這是一個簡單的範例，只是把DS1302時間模組和1602 LCD結合，順便用之前談過的LCD大字型，做成一個蠻漂亮的Arduino時鐘，非常適合初學者練習。
官網有整理好的套件，大家可以參考看看：
漂亮大字型LCD時鐘套件
請先安裝 Rtc by Makuna 時間模組函式庫、LiquidCrystal_PCF8574 顯示器函式庫，這些都可由Arduino IDE中找到。
1602 LCD入門請參考：
https://blog.jmaker.com.tw/lcd1602/
大字型教學請參考：
https://blog.jmaker.com.tw/lcd_big_font/
接線不難，DS1302有3條信號線，可以從程式中自行修改。1602是I2C介面，SDA接A4，SCL接A5，大家應該很熟了。
程式中傑森加了一點小變化，除了顯示時：分，還在前面加了PM或AM，其實很簡單，判斷12點以後，就顯示PM，否則顯示AM。
DS1302的函式庫不少，傑森比較愛用Rtc by Makuna 時間模組函式庫，它提供的範例中用的設定時間方式是全自動的，自動取得編譯時的時間和DS1302來比對，DS1302如果時間慢了，就進行更新，不用我們手動來KEY，對初學者來說相當方便。
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_PCF8574.h>
#include <ThreeWire.h>
#include <RtcDS1302.h>
// DS1302接線指示: 可依需求修改
// DS1302 CLK/SCLK --> 10
// DS1302 DAT/IO --> 9
// DS1302 RST/CE --> 8
// DS1302 VCC --> 3.3v - 5v
// DS1302 GND --> GND
ThreeWire myWire(9, 10, 8); // IO, SCLK, CE
RtcDS1302<ThreeWire> Rtc(myWire);
LiquidCrystal_PCF8574 lcd(0x3F); // 設定i2c位址，一般情況就是0x27和0x3F兩種
//以下是大字型的設定
//數字的字型設定
const char custom[][8] PROGMEM = { // Custom character definitions
{ 0x1F, 0x1F, 0x1F, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }, // char 1
{ 0x18, 0x1C, 0x1E, 0x1F, 0x1F, 0x1F, 0x1F, 0x1F }, // char 2
{ 0x1F, 0x1F, 0x1F, 0x1F, 0x1F, 0x0F, 0x07, 0x03 }, // char 3
{ 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x1F, 0x1F, 0x1F }, // char 4
{ 0x1F, 0x1F, 0x1F, 0x1F, 0x1F, 0x1E, 0x1C, 0x18 }, // char 5
{ 0x1F, 0x1F, 0x1F, 0x00, 0x00, 0x00, 0x1F, 0x1F }, // char 6
{ 0x1F, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x1F, 0x1F, 0x1F }, // char 7
{ 0x03, 0x07, 0x0F, 0x1F, 0x1F, 0x1F, 0x1F, 0x1F } // char 8
};
//文字和符號的設定
const char bigChars[][8] PROGMEM = {
{ 0x20, 0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }, // Space
{ 0xFF, 0x07, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }, // !
{ 0x05, 0x05, 0x20, 0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }, // "
{ 0x04, 0xFF, 0x04, 0xFF, 0x04, 0x01, 0xFF, 0x01 }, // #
{ 0x08, 0xFF, 0x06, 0x07, 0xFF, 0x05, 0x00, 0x00 }, // $
{ 0x01, 0x20, 0x04, 0x01, 0x04, 0x01, 0x20, 0x04 }, // %
{ 0x08, 0x06, 0x02, 0x20, 0x03, 0x07, 0x02, 0x04 }, // &
{ 0x05, 0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }, // '
{ 0x08, 0x01, 0x03, 0x04, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }, // (
{ 0x01, 0x02, 0x04, 0x05, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }, // )
{ 0x01, 0x04, 0x04, 0x01, 0x04, 0x01, 0x01, 0x04 }, // *
{ 0x04, 0xFF, 0x04, 0x01, 0xFF, 0x01, 0x00, 0x00 }, // +
{ 0x20, 0x05, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }, //
{ 0x04, 0x04, 0x04, 0x20, 0x20, 0x20, 0x00, 0x00 }, // -
{ 0x20, 0x04, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }, // .
{ 0x20, 0x20, 0x04, 0x01, 0x04, 0x01, 0x20, 0x20 }, // /
{ 0x08, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x00, 0x00 }, // 0
{ 0x01, 0x02, 0x20, 0x04, 0xFF, 0x04, 0x00, 0x00 }, // 1
{ 0x06, 0x06, 0x02, 0xFF, 0x07, 0x07, 0x00, 0x00 }, // 2
{ 0x01, 0x06, 0x02, 0x04, 0x07, 0x05, 0x00, 0x00 }, // 3
{ 0x03, 0x04, 0xFF, 0x20, 0x20, 0xFF, 0x00, 0x00 }, // 4
{ 0xFF, 0x06, 0x06, 0x07, 0x07, 0x05, 0x00, 0x00 }, // 5
{ 0x08, 0x06, 0x06, 0x03, 0x07, 0x05, 0x00, 0x00 }, // 6
{ 0x01, 0x01, 0x02, 0x20, 0x08, 0x20, 0x00, 0x00 }, // 7
{ 0x08, 0x06, 0x02, 0x03, 0x07, 0x05, 0x00, 0x00 }, // 8
{ 0x08, 0x06, 0x02, 0x07, 0x07, 0x05, 0x00, 0x00 }, // 9
{ 0xA5, 0xA5, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }, // :
{ 0x04, 0x05, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }, // ;
{ 0x20, 0x04, 0x01, 0x01, 0x01, 0x04, 0x00, 0x00 }, // <
{ 0x04, 0x04, 0x04, 0x01, 0x01, 0x01, 0x00, 0x00 }, // =
{ 0x01, 0x04, 0x20, 0x04, 0x01, 0x01, 0x00, 0x00 }, // >
{ 0x01, 0x06, 0x02, 0x20, 0x07, 0x20, 0x00, 0x00 }, // ?
{ 0x08, 0x06, 0x02, 0x03, 0x04, 0x04, 0x00, 0x00 }, // @
{ 0x08, 0x06, 0x02, 0xFF, 0x20, 0xFF, 0x00, 0x00 }, // A
{ 0xFF, 0x06, 0x05, 0xFF, 0x07, 0x02, 0x00, 0x00 }, // B
{ 0x08, 0x01, 0x01, 0x03, 0x04, 0x04, 0x00, 0x00 }, // C
{ 0xFF, 0x01, 0x02, 0xFF, 0x04, 0x05, 0x00, 0x00 }, // D
{ 0xFF, 0x06, 0x06, 0xFF, 0x07, 0x07, 0x00, 0x00 }, // E
{ 0xFF, 0x06, 0x06, 0xFF, 0x20, 0x20, 0x00, 0x00 }, // F
{ 0x08, 0x01, 0x01, 0x03, 0x04, 0x02, 0x00, 0x00 }, // G
{ 0xFF, 0x04, 0xFF, 0xFF, 0x20, 0xFF, 0x00, 0x00 }, // H
{ 0x01, 0xFF, 0x01, 0x04, 0xFF, 0x04, 0x00, 0x00 }, // I
{ 0x20, 0x20, 0xFF, 0x04, 0x04, 0x05, 0x00, 0x00 }, // J
{ 0xFF, 0x04, 0x05, 0xFF, 0x20, 0x02, 0x00, 0x00 }, // K
{ 0xFF, 0x20, 0x20, 0xFF, 0x04, 0x04, 0x00, 0x00 }, // L
{ 0x08, 0x03, 0x05, 0x02, 0xFF, 0x20, 0x20, 0xFF }, // M
{ 0xFF, 0x02, 0x20, 0xFF, 0xFF, 0x20, 0x03, 0xFF }, // N
{ 0x08, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x00, 0x00 }, // 0
{ 0x08, 0x06, 0x02, 0xFF, 0x20, 0x20, 0x00, 0x00 }, // P
{ 0x08, 0x01, 0x02, 0x20, 0x03, 0x04, 0xFF, 0x04 }, // Q
{ 0xFF, 0x06, 0x02, 0xFF, 0x20, 0x02, 0x00, 0x00 }, // R
{ 0x08, 0x06, 0x06, 0x07, 0x07, 0x05, 0x00, 0x00 }, // S
{ 0x01, 0xFF, 0x01, 0x20, 0xFF, 0x20, 0x00, 0x00 }, // T
{ 0xFF, 0x20, 0xFF, 0x03, 0x04, 0x05, 0x00, 0x00 }, // U
{ 0x03, 0x20, 0x20, 0x05, 0x20, 0x02, 0x08, 0x20 }, // V
{ 0xFF, 0x20, 0x20, 0xFF, 0x03, 0x08, 0x02, 0x05 }, // W
{ 0x03, 0x04, 0x05, 0x08, 0x20, 0x02, 0x00, 0x00 }, // X
{ 0x03, 0x04, 0x05, 0x20, 0xFF, 0x20, 0x00, 0x00 }, // Y
{ 0x01, 0x06, 0x05, 0x08, 0x07, 0x04, 0x00, 0x00 }, // Z
{ 0xFF, 0x01, 0xFF, 0x04, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }, // [
{ 0x01, 0x04, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x01, 0x04 }, // Backslash
{ 0x01, 0xFF, 0x04, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }, // ]
{ 0x08, 0x02, 0x20, 0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }, // ^
{ 0x20, 0x20, 0x20, 0x04, 0x04, 0x04, 0x00, 0x00 } // _
};
byte col, row, nb = 0, bc = 0; // general
//int bb[8]; // 若編譯出現錯誤，請用這行
byte bb[8];
void setup ()
{
Serial.begin(9600);
lcd.begin(16, 2); //16x2的LCD
//lcd.begin(20, 4); //20x4的LCD
lcd.setBacklight(255); //背光設到最大
//建立大字型
for (nb = 0; nb < 8; nb++ ) { // create 8 custom characters
for (bc = 0; bc < 8; bc++) bb[bc] = pgm_read_byte( &custom[nb][bc] );
lcd.createChar ( nb + 1, bb );
}
lcd.clear(); //清除畫面
//writeBigString(要顯示的字串,第幾個字,行：第1行是0，第2行是1)
//請注意，因為大字型2行才能顯示1個字，所以行1，就是指正常的1~2行，
//16x2的LCD只能顯示1行大字型
//如果用的是20x4的LCD，第二行大字型，就是行2
writeBigString("JMKAER", 0, 0); //測試顯示大字型
delay(800);
Serial.print("compiled: ");
Serial.print(__DATE__);
Serial.println(__TIME__);
Rtc.Begin();
//__DATE__，__TIME__，是程式碼編譯時的日期和時間
RtcDateTime compiled = RtcDateTime(__DATE__, __TIME__);
printDateTime(compiled);
Serial.println();
//判斷DS1302是否接好
if (!Rtc.IsDateTimeValid())
{
// Common Causes:
// 1) first time you ran and the device wasn't running yet
// 2) the battery on the device is low or even missing
Serial.println("RTC lost confidence in the DateTime!");
Rtc.SetDateTime(compiled);
}
if (Rtc.GetIsWriteProtected())
{
Serial.println("RTC was write protected, enabling writing now");
Rtc.SetIsWriteProtected(false);
}
if (!Rtc.GetIsRunning())
{
Serial.println("RTC was not actively running, starting now");
Rtc.SetIsRunning(true);
}
//判斷DS1302上紀綠的時間和編譯時的時間，哪個比較新
//如果編譯時間比較新，就進行設定，把DS1302上的時間改成新的時間
//now：DS1302上紀綠的時間，compiled：編譯時的時間
RtcDateTime now = Rtc.GetDateTime();
if (now < compiled)
{
Serial.println("RTC is older than compile time! (Updating DateTime)");
//編譯時間比較新，把DS1302上的時間改成編譯的時間
Rtc.SetDateTime(compiled);
}
else if (now > compiled)
{
Serial.println("RTC is newer than compile time. (this is expected)");
}
else if (now == compiled)
{
Serial.println("RTC is the same as compile time! (not expected but all is fine)");
}
}
void loop ()
{
RtcDateTime now = Rtc.GetDateTime();
printDateTime(now);
Serial.println();
//判斷DS1302是否正常，如果不正常，一般是線沒接好，或是電池沒電了
if (!now.IsValid())
{
Serial.println("RTC lost confidence in the DateTime!");
}
lcd.clear(); //清除畫面
//如果12點以後，就顯示PM，否則顯示AM
if(now.Hour()>11){
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("P");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("M");
}else{
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("A");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("M");
}
//組合要顯示在LCD上的時間
char datestring[10];
snprintf_P(datestring,
10,
PSTR("%02u:%02u"),
now.Hour(),
now.Minute());
writeBigString(datestring, 3, 0);
delay(10000); // 10秒更新一次
}
#define countof(a) (sizeof(a) / sizeof(a[0]))
//顯示完整年月日時間的副程式
void printDateTime(const RtcDateTime& dt)
{
char datestring[20];
snprintf_P(datestring,
countof(datestring),
PSTR("%02u/%02u/%04u %02u:%02u:%02u"),
dt.Month(),
dt.Day(),
dt.Year(),
dt.Hour(),
dt.Minute(),
dt.Second() );
Serial.print(datestring);
}
//以下是處理大字型的副程式
// writeBigChar: writes big character 'ch' to column x, row y; returns number of columns used by 'ch'
int writeBigChar(char ch, byte x, byte y) {
if (ch < ' ' || ch > '_') return 0; // If outside table range, do nothing
nb = 0; // character byte counter
for (bc = 0; bc < 8; bc++) {
bb[bc] = pgm_read_byte( &bigChars[ch - ' '][bc] ); // read 8 bytes from PROGMEM
if (bb[bc] != 0) nb++;
}
bc = 0;
for (row = y; row < y + 2; row++) {
for (col = x; col < x + nb / 2; col++ ) {
lcd.setCursor(col, row); // move to position
lcd.write(bb[bc++]); // write byte and increment to next
}
// lcd.setCursor(col, row);
// lcd.write(' '); // Write ' ' between letters
}
return nb / 2 - 1; // returns number of columns used by char
}
// writeBigString: writes out each letter of string
void writeBigString(char *str, byte x, byte y) {
char c;
while ((c = *str++))
x += writeBigChar(c, x, y) + 1;
}
// ********************************************************************************** //
// OPERATION ROUTINES
// ********************************************************************************** //
// FREERAM: Returns the number of bytes currently free in RAM
int freeRam(void) {
extern int __bss_end, *__brkval;
int free_memory;
if ((int)__brkval == 0) {
free_memory = ((int)&free_memory) - ((int)&__bss_end);
}
else {
free_memory = ((int)&free_memory) - ((int)__brkval);
}
return free_memory;
}