概述

本文介绍如何在 睿擎工业开发平台 中创建并运行 I2C 总线通信 示例工程。通过驱动 DS1307 实时时钟芯片，演示了利用 RT-Thread 设备驱动框架进行 I2C 总线操作的完整流程。

DS1307 RTC

DS1307 是一款低功耗、全 BCD 码时钟日历实时时钟芯片。它通过 I2C 接口提供秒、分、时、日、星期、月和年信息，并支持闰年补偿（有效期至 2100 年）。芯片内部包含一个电池备份电路，在主电源掉电时可自动切换到备用电池供电，确保时钟持续稳定运行。

硬件连接

开发板的 I2C 与 RTC 硬件已经连接，RTC 芯片位置如图所示：

查手册获取 RTC 的设备地址

根据 DS1307 数据手册可知：

• DS1307 的 I2C 从设备地址为固定的 0x68（7 位地址）

读取 DS1307 RTC 设备的实时时钟

本示例展示如何通过 I2C 总线访问 DS1307 RTC 设备，启动其内部振荡器，并读取其年月日、时分秒等时间信息。

构建与烧录

创建工程点击展开

1. 依次点击 “文件” -> “新建” -> "RT-Thread RuiChing App 项目"。

   

2. 在弹出新建向导中选择 开发版 、BSP: 、示例 、 调试器/下载器。选择好之后点击 “完成”。

   

3. 点击 “完成” 后，等待工程创建完成。

   

4. 创建完成。

   

构建工程点击展开

1. 单击工程使工程进入 Active-Debug 模式。

   

2. 点击工具栏上的构建按钮进行工程编译。

   

3. 构建成功后，会显示构建成功的信息。

   

固件下载点击展开

1. 固化驱动

   

2. 固化 APP

   

核心示例代码

i2c_ds1307_example.c

static rt_err_t _ds1307_read_reg(struct rt_i2c_bus_device *bus, rt_uint8_t reg,
                                 rt_uint8_t *buf, rt_uint8_t len)// ds1307 读寄存器
{
    struct rt_i2c_msg msgs[2];

    msgs[0].addr = DS1307_ADDR;
    msgs[0].flags = RT_I2C_WR;
    msgs[0].buf = ®
    msgs[0].len = 1;

    msgs[1].addr = DS1307_ADDR;
    msgs[1].flags = RT_I2C_RD;
    msgs[1].buf = buf;
    msgs[1].len = len;

    if (rt_i2c_transfer(bus, msgs, 2) != 2)
    {
        return -RT_ERROR;
    }

    return RT_EOK;
}

static rt_err_t _ds1307_write_reg(struct rt_i2c_bus_device *bus, rt_uint8_t reg,
                                  rt_uint8_t *buf, rt_uint8_t len)// ds1307 写寄存器
{
    struct rt_i2c_msg msg;
    rt_uint8_t tmp[8];

    if (len > 7)
    {
        return -RT_ERROR;
    }

    tmp[0] = reg;
    rt_memcpy(&tmp[1], buf, len);

    msg.addr = DS1307_ADDR;
    msg.flags = RT_I2C_WR;
    msg.buf = tmp;
    msg.len = len + 1;

    if (rt_i2c_transfer(bus, &msg, 1) != 1)
    {
        return -RT_ERROR;
    }

    return RT_EOK;
}

static rt_uint8_t _bcd_to_dec(rt_uint8_t bcd)
{
    return ((bcd >> 4) * 10) + (bcd & 0x0F);
}

static rt_err_t _ds1307_get_time(struct rt_i2c_bus_device *bus, struct tm *time)// ds1307 获取时间
{
    rt_err_t ret = RT_EOK;
    rt_uint8_t buf[7];

    ret = _ds1307_read_reg(bus, DS1307_REG_SECOND, buf, 7);
    if (ret != RT_EOK)
    {
        return ret;
    }

    time->tm_sec = _bcd_to_dec(buf[0] & 0x7F);
    time->tm_min = _bcd_to_dec(buf[1]);
    time->tm_hour = _bcd_to_dec(buf[2] & 0x3F);
    time->tm_wday = _bcd_to_dec(buf[3]);
    time->tm_mday = _bcd_to_dec(buf[4]);
    time->tm_mon = _bcd_to_dec(buf[5]) - 1;
    time->tm_year = _bcd_to_dec(buf[6]) + 100;

    return RT_EOK;
}

static rt_err_t _ds1307_start_clock(struct rt_i2c_bus_device *bus)// ds1307 开启时钟/
{
    rt_err_t ret = RT_EOK;
    rt_uint8_t sec = 0;

    ret = _ds1307_read_reg(bus, DS1307_REG_SECOND, &sec, 1);
    if (ret != RT_EOK)
    {
        return ret;
    }

    if (sec & DS1307_CH_BIT)
    {
        sec &= ~DS1307_CH_BIT;
        ret = _ds1307_write_reg(bus, DS1307_REG_SECOND, &sec, 1);
        if (ret != RT_EOK)
        {
            return ret;
        }
        rt_kprintf("DS1307 clock started\n");
    }

    return RT_EOK;
}

int i2c_ds1307_example(void)
{
    struct tm time;
    int i = 0;

    if (_ds1307_device_init() != RT_EOK)
    {
        return -RT_ERROR;
    }

    if (_ds1307_start_clock(_i2c_bus) != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("DS1307 start clock failed\n");
        return -RT_ERROR;
    }

    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        if (_ds1307_get_time(_i2c_bus, &time) == RT_EOK)
        {
            rt_kprintf("DS1307 time: 20%02d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n",
                       time.tm_year - 100, time.tm_mon + 1, time.tm_mday,
                       time.tm_hour, time.tm_min, time.tm_sec);
        }
        else
        {
            rt_kprintf("read DS1307 time failed\n");
        }

        rt_thread_mdelay(1000);
    }

    return RT_EOK;
}

运行示例

操作步骤

1. 将程序下载到开发板
2. 打开串口终端连接开发板
3. 系统在启动后 main 函数会自动调用其内容函数
4. 也可在终端输入 i2c_ds1307_example 命令

预期结果

验证 RTC 芯片的基本通信及 BCD 码时间解析功能正常。

RT-Thread 终端

msh />DS1307 time: 2000-01-01 00:27:41
DS1307 time: 2000-01-01 00:27:42
DS1307 time: 2000-01-01 00:27:43
DS1307 time: 2000-01-01 00:27:44
DS1307 time: 2000-01-01 00:27:45
DS1307 time: 2000-01-01 00:27:46
DS1307 time: 2000-01-01 00:27:47
DS1307 time: 2000-01-01 00:27:48
DS1307 time: 2000-01-01 00:27:49
DS1307 time: 2000-01-01 00:27:50

msh />i2c_ds1307_example
DS1307 time: 2000-01-01 00:03:54
DS1307 time: 2000-01-01 00:03:55
DS1307 time: 2000-01-01 00:03:56
DS1307 time: 2000-01-01 00:03:57
DS1307 time: 2000-01-01 00:03:58
DS1307 time: 2000-01-01 00:03:59
DS1307 time: 2000-01-01 00:04:00
DS1307 time: 2000-01-01 00:04:01
DS1307 time: 2000-01-01 00:04:02
DS1307 time: 2000-01-01 00:04:03