如何使用MAX7219和DS1307制作7段数字时钟

使用 MAX7219 和 DS1307 实时时钟 （RTC） 制作 7 段数字时钟，快速简单！

DS1307 实时时钟是广泛可用的低成本 I2C RTC 模块。它们带有一个时钟和一个小电池，当连接到 Arduino 时，即使 Arduino 板没有通电，也可以实时跟踪。

在本文中，我将向您展示如何将 DS1307 I2C RTC 模块和MAX7219 控制的 7 段 LED 显示屏连接到 Arduino，读取和显示时间，并使用Visuino对所有这些进行编程。我将使用我拥有的Tiny RTC 模块，但它应该与任何其他 DS1307 模块非常相似。

第 1 步：组件

一块Arduino兼容板

一个 DS1307 实时时钟模块（我使用了 Tiny RTC 模块，但任何其他 DS1307 模块都可以）

一个带MAX7219控制器的8位7段显示模块

一个小面包板（可以使用任何面包板，或任何其他方式将 3 根电线连接在一起）

3 公母跳线

7 母母跳线

第 2 步：将实时时钟连接到 Arduino

将母-公 5V VCC 电源（红线）的母端连接到DS1307 RTC模块

将母-母线 -地线（黑线）、SCL （橙线）和SDA （蓝线）连接到DS1307 RTC 模块

将SDA 线（蓝色）的另一端连接到Arduino Nano板的SDA/模拟引脚 4

将SCL 线（橙色）的另一端连接到Arduino Nano板的SCL/模拟引脚 5

将地线（黑色）的另一端连接到Arduino Nano板的接地引脚

第 3 步：将 LED 模块连接到 Arduino

将母-公 5V VCC 电源（红线）的母端连接到LED 模块

将母-母线 -地线（黑线）、DIN （绿线）、CS （灰线）和CLK （黄线）连接到LED 模块

将地线（黑色）的另一端连接到Arduino Nano板的接地引脚

将CLK线（黄色）的另一端连接到电路板的Digital 13引脚

将DIN线（绿色）的另一端连接到Arduino Nano板的Digital 11引脚

将CS线（灰色）的另一端连接到Arduino Nano板的Digital 10引脚

第 4 步：将电源线连接到 Arduino 板

将另一根母-公电源线（红线）连接到Arduino板的5V电源引脚，并保持公端未连接

在面包板的帮助下将3 根电源线（红线）的公端（来自显示器、时钟模块和Arduino）连接在一起。在我的情况下，我使用了一个小面包板

以红色显示Arduino Nano的5V Power引脚在哪里。蓝色显示在前面的步骤中完成的连接。

第 5 步：启动 Visuino 并选择 Arduino Board 类型

要开始对 Arduino 进行编程，您需要先从此处安装

Arduino IDE ： http ：//www.arduino.cc/

Visuino ： https://www.visuino.com

安装后步骤：

启动Visuino

在Visuino中单击Arduino组件上的“工具”按钮

出现对话框时，选择“ Arduino Nano ”

第6步：在Visuino中，添加并连接Maxim MAX7219 LED组件

在 Component Toolbox 的 Filter 框中输入“ led ”，然后选择“ Maxim Led Controller SPI MAX7219/MAX7221 ”组件，并将其放入设计区域

将LedController1组件的“ Out ”引脚连接到Arduino组件SPI通道的“ In ”引脚

将LedController1组件的“ ChipSelect ”引脚连接到Arduino组件的“ Digital［10］ ”通道的“ Digital ”输入

第 7 步：在 Visuino 中，将 Integer Display 7 Segments 元素添加到 Maxim LED 控制器组件

LedController1 组件可以以多种不同方式控制 LED。LED 的组织和控制方式取决于将添加到组件中的元素。在这里，我们将添加 3 个整数元素，每个元素有 2 个数字和 2 个无符号位像素元素。时间将显示在整数元素中，位像素元素将用于小时、分钟和秒之间的分隔符。

点击LedController1组件的“工具”按钮打开元素编辑器

在“元素”编辑器中，选择右侧的“整数显示7段”，然后单击左侧的“”按钮，为组件添加一个元素

在 Object Inspector 中，将新添加的“ Integer Display 7 Segments1 ”元素的“ CountDigits ”属性的值设置为2

在 Object Inspector 中，将新添加的“ Integer Display 7 Segments1 ”元素的“ LeadingZeroes ”属性的值设置为“ True ”

第 8 步：在 Visuino 中，将其余元素添加到 Maxim LED 控制器组件

在“元素”编辑器中，选择右侧的“无符号位像素”，然后单击左侧的“”按钮，为组件添加一个元素

在 Object Inspector 中，将新添加的“ Unsigned Bit Pixels1 ”元素的“ CountPixels ”属性的值设置为“ 8 ”

在 Object Inspector 中，将新添加的“ Unsigned Bit Pixels1 ”元素的“ InitialValue ”属性的值设置为“ 1 ”。这将使“-”（g）段仅在 7 段数字上有效

重复本教程和上一个步骤 7 的相同步骤，添加2个“整数显示7 段”元素和一个“无符号位像素”元素，并以相同方式设置它们的属性

关闭“元素”编辑器

第 9 步：在 Visuino 中，添加并连接解码日期/时间组件

我们需要将日期/时间解码为单独的小时、分钟和秒值。为此，我们将使用“解码日期/时间”组件。

在组件工具箱的过滤框中键入“解码”，然后选择“解码日期/时间”组件，并将其拖放到设计区域

将RealTimeClock1的“ Out ”引脚连接到DecodeDateTime1的“ In ”引脚

将DigitalToUnsigned1的“ Out ”引脚列表的“ Second ”引脚连接到LedController1组件的“ PixelGroups.Integer Display 7 Segments1 ”元素的“ In ”引脚

将DigitalToUnsigned1的“ Out ”引脚列表的“ Minute ”引脚连接到LedController1组件的“ PixelGroups.Integer Display 7 Segments2 ”元素的“ In ”引脚

将DigitalToUnsigned1的“ Out ”引脚列表的“ Hour ”引脚连接到LedController1组件的“ PixelGroups.Integer Display 7 Segments3 ”元素的“ In ”引脚

第 10 步：在 Visuino 中，添加并连接 （T） 触发器组件

为了动画小时、分钟和秒之间的“-”分隔符，我们将每秒在“8”和“1”无符号值之间切换。为此，我们可以使用触发器。最方便的是 Toggle（T） 触发器：

在组件工具箱的过滤器框中键入“翻转”，然后选择“切换（T）触发器”组件，并将其放入设计区域

将RealTimeClock1的“ Out ”引脚连接到TFlipFlop1组件的“ In ”引脚

第 11 步：在 Visuino 中，添加、配置和连接 Digital To Unsigned 组件

触发器生成一个数字（布尔）值。我们需要将其转换为“8”和“1”的无符号值。为此，我们将使用“数字到无符号”转换器：

在组件工具箱的过滤框中键入“数字”，然后选择“数字到无符号”组件，并将其放在设计区域

在对象检查器中，将DigitalToUnsigned1元素的“ FalseValue ”属性的值设置为“ 8 ”

将TFlipFlop1的“ Out ”引脚连接到DigitalToUnsigned1组件的“ In ”引脚

将DigitalToUnsigned1的“ Out ”引脚连接到LedController1组件的“ PixelGroups.Unsigned Bit Pixels1 ”元素的“ In ”引脚

将DigitalToUnsigned1的“ Out ”引脚连接到LedController1组件的“ PixelGroups.Unsigned Bit Pixels2 ”元素的“ In ”引脚

第 12 步：生成、编译和上传 Arduino 代码

在Visuino中，按F9生成 Arduino 代码，然后打开 Arduino IDE

在Arduino IDE中，点击Upload按钮，编译并上传代码

第13步：完成

到这里，您已经制作了一个带有 7 段 MAX7219 LED 显示驱动器和 DS1307 实时时钟 （RTC） 的 LED 时钟。