入月份（1-12）: "))
date = int(input("请输入日期（1-31）: "))
# 星期：0=星期日，1=星期一，2=星期二……6=星期六
day = int(input("请输入星期（0=周日，1=周一…6=周六）: "))
hour = int(input("请输入小时（24小时制，0-23）: "))
minute = int(input("请输入分钟（0-59）: "))
second = int(input("请输入秒钟（0-59）: "))

# 把输入的时间打包成元组（年,月,日,星期,时,分,秒,毫秒）
now = (year, month, date, day, hour, minute, second, 0)
rtc.datetime(now)  # 写入DS1307芯片

print("✅ 时间设置成功！开始读取实时时间……\n")

# 主循环：每秒读取并打印一次时间
while True:
    # 读取当前时间（返回元组：(年,月,日,星期,时,分,秒,毫秒)）
    dt = rtc.datetime()
    
    # 格式化输出：年-月-日 时:分:秒 星期X
    print(f"{dt[0]}-{dt[1]:02d}-{dt[2]:02d} {dt[4]:02d}:{dt[5]:02d}:{dt[6]:02d} 星期{['日','一','二','三','四','五','六'][dt[3]]}")
    
    utime.sleep(1)  # 等待1秒，再刷新

📖 代码解析（一看就懂）#

from urtc import DS1307：导入DS1307专用驱动库（需提前将 urtc.py 文件复制到Pico中）
i2c = I2C(1, ...)：告诉Pico用第1组I2C接口，SCL连GP15、SDA连GP14
rtc.datetime(...)：
- ✅ 写时间：传入 (年,月,日,星期,时,分,秒,毫秒) 元组，设置初始时间
- ✅ 读时间：调用 rtc.datetime() 不带参数，返回当前时间元组
dt[0] 是年份，dt[1] 是月份……dt[3] 是星期（0=周日），dt[4] 是小时，以此类推
f"{dt[1]:02d}" 表示“两位数字显示”，比如 3 变成 03，更美观

这是 urtc.py 库文件在Thonny中成功导入的样子（你不需要自己写这个文件，下载Keyes配套资料包就有）

📺 实验现象#

运行代码后：

首先出现提示，让你输入年、月、日、星期、时、分、秒（只需设一次）

设置完成后，屏幕开始每秒刷新一行时间，格式如：

2025-04-05 14:23:01 星期六
2025-04-05 14:23:02 星期六
2025-04-05 14:23:03 星期六
……

拔掉USB线 → 重新插上 → 时间依然连续走！（因为电池在默默工作 ✅）

实际运行效果截图：时间精准跳动，星期自动对应

⚠️ 注意事项（安全又成功！）#

🔋 务必装入 CR2032纽扣电池（新电池最佳），否则断电后时间归零！
🪄 urtc.py 文件必须提前上传到Pico根目录（不会传？用Thonny → Device → “Upload file…”）
🔌 接线前务必断开USB！接好再通电，避免短路
❌ 不要将VCC接到Pico的3.3V引脚（部分DS1307模块5V兼容性更好，VUSB更稳妥）
🕵️‍♂️ 如果屏幕没反应或报错 OSError: [Errno 19] ENODEV：
→ 检查SCL/SDA是否接反（SCL一定接GP15！SDA一定接GP14！）
→ 检查I2C地址是否正确（DS1307默认地址是0x68，urtc库已内置，无需修改）

🧠 扩展思维#

如果想让DS1307的时间在Pico的LED灯上用闪烁次数表示“小时”和“分钟”，比如亮1次代表1点、亮5次代表5点，该怎样修改代码？

实验二十二 DS1307时钟模块

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