ESP32接DS3231时钟模块：设置时间到读时间

想让 ESP32 断电重启之后还记得今天几号、星期几，光靠它自己是不行的——ESP32 一掉电，时间就归零。给它配一块 DS3231 时钟模块，这个问题就解决了：模块自带电池座，断电照走，还比普通晶振准得多，十几块钱就能拿下。这篇把接线、装库、设置时间到读出时间一次讲完，代码搬自 Random Nerd Tutorials 的 ESP32 DS3231 教程，逐字符没动，照着贴就能编译。

先认识 DS3231：一块带电池的小时钟

DS3231 内部用的是 32kHz 温补晶振（TCXO），会按温度自动补偿，所以不容易跑偏，这是它比 DS1307 这类老模块准的地方。它跟 ESP32 之间走 I2C 通信，模块地址默认 0x68；板上还挂了一颗 24C32 EEPROM，地址 0x57，可以存点掉电不丢的数据。

模块侧面有个电池座，装一颗 LIR2032 充电纽扣电池，断电后照样计时，闹钟设置也不会丢。提示：别装 CR2032 这种不可充电的电池——模块默认带充电电路，除非把充电回路里标着 R4 的那颗电阻焊掉断开，否则有风险。

除了走时间，它还能存两组闹钟、把 SQW 引脚输出 1Hz、4kHz、8kHz、32kHz 四档方波，温度也能读出来，这几样后面都会碰到。

接线：五根线的事

DS3231 模块的引脚一排六个：32K、SQW、SCL、SDA、VCC、GND。跟 ESP32 连五根线就够：

• SCL 接 GPIO22
• SDA 接 GPIO21
• VCC 接 3V3
• GND 接 GND
• SQW 接 GPIO4（用别的数字脚也行，玩闹钟中断时用它）

电路连出来就是上面这样，I2C 两根线加供电，SQW 留着给闹钟。

装 RTCLib 库

用 Arduino IDE 编程，前提是 ESP32 开发板环境已经装好。驱动 DS3231 用 Adafruit 的 RTCLib 库，同一个库还兼容 DS1307 和 PCF8523。打开菜单里的 Sketch - Include Library - Manage Libraries，搜 RTCLib，认准 Adafruit 那个点安装，本篇代码用的是 2.1.4 版。

设置时间、读出时间

用 RTC 模块就两步：先把当前时间写进去，之后模块自己保持走时。第一次上电或者换过电池，rtc.lostPower() 会返回 true，这时把编译时间写一次就行，也可以直接给一个明确的日期时间。下面的完整示例每 3 秒读一次时间并打印，顺手把模块温度也读了出来：

/*********
  Rui Santos & Sara Santos - Random Nerd Tutorials
  Complete instructions at https://RandomNerdTutorials.com/esp32-ds3231-real-time-clock-arduino/
*********/

// Based on the RTCLib Library examples: https://github.com/adafruit/RTClib
// Date and time functions using a DS1307 RTC connected via I2C and Wire lib
#include "RTClib.h"

RTC_DS3231 rtc;

char daysOfTheWeek[7][12] = {"Sunday", "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday"};

void setup () {
  Serial.begin(115200);

  if (! rtc.begin()) {
    Serial.println("Couldn't find RTC");
    Serial.flush();
    while (1) delay(10);
  }

  if (rtc.lostPower()) {
    Serial.println("RTC lost power, let's set the time!");
    // When time needs to be set on a new device, or after a power loss, the
    // following line sets the RTC to the date & time this sketch was compiled
    rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));
    // This line sets the RTC with an explicit date & time, for example to set
    // January 21, 2014 at 3am you would call:
    //rtc.adjust(DateTime(2014, 1, 21, 3, 0, 0));
  }

  // When time needs to be re-set on a previously configured device, the
  // following line sets the RTC to the date & time this sketch was compiled
  //rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));
  // This line sets the RTC with an explicit date & time, for example to set
  // January 21, 2014 at 3am you would call:
  //rtc.adjust(DateTime(2014, 1, 21, 3, 0, 0));
}

void loop () {
  // Get the current time from the RTC
  DateTime now = rtc.now();
  
  // Getting each time field in individual variables
  // And adding a leading zero when needed;
  String yearStr = String(now.year(), DEC);
  String monthStr = (now.month() < 10 ? "0" : "") + String(now.month(), DEC);
  String dayStr = (now.day() < 10 ? "0" : "") + String(now.day(), DEC);
  String hourStr = (now.hour() < 10 ? "0" : "") + String(now.hour(), DEC); 
  String minuteStr = (now.minute() < 10 ? "0" : "") + String(now.minute(), DEC);
  String secondStr = (now.second() < 10 ? "0" : "") + String(now.second(), DEC);
  String dayOfWeek = daysOfTheWeek[now.dayOfTheWeek()];

  // Complete time string
  String formattedTime = dayOfWeek + ", " + yearStr + "-" + monthStr + "-" + dayStr + " " + hourStr + ":" + minuteStr + ":" + secondStr;

  // Print the complete formatted time
  Serial.println(formattedTime);

  // Getting temperature
  Serial.print(rtc.getTemperature());
  Serial.println("ºC");

  Serial.println();
  delay(3000);
}

串口监视器跑起来是上面这样：星期、年月日、时分秒一整串，后面跟一行模块测到的温度。这个温度严格说是晶振附近的温度，本来就是拿来做温补的，顺带读出来估个环境温度也够用。

闹钟也顺手试一个

DS3231 能存两组闹钟，触发时 SQW 引脚会拉低，接个中断就能干别的事，比如把深度睡眠里的 ESP32 定时叫醒。设置闹钟的核心就一句 setAlarm1，时间之外再给个触发模式，DS3231_A1_Minute 表示分钟一匹配就触发：

// Schedule Alarm1 to fire when the minutes match
if(!rtc.setAlarm1(alarm1Time, DS3231_A1_Minute)) {  // this mode triggers the alarm when the minutes match
  Serial.println("Error, alarm wasn't set!");
}else {
  Serial.println("Alarm 1 will happen at specified time");
}

到点后串口会报闹钟触发，库自带示例里还有读回闹钟时间、清除闹钟标志的完整写法，照着 RTCLib 的 alarm 示例就能跑通。

收尾

整套下来就是：五根线接好、装 RTCLib、上电写一次时间，之后 ESP32 不管重启多少次，都从模块把时间读回来。一块十几块钱的小板子，换来断电不丢、还能定时叫醒主控的时钟，做定时数据记录、定时喂食器这类项目都用得上。