Részletekre fogom bontani a programot és igyekszem a legérthetőbben elmagyarázni, mi is történik.

Definiciók:

Itt történnek a könyvtárak meghívásai, mely sorrendben:

• Wire.h -> Az I2C kommunikációért felelős könyvtár
• DS3231.h -> A DS3231-es modulért felelős könyvtár
• #define DS3231 B1101000 -> A DS3231 modul I2C címe
• A DS3231-es modulon lévő EEPROM-ot (AT24C32) nem használtam, de azért deklaráltam a címét és példaként memóriacímeket is.

Konstansok:

const int pinTest = 10; // Teszt gomb

Szegmensekhez tartozó bájt: (Kommentben a port neve és száma, hogy hová csatlakozik)

byte segment[] = { 

2,    // segmA = PD2
3,    // segmB = PD3
4,    // segmC = PD4
5,    // segmD = PD5
6,    // segmE = PD6
7,    // segmF = PD7
8     // segmG = PB0

};

LED-ekhez tartozó bájt: (Kommentben a port neve és száma, hogy hová csatlakozik)

byte leds[] = {

A0, // Hours 1st place = PC0
A1, // Hours 2nd place = PC1
A2, // Minutes 3rd place = PC2
A3}; // Minutes 4th place = PC3

byte second=0, minute=0, hour=0, weekday=0, day=0, month=0, year=0; // Óra, perc, a hét napja, nap, hónap, év bájtjai
int test_delay = 200; // Tesztmód során a késleltetés
void updateTime(); // updateTime() alprogram meghívása
void printTime(); // printTime() alprogram meghívása
void print7Digit(byte number); // print7Digit(byte number) alprogram meghívása
byte DECTOBCD(byte val); // Decimálist BCD-re konvertáló bájt
byte BCDTODEC(byte val); // BCD-t decimálisra konvertáló bájt

// Nyári és téli időszámításhoz szükséges programrész

bool isDaylightSavingTime(int year, int month, int day, int weekday) {
// The Daylight saving time will starts at the last sunday of March
if (month == 3 && (day + 7 - weekday) > 31) {
return true;
}
// The daylight saving time will ends at the last sunday of October
if (month == 10 && (day + 7 - weekday) > 31) {
return false;
}
// From April to September it is always daylight saving time
if (month > 3 && month < 10) {
return true;
}
//The default is the winter time
return false;
}

A void setup() minden esetben csak egyetlen egyszer fut le, épp ezért ha bekapcsolásnál a "TEST" gombot nyomva tartjuk akkor fog a program beugrani a tesztmódba, amit fentebb már taglaltam. Azon felül a LED-ek és a szegmensek bájtjának inicializálása történik itt, valamint az I2C (Wire.begin()) kommunikációnak az elindítása. 

  byte init_segm;
  byte init_leds;

  pinMode(A0, OUTPUT);
  pinMode(A1, OUTPUT);
  pinMode(A2, OUTPUT);
  pinMode(A3, OUTPUT);

  //  Serial.begin(9600);   // Begin Serial Port
  Wire.begin();         // Begin I2C communication

  // Initialize segments and pull them down
  for (init_segm = 0; init_segm < 8; init_segm++) {
    pinMode(segment[init_segm], OUTPUT);
    digitalWrite(segment[init_segm], HIGH);
  }

  // Initialize leds and pull them down
  for (init_leds = 0; init_leds < 3; init_leds++) {
    pinMode(leds[init_leds], OUTPUT);
    digitalWrite(leds[init_leds], LOW);
  } 

// Test all the segments and leds when holding the "TEST" button during powering up (When the for cycle finishes it will return to the loop)

if (digitalRead(pinTest) == HIGH) {

int led = 0;

int segm = 0;

for (segm = 0; segm < 8; segm++) {

digitalWrite(segment[segm], LOW);

delay(test_delay);

}

for (led = 0; led < 4; led++) {

digitalWrite(leds[led], HIGH);

delay(test_delay);

}

}

}

A void loop() minden ciklusban lefut, így ebbe helyeztem el két fontos alprogramot, melyek sorrendben updateTime(), valamint printTime(). Az updateTime() alprogramban az idő kerül kiolvasásra, és értelemszerűen a printTime() alprogramban pedig kijelzésre kerül az idő, mely kiolvasásra került.

void loop() {
  updateTime();   // Call updateTime subroutine
  printTime();    // Call printTime subroutine
}

Az updateTime() alprogramban BCD-ből DEC-be való konvertálás történik valamint az idő kiolvasása a DS3231-es RTC modulból és az idő felbontása másodpercekre, percre és órára, hét napjaira, napra, hónapra és évre a nyári és téli időszámítás alkalmazása miatt.

void updateTime() {
Wire.beginTransmission(DS3231);
Wire.write(0x00);
Wire.endTransmission();
Wire.requestFrom(DS3231, 7);
second = BCDTODEC(Wire.read());
minute = BCDTODEC(Wire.read());
hour = BCDTODEC(Wire.read());
weekday = BCDTODEC(Wire.read());
day = BCDTODEC(Wire.read());
month = BCDTODEC(Wire.read() & 0x1f);
year = BCDTODEC(Wire.read() + 2000);

if (isDaylightSavingTime(year, month, day, weekday)) {
hour +=1;
if (hour == 24) {
hour = 0;
}
}
}

A printTime() alporgramban történik a 24 órás formátum beállítása, valamint a LED-ek vezérlése mely az óráknál és a percek kijelzésekor villan fel a könnyebb leolvasás érdekében. Az órák (hh) és percek (mm) kijelzését követően egy 2 másodperces késleltetés következik.

byte printTimeVar;
// Convert from 24 hour to 12 hour mode
byte temphour = hour;
if (temphour == 0) {
// Not zero based, not one based, but 24 based.
temphour = 24;
}

// Hours 1
if (temphour > 0) {
print7Digit(temphour / 10);
digitalWrite(A0, HIGH); // Hours 1
digitalWrite(A1, LOW); // Hours 2
digitalWrite(A2, LOW); // Minutes 1
digitalWrite(A3, LOW); // Minutes 2
delay(500);

for (printTimeVar = 0; printTimeVar < 8; printTimeVar++) {
digitalWrite(segment[printTimeVar], HIGH);
}
delay(100);
}

// Hours 2
print7Digit(temphour % 10);
digitalWrite(A0, LOW); // Hours 1
digitalWrite(A1, HIGH); // Hours 2
digitalWrite(A2, LOW); // Minutes 1
digitalWrite(A3, LOW); // Minutes 2
delay(500);

for (printTimeVar = 0; printTimeVar < 8; printTimeVar++) {
digitalWrite(segment[printTimeVar], HIGH);
}
delay(100);

// Minutes 1
print7Digit(minute / 10);
digitalWrite(A0, LOW); // Hours 1
digitalWrite(A1, LOW); // Hours 2
digitalWrite(A2, HIGH); // Minutes 1
digitalWrite(A3, LOW); // Minutes 2
delay(500);

for (printTimeVar = 0; printTimeVar < 8; printTimeVar++) {
digitalWrite(segment[printTimeVar], HIGH);
}
delay(100);

// Minutes 2
print7Digit(minute % 10);
digitalWrite(A0, LOW); // Hours 1
digitalWrite(A1, LOW); // Hours 2
digitalWrite(A2, LOW); // Minutes 1
digitalWrite(A3, HIGH); // Minutes 2
delay(500);

for (printTimeVar = 0; printTimeVar < 8; printTimeVar++) {
digitalWrite(segment[printTimeVar], HIGH);
}
digitalWrite(A0, LOW); // Hours 1
digitalWrite(A1, LOW); // Hours 2
digitalWrite(A2, LOW); // Minutes 1
digitalWrite(A3, LOW); // Minutes 2

delay(1000);

}

A print7Digit() alprogramban egy bitmező került kialakításra a kijelző egyes szegmenseinek a vezérlésére.

void print7Digit(byte number) {
  // Bitfield for digits 0-9
  const byte numtable[] = {
    B01000000,      // 0
    B01111001,      // 1
    B00100100,      // 2
    B00110000,      // 3
    B00011001,      // 4
    B00010010,      // 5
    B00000010,      // 6
    B01111000,      // 7
    B00000000,      // 8
    B00010000       // 9       
  };   
  byte litpins = numtable[number];
  byte nums;
  for (nums = 0; nums < 8; nums++) {
    digitalWrite(segment[nums], (litpins >> nums) & 1);
  }
}

A program végén pedig decimálisból bináris kódba valamint bináris kódból decimálisba való alakítás történik

byte DECTOBCD(byte val) {
  return ((val / 10) << 4) + (val % 10);
}
byte BCDTODEC(byte val) {
  return (val >> 4) * 10 + (val & 0xf);
}

Ennyit a programról. Természetesen a cikkem végén közzéteszem az .ino fájlt ha valaki szeretné szerkeszteni, vagy csak tanulni belőle.