08 - RTC实验 - 技术栈

machine.RTC 类，作为 machine 模块下的一个重要硬件类，其主要设计目标在于对实时时钟（RTC）功能进行控制。实时时钟，无论是作为计算机体系内部或外部的硬件组件，其核心任务是提供准确无误的当前时间与日期信息。本章节将讨论 ESP32 微控制器内置的实时时钟（RTC）功能，并阐述其应用方法。最后，我们将采用串口通信的方式打印时间信息，从而构建一个基础的实时时钟应用示例。

本节课目标：

通过Python编程，实现对ESP32的内置实时时钟（RTC）功能进行控制，并通过UART串口方式，实时输出RTC的时钟信息。

本节课内容：

machine.RTC类
硬件设计
软件设计
下载验证

一、machine.RTC类

Machine.RTC 是一个专为控制实时时钟（RTC）设备设计的硬件类。RTC 设备作为计算机系统内部或外部的关键组件，其运行不依赖于系统其他部分的操作，独立承担着提供当前时间和日期的核心任务。实时时钟的核心功能在于它能够以高精度输出年、月、日、时、分、秒等时间信息，这对于系统的时间同步及基于时间的各项操作至关重要。

通过利用 Machine.RTC 类，在 MicroPython 编程环境中，用户不仅能够查询和修改 RTC 设备的当前时间设置，还能够直接访问和操作 RTC 的内部寄存器，从而实现对 RTC 设备更加细致和灵活的控制。这一特性为用户在嵌入式系统开发中，对时间管理和同步需求的实现提供了强有力的支持。

下面是MicroPython库的machine.RTC类链接。

类 RTC -- 实时时钟 --- MicroPython latest 文档

1. machine.RTC类的构造对象

构造对象方法如下：

class machine.RTC( )

使用示例：rtc =RTC( )

返回值：RTC类对象

2. machine.RTC类的方法【只介绍常用的】

（1）对象初始化

方法原型如下：

RTC.init(datetime)

方法的参数描述如下：

|---------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 参数 | 描述 |
| datetimetuple | 日期时间是以下形式的元组： (year, month, day[, hour[, minute[, second[, microsecond[, tzinfo]]]]]) * year：年份 * month：月份，范围【1-12】 * day：日期，范围【1-31】 * wday：星期，范围【0-6】，0表示星期一 * hour：小时，范围【0-23】 * minute：分钟，范围【0-59】 * second：秒，范围【0-59】 |

（2）获取或设置 RTC 的日期和时间

方法原型如下：

RTC.datetime(datetimetuple[])

方法的参数描述如下：

|---------------|-------------------------------------------------------------------------------------------|
| 参数 | 描述 |
| datetimetuple | 在没有参数的情况下，此方法返回一个包含当前日期和时间的8元组。使用1个参数(是一个 8元组)，它设置日期和时间。 8元组具有以下格式：(年、月、日、工作日、小时、分钟、秒、亚秒) |

（3）关闭RTC设备

方法原型如下：

RTC.deinit()

返回值：无

三、硬件设计

1. 例程功能

通过Python编程，实现对ESP32的内置实时时钟（RTC）功能进行控制，并通过UART串口方式，实时输出RTC的时钟信息。

2. 硬件资源

USART2 ：GPIO16 GPIO17 连接串口工具 RX、TX引脚。
RTC： ESP32内部自带

3. 原理图

四、软件设计

1. 程序流程图

2. 程序

python 复制代码

from machine import UART, Pin, RTC
import time

# 实例化串口
uart = UART(2, 115200, 8, None, 1, tx=Pin(17), rx=Pin(16))

# 实例化RTC
rtc = RTC()

while True:
    # 读取当前时间
    date_time = rtc.datetime()

    # 判断时间是否设置过
    if date_time[0] != 2024:
        rtc.init((2024, 9, 12, 3, 6, 51, 0, 0))     # 设置当前时间

    # 打印当前时间
    formatted_time = '%d-%d-%d %02d:%02d:%02d' % (date_time[0], date_time[1], date_time[2], date_time[4], date_time[5], date_time[6])
    print(formatted_time)

    # 通过串口发送当前时间
    uart.write(formatted_time + '\r\n')  # 发送数据，加上换行符

    # 每秒循环一次
    time.sleep_ms(1000)

五、下载验证

通过Python编程技术，已成功实现对ESP32设备内置实时时钟（RTC）的配置功能。这一过程通过REPL接口与UART串口通信方式实时打印输出。