3分钟利用TurnipBit制作电子时钟
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TurnipBit（www.turnipbit.com)是一个面向青少年的开发板，其基于microbit开发板开发制作完成，青少年可以利用其自带的LED点阵、磁敏传感器、加速度传感器等进行快速的开发和学习。TurnipBit是micropython学习的一个很好的工具，直接利用其本身进行的实验及开发教程当前已经有很多了（docs.turnipbit.com），这里我得用该开发板加DS3231快速实现一个电子时钟。
一、材料准备
1、TurnipBit开发板1块
2、TurnipBit扩展板1块
3、DS3231模块1块
4、杜邦线4根
5、外置电池盒及电池
二、线路连接
1、将TurnipBit插入TurnipBit扩展板，扩展板上已经将TurnipBit的引脚全面引出来了，扩展板的具体分布如下图：
2、将DS3231与扩展板进行连接，连接引脚如下：
| DS3231 | TurnipBit扩展板 |
| VCC | 3V3 |
| GND | GND |
| SCL | SCL |
| SDA | SDA |
三、程序设计
考虑到相对简单，本实验中未做时间调整的设计，因此采用了两个程序的方法，第一个程序用来设定时间，因为DS3231模块带有氧化银电池，所以设定时间后，就算是TurnipBit断电，DS3231依然可以工作。第二程序用来完成时间的读取与显示。
1、定义DS3231类
该类用来完成DS3231的基本操作，包括日期、时间的设定及读取，代码如下：
DS3231_ADDR = 0x68
DS3231_REG_SEC = b'\x00'
DS3231_REG_MIN = b'\x01'
DS3231_REG_HOUR = b'\x02'
DS3231_REG_DAY = b'\x04'
DS3231_REG_MONTH = b'\x05'
DS3231_REG_YEAR = b'\x06'
DS3231_REG_TEMP = b'\x11'
class DS3231(object): def __init__(self):
pass
def DATE(self, dat=[]):
if dat==[]:
t = []
t.append(self.year())
t.append(self.month())
t.append(self.day())
return t
else:
self.year(dat[0])
self.month(dat[1])
self.day(dat[2]) def TIME(self, dat=[]):
if dat==[]:
t = []
t.append(self.hour())
t.append(self.min())
t.append(self.sec())
return t
else:
self.hour(dat[0])
self.min(dat[1])
self.sec(dat[2])
def DateTime(self, dat=[]):
if dat==[]:
return self.DATE() + self.TIME()
else:
self.year(dat[0])
self.month(dat[1])
self.day(dat[2])
self.hour(dat[3])
self.min(dat[4])
self.sec(dat[5]) def dec2hex(self, dat):
return (int(dat/10)<<4) + (dat%10) def setREG(self, dat,reg):
buf = bytearray(2)
buf[0] = reg[0]
buf[1] = dat
i2c.write(DS3231_ADDR,buf, repeat=False) def getREG_DEC(self,reg):
i2c.write(DS3231_ADDR,reg)
t = i2c.read(DS3231_ADDR,1)[0]
#print("--===",t,"----------")
return (t>>4)*10 + (t%16) def sec(self, sec=''):
if sec == '':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_SEC)
else:
self.setREG(self.dec2hex(sec), DS3231_REG_SEC) def min(self, min=''):
if min == '':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_MIN)
else:
self.setREG(self.dec2hex(min), DS3231_REG_MIN) def hour(self, hour=''):
if hour=='':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_HOUR)
else:
self.setREG(self.dec2hex(hour), DS3231_REG_HOUR) def day(self, day=''):
if day=='':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_DAY)
else:
self.setREG(self.dec2hex(day), DS3231_REG_DAY) def month(self, month=''):
if month=='':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_MONTH)
else:
self.setREG(self.dec2hex(month), DS3231_REG_MONTH) def year(self, year=''):
if year=='':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_YEAR)
else:
self.setREG(self.dec2hex(year), DS3231_REG_YEAR) def TEMP(self):
i2c.write(DS3231_ADDR,DS3231_REG_TEMP, repeat=False)
t1 = i2c.read(DS3231_ADDR,1, repeat=False)[0]
i2c.write(DS3231_ADDR,b'\x12', repeat=False)
t2 = i2c.read(DS3231_ADDR,1, repeat=False)[0]
if t1>0x7F:
return t1 - t2/256 -256
else:
return t1 + t2/256
2、设定时钟程序
设计时钟程序，先利用1里的代码定义DS3231类，然后调用，具体代码为：
from microbit import * DS3231_ADDR = 0x68
DS3231_REG_SEC = b'\x00'
DS3231_REG_MIN = b'\x01'
DS3231_REG_HOUR = b'\x02'
DS3231_REG_DAY = b'\x04'
DS3231_REG_MONTH = b'\x05'
DS3231_REG_YEAR = b'\x06'
DS3231_REG_TEMP = b'\x11'
class DS3231(object): def __init__(self):
pass
def DATE(self, dat=[]):
if dat==[]:
t = []
t.append(self.year())
t.append(self.month())
t.append(self.day())
return t
else:
self.year(dat[0])
self.month(dat[1])
self.day(dat[2]) def TIME(self, dat=[]):
if dat==[]:
t = []
t.append(self.hour())
t.append(self.min())
t.append(self.sec())
return t
else:
self.hour(dat[0])
self.min(dat[1])
self.sec(dat[2])
def DateTime(self, dat=[]):
if dat==[]:
return self.DATE() + self.TIME()
else:
self.year(dat[0])
self.month(dat[1])
self.day(dat[2])
self.hour(dat[3])
self.min(dat[4])
self.sec(dat[5]) def dec2hex(self, dat):
return (int(dat/10)<<4) + (dat%10) def setREG(self, dat,reg):
buf = bytearray(2)
buf[0] = reg[0]
buf[1] = dat
i2c.write(DS3231_ADDR,buf, repeat=False) def getREG_DEC(self,reg):
i2c.write(DS3231_ADDR,reg)
t = i2c.read(DS3231_ADDR,1)[0]
#print("--===",t,"----------")
return (t>>4)*10 + (t%16) def sec(self, sec=''):
if sec == '':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_SEC)
else:
self.setREG(self.dec2hex(sec), DS3231_REG_SEC) def min(self, min=''):
if min == '':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_MIN)
else:
self.setREG(self.dec2hex(min), DS3231_REG_MIN) def hour(self, hour=''):
if hour=='':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_HOUR)
else:
self.setREG(self.dec2hex(hour), DS3231_REG_HOUR) def day(self, day=''):
if day=='':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_DAY)
else:
self.setREG(self.dec2hex(day), DS3231_REG_DAY) def month(self, month=''):
if month=='':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_MONTH)
else:
self.setREG(self.dec2hex(month), DS3231_REG_MONTH) def year(self, year=''):
if year=='':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_YEAR)
else:
self.setREG(self.dec2hex(year), DS3231_REG_YEAR) def TEMP(self):
i2c.write(DS3231_ADDR,DS3231_REG_TEMP, repeat=False)
t1 = i2c.read(DS3231_ADDR,1, repeat=False)[0]
i2c.write(DS3231_ADDR,b'\x12', repeat=False)
t2 = i2c.read(DS3231_ADDR,1, repeat=False)[0]
if t1>0x7F:
return t1 - t2/256 -256
else:
return t1 + t2/256 ds=DS3231()
ds.DATE([17,10,27])#设定年，月，日
ds.TIME([19,10,00])#设定时，分，秒
while True:
Date=ds.DATE()
Time=ds.TIME()
Time_s=''
for i in Date:
Time_s+=str(i)+'-'
Time_s=Time_s[:-1]+' '
for i in Time: Time_s+=str(i)+':'
display.scroll(Time_s[:-1]) #print(Time)
#print(ds.TEMP())
sleep(1000)
以上代码保存为settime.py，然后打开www.turnipbit.com，点击“开始编程”，将以上代码复制到浏览器的编辑框中，如下图：
点击“下载hex”，然后算成一个hex文件，将TurnipBit连接电脑后，会出现一个“TURNIPBIT”文件夹，然后将hex文件入该文件夹，TurnipBit会自动完成硬件的烧写过程。
这时会发现，TurnipBit已经开始显示你设定的时间了。
3、时钟运行程序
设定好时间后，我们只需要烧写时钟运行程序，这样每次通电后，就能显示正常时间了。如果有一天发现你的时间不准了，就说明你DS3231上的氧化银电池需要更换了，更换后再重新进行一次settime.py，然后再运行时钟运行程序就可以了，具体代码如下：
from microbit import * DS3231_ADDR = 0x68
DS3231_REG_SEC = b'\x00'
DS3231_REG_MIN = b'\x01'
DS3231_REG_HOUR = b'\x02'
DS3231_REG_DAY = b'\x04'
DS3231_REG_MONTH = b'\x05'
DS3231_REG_YEAR = b'\x06'
DS3231_REG_TEMP = b'\x11'
class DS3231(object): def __init__(self):
pass
def DATE(self, dat=[]):
if dat==[]:
t = []
t.append(self.year())
t.append(self.month())
t.append(self.day())
return t
else:
self.year(dat[0])
self.month(dat[1])
self.day(dat[2]) def TIME(self, dat=[]):
if dat==[]:
t = []
t.append(self.hour())
t.append(self.min())
t.append(self.sec())
return t
else:
self.hour(dat[0])
self.min(dat[1])
self.sec(dat[2])
def DateTime(self, dat=[]):
if dat==[]:
return self.DATE() + self.TIME()
else:
self.year(dat[0])
self.month(dat[1])
self.day(dat[2])
self.hour(dat[3])
self.min(dat[4])
self.sec(dat[5]) def dec2hex(self, dat):
return (int(dat/10)<<4) + (dat%10) def setREG(self, dat,reg):
buf = bytearray(2)
buf[0] = reg[0]
buf[1] = dat
i2c.write(DS3231_ADDR,buf, repeat=False) def getREG_DEC(self,reg):
i2c.write(DS3231_ADDR,reg)
t = i2c.read(DS3231_ADDR,1)[0]
#print("--===",t,"----------")
return (t>>4)*10 + (t%16) def sec(self, sec=''):
if sec == '':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_SEC)
else:
self.setREG(self.dec2hex(sec), DS3231_REG_SEC) def min(self, min=''):
if min == '':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_MIN)
else:
self.setREG(self.dec2hex(min), DS3231_REG_MIN) def hour(self, hour=''):
if hour=='':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_HOUR)
else:
self.setREG(self.dec2hex(hour), DS3231_REG_HOUR) def day(self, day=''):
if day=='':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_DAY)
else:
self.setREG(self.dec2hex(day), DS3231_REG_DAY) def month(self, month=''):
if month=='':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_MONTH)
else:
self.setREG(self.dec2hex(month), DS3231_REG_MONTH) def year(self, year=''):
if year=='':
return self.getREG_DEC(DS3231_REG_YEAR)
else:
self.setREG(self.dec2hex(year), DS3231_REG_YEAR) def TEMP(self):
i2c.write(DS3231_ADDR,DS3231_REG_TEMP, repeat=False)
t1 = i2c.read(DS3231_ADDR,1, repeat=False)[0]
i2c.write(DS3231_ADDR,b'\x12', repeat=False)
t2 = i2c.read(DS3231_ADDR,1, repeat=False)[0]
if t1>0x7F:
return t1 - t2/256 -256
else:
return t1 + t2/256 ds=DS3231() while True:
Date=ds.DATE()
Time=ds.TIME()
Time_s=''
for i in Date:
Time_s+=str(i)+'-'
Time_s=Time_s[:-1]+' '
for i in Time: Time_s+=str(i)+':'
display.scroll(Time_s[:-1]) #print(Time)
#print(ds.TEMP())
sleep(1000)
四、完成效果
连接外置电池盒及电池，这样一个电子时钟就完成了。
视频效果：http://v.youku.com/v_show/id_XMzExNTM1MTI0OA==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1#paction
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