在本项目中，我们将使用Arduino开发板制作一个温度数据记录仪，该设备从温度传感器LM35获取温度值，并从DS3231实时时钟模块获取时间。然后我们将使用mini SD卡模块将这些值存储在SD卡文件中。之后，我们从PC访问该文件，并在Microsoft Excel中创建这些数值的图表。
该项目所需的组件如下
● Arduino Uno开发板
● DS3231实时时钟模块
● mini SD卡模块
● LM35温度传感器
● 连接导线
● 面包板
Arduino开发板与DS3231时钟模块的连接方式如下所示
● DS3231的GND连接到Arduino的GND
● DS3231的VCC连接到Arduino的5V引脚
● DS3231的SDA连接到Arduino上的A4
● DS3231的SCL连接到Arduino的A5
Arduino开发板与SD卡模块的连接方式如下所示
● mini SD卡模块的CS连接到Arduino的数字引脚10
● mini SD卡模块的SCK连接到Arduino的数字插针13
● mini SD卡模块的MOSI连接到Arduino的数字引脚11
● mini SD卡模块的MISO连接到Arduino的数字引脚12
● Mini SD卡模块的VCC连接到Arduino的数字5V
● Mini SD卡模块的GND连接到Arduino的数字GND
Arduino开发板与LM35温度传感器的连接方式如下所示
● LM35的VCC引脚连接到Arduino的5V引脚
● LM35的OUT引脚连接到Arduino的A0
● LM35的GND引脚连接到Arduino的GND
LM35温度传感器以模拟方式输出信号。我们需要使用ADC转换此输出，以便能够测量温度。 Arduino开发板内置了一个ADC，通过它可以将LM35的输出转换成温度值。
DS3231时钟模块通过I2C通信连接到Arduino。因此，我们只需要将DS3213上的SCL和SDA引脚与Arduino连接，模块就会开始通信。该模块有一个独立的电池，使得其在即使它没有Arduino供电时也能正常运行。
然后使用SD卡模块将温度和时间存储在SD卡中。 SD卡模块将打开SD卡并在里面存储数据。之后，我们在PC上打开该文件，并且在Microsoft Excel中使用这些值生成一个图表。
注意：如果您是第一次使用DS3231模块，则必须先设置时间和数据。要实现这一点，请根据您的时间更改代码中的时间和日期，并上传以下代码：
DS3231 rtc(SDA, SCL);
void setup()
{
rtc.begin();
rtc.setDOW(WEDNESDAY);
rtc.setTime(12, 0, 0);
rtc.setDate(1, 1, 2014);
}
void loop()
{
}
File data_file;
DS3231 rtc(SDA, SCL);
const int lm35_pin = A0;
int temperature;
int chip_select_pin = 10; //pin 53 for arduino mega 2560
void setup() {
Serial.begin(9600);
rtc.begin();
pinMode(lm35_pin, INPUT);
pinMode(chip_select_pin, OUTPUT);
if (SD.begin())
{
Serial.println("Initialization Successful. Ready to use");
} else
{
Serial.println("Initialization failed. Check your pin connections or change your SD card");
return;
}
}
void loop() {
temperature = analogRead(lm35_pin);
temperature = (temperature*500)/1023;
data_file = SD.open("test.txt", FILE_WRITE);
if (data_file) {
Serial.print(rtc.getTimeStr());
data_file.print(rtc.getTimeStr());
Serial.print(",");
data_file.print(",");
Serial.println(temperature);
data_file.println(temperature);
data_file.close();
}
else {
Serial.println("error opening your SD card file. Try again");
}
delay(3000);
}
首先，我们包含了mini SD卡模块和DS3231时钟模块所需的库文件。 SD卡模块通过SPI通信连接到Arduino，因此我们包含了SPI库。 之后，我们初始化两个变量以便使用库函数。
File data_file;
DS3231 rtc(SDA, SCL);
在设置函数中，我们开始与SD卡模块进行通信。 如果一切正常，Arduino将在串行监视器上打印输出“Initialization Successful. Ready to use“，否则将打印输出”Initialization failed. Check your pin connections or change your SD card“。
if (SD.begin())
{
Serial.println("Initialization Successful. Ready to use");
} else
{
Serial.println("Initialization failed. Check your pin connections or change your SD card");
return;
}
LM35温度传感器以模拟形式输出信号，因此首先需要将该模拟输出转换为温度。 然后我们打开SD卡文件“test.txt”。 如果没有该名称的文件，那么Arduino将会创建它。 打开文件后，Arduino将打印输出时间和温度。
temperature = analogRead(lm35_pin);
temperature = (temperature*500)/1023;
data_file = SD.open("test.txt", FILE_WRITE);
if (data_file) {
Serial.print(rtc.getTimeStr());
data_file.print(rtc.getTimeStr());
Serial.print(",");
data_file.print(",");
Serial.println(temperature);
data_file.println(temperature);
data_file.close();
注意：您要选择的文件名必须为8.3格式。 8.3格式的文件名可以类似“data345.txt”，其中“data345”是8个字符串，“.txt”是3个字符的扩展名。 您不能使用比此格式更长的文件名。 如果您是第一次使用该SD卡，建议在使用SD卡之前进行格式化。
要在excel中制作一个图表，打开Microsoft excel并转到数据菜单，点击'从文本'按钮并选择SD卡文件。 然后选择分隔符，然后单击下一步，之后选择逗号并完成向导。
现在，选择所有的数据，然后转到插入菜单，点击'折线图'。 这将会为我们创建出一个图表。
（原文发表于ASPENCORE旗下EDN姐妹社区面包板博客，参考链接：https://mbb.eet-china.com/blog/3862649-204089.html）
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