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

這里的RTC，是實時時鐘（Real Time Clock）的縮寫，MicroPython里也提供了RTC標準類的支持，用datetime()函數可以獲取8元組的時間數據。

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國際標準定義。

subseconds與硬件相關，Pico不支持這個數據。

給datetime()函數傳遞8元組的參數，可以設置Pico的時間。下面的代碼把時間設置為雙十一的零點（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調試程序，datetime會自動與電腦的時間同步，我現在還不清楚這是Thonny的功能，還是MicroPython的功能。

Pico如果不連網，得到的時間不是很準確，只能用于相對時間參考。如果想獲得更加準確的時間，則要外購實時時鐘模塊，我在網上搜索時鐘模塊，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，區別主要在于通訊接口上，DS1302總共要5根線，而DS1307可以用標準的I2C協議，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個字節的信息（你沒看錯，只有56個字節），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，這個模塊在一側有5根針，另一側有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，還糾結了好一陣子。網上有人說接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這個模塊上已經接好了上拉電阻，放心接SDA/SCL就行。

我就先接3.3V試試，數據獲取穩定，后來改接5V電壓也正常，實際連接圖。

DS1307的通訊協議，可以暫時不用了解，別人已經寫好類庫了，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，需要自己設定一下，用下面的函數。

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，中間用空格隔開，update_time()函數一般只調用一次，設置好時間后，一般就不用管了，它自身帶的CR2032紐扣電池用于給它持續供電，聲稱10年不用換電池。

最后我們再來看看DS1307的關鍵特性：

DS1307 是美國DALLAS公司推出的I2C總線接口實時時鐘芯片，它可獨立于CPU工作，不受CPU主晶振及其電容的影響，且計時準確，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境場合中保證系統時鐘的定時準確性。具有產生秒、分、時、日、月、年等功能，且具有閏年自動調整功能。同時，DS1307 芯片內部還集成有56字節掉電保存的靜態RAM，可用于保存一些關鍵數據。

DS1307是一款低功耗，具有56字節非失性RAM的全BCD碼時鐘日歷實時時鐘芯片，地址和數據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，每一個月的天數能自動調整。并且有閏年補償功能。AM/PM 標志位決定時鐘工作于24小時或12小時模式，芯片有一個內置的電源感應電路，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

現在拿出我的LCD1602，可以做一個實時時鐘，SDA/SCL接GP2/GP3，實際連線圖。

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個字節的信息時，發現DS1307模塊里還帶著AT24C32N EEPROM這個小芯片，可以離線保存32K（是32768個二進制位，4096字節）的數據，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

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容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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