10. I2C

10.1 什么是I2C

IIC（Inter-Integrated Circuit）协议也称为I2C总线，是一种串行通信协议，通常用于连接低速外设。它由Philips（现在的NXP Semiconductors）公司于1980年代初开发，现在已经成为一个标准。IIC总线只需要两条数据线，分别是串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL），这使得它成为一种非常简单的接口。它适用基于芯片的通信，例如连接传感器、存储器或数字信号处理器等。

在IIC协议中，总线上有一个主设备和多个从设备。主设备掌控着总线上的通信过程，负责发起、控制、停止通信。而从设备则需要等待主设备的请求，接收或发送数据。主设备和从设备之间的数据交换采用帧格式，每个帧通常包含地址、数据和控制信息。主设备根据从设备的地址来选中要通信的设备，从设备则根据控制信息进行相应的操作。IIC协议可以支持多个从设备连接到同一个主设备，为系统设计提供了更大的灵活性。

10.2 I2C的硬件实现

I2C总线通常使用两种电压电平，即高电平（VH）和低电平（VL）。高电平为2.5V至5.5V，低电平为0V至0.3V；这些电压电平范围是根据I2C规范确定的。

I2C总线有不同的传输速率可选，包括标准模式（100 kbps）、快速模式（400 kbps）以及高速模式。传输速率的选择取决于应用的需求和设备的支持能力。

为避免信号冲突，微处理器(MCU）必须只能驱动SDA和SCL在低电平，即开漏输出。设置为开漏模式主要是为了保护器件和防止干扰。

• 防止干扰：多个器件共享同一条数据线（SDA）和同一条时钟线（SCL），如果采用推挽输出模式，多个器件的输出将会叠加在数据线上，造成信号干扰，严重时会损坏器件或导致通信错误。而采用开漏输出模式，则各个器件的输出只有拉低数据线的部分，不会干扰彼此，从而提高了总线的可靠性和抗干扰能力。
• 防止短路：在开漏输出模式下，由于器件的输出只有拉低数据线的部分，如果两个或多个器件同时输出，也不会造成短路。而如果采用推挽输出模式，两个或多个器件同时输出时，可能会形成短路。比如主设备输出高电平，从设备输出低电平。

因设置为开漏模式，需要连接一个外部的上拉电阻（例如:10k)将信号提拉至高电平。故I2C总线中的SDA（数据线）和SCL（时钟线）通常都连接了上拉电阻，以确保逻辑高电平的稳定性。上拉电阻的阻值通常在2.2kΩ至10kΩ之间，具体取决于总线的电容负载和通信距离。

I2C总线的最大线缆长度和传输容量受到一定限制。在标准模式下，最大线缆长度大约在1米左右，而在快速模式下，最大线缆长度约为0.3米。此外，线缆上的总线容量也会对传输速率产生影响。

10.3 I2C数据传输

I2C协议使用总线抢占制进行数据传输。它只有两根通信线，因此它数据传输是基于时钟信号的。时钟由主设备产生，并控制数据的传输速率。数据由主设备发送并接收，但其交换是通过从设备的应答来实现的。
下面是IIC总线的几个重要的时序：
起始信号：SCL在高电平的状态下，SDA的电平由高转低，表示开始一次通信。

void IIC_Start(void)
{
    SDA_OUT();//设置SDA为输出模式
    SDA(1);
    SCL(1);
    delay_us(5);
    SDA(0);
    delay_us(5);
    SCL(0);
    delay_us(5);
}

停止信号：SCL在高电平的状态下，SDA的电平由低转高，表示结束这次通信。主设备在发送停止信号后不能再向从设备发送任何数据，除非再次发送起始信号。

void IIC_Stop(void)
{
    SDA_OUT();
    SCL(0);
    SDA(0);

    SCL(1);
    delay_us(5);
    SDA(1);
    delay_us(5);
}

数据传输：主设备和从设备进行数据的传输，可以是一个或多个字节的数据，发送和接收都是基于地址选择的。

//发送一个字节
void IIC_Send_Byte(unsigned char dat)
{
    int i = 0;
    SDA_OUT();
    SCL(0);
    for( i = 0; i < 8; i++ )
    {
        SDA( (dat & 0x80) >> 7 );
        delay_us(1);
        SCL(1);
        delay_us(5);
        SCL(0);
        delay_us(5);
        dat<<=1;
    }
}

//接收一个字节
unsigned char IIC_Read_Byte(void)
{
    unsigned char i,receive=0;
    SDA_IN();//SDA设置为输入
    for(i=0;i<8;i++ )
    {
        SCL(0);
        delay_us(5);
        SCL(1);
        delay_us(5);
        receive<<=1;
        if( SDA_GET() == 1 )
        {
            receive |= 1;
        }
    }
    SCL(0);
    return receive;
}

I2C还提供了一种称为“ACK/NACK”（应答/非应答）的确认机制。如果一个设备接收到数据，它将通过在SDA线上拉低电平来发送一个应答信号以通知发送方数据已被接收。相反，如果数据被损坏或未接收，接收设备将发送非应答信号。（在SDA上保持高电平）。

 void IIC_Send_Ack(void)
{
SDA_OUT();
SCL(0);
SDA(1);
SDA(0);
SCL(1);
delay_us(5);
SCL(0);
SDA(1);
}

void IIC_Send_Nack(void)
{
    SDA_OUT();
    SCL(0);
    SDA(0);
    SDA(1);
    SCL(1);
    delay_us(5);
    SCL(0);
    SDA(0);
}

在IIC总线中，时钟线由主设备控制，每个数据位在时钟边沿更新，传输的最高速率取决于总线上最慢的设备。一般来讲，IIC总线的通信速率比较慢，通常在几百kbps的范围内。如果需要更高的传输速率，可以采用其他通信协议，如SPI协议、CAN协议等。

10.4 I2C通信流程

I2C通信流程按照以下步骤进行：

• 主控向总线发送开始信号。
• 主控将要通信的设备地址和读写位（R/W）发送到总线上。
• 设备接收到地址后发送应答信号，主控接收到应答信号后发送数据或继续发送地址。
• 设备接收到数据后发送应答信号，主控接收到应答信号后可以继续发送数据或者停止通信。
• 主控向总线发送停止信号。

10.5 IIC基本参数

• 速率：I2C总线有标准模式（100 kbit/s）和快速模式（400 kbit/s）两种传输模式，还有更快的扩展模式和高速模式可供选择。
• 器件地址：每个设备都有唯一的7位或10位地址，可以通过地址选择来确定与谁进行通信。
• 总线状态：I2C总线有五种状态，分别是空闲状态、起始信号、结束信号、响应信号、数据传输。
• 数据格式：I2C总线有两种数据格式，标准格式和快速格式。标准格式是8位数据字节加上1位ack/nack（应答/非应答）位，快速格式允许两个字节同时传输。
  由于SCL和SDA线是双向的，它们也可能会由于外部原因（比如线路中的电容等）出现电平误差，而从而导致通信出错。因此，在IIC总线中，通常使用上拉电阻来保证信号线在空闲状态下的电平为高电平。

10.6 软件I2C与硬件I2C

I2C协议可以通过软件实现或者硬件实现。这两种方式的区别在于实现的方法和所需的硬件资源。

10.6.1 软件I2C

软件I2C是指通过在程序中编写代码来实现I2C通信协议。它利用通用输入输出（GPIO）引脚来模拟I2C的数据线（SDA）和时钟线（SCL），通过软件控制引脚的电平变化来传输数据和生成时序信号。与硬件I2C相比，软件I2C的优势在于不需要特定的硬件支持，可以在任何支持GPIO功能的微控制器上实现。它利用了微控制器的通用IO引脚来实现I2C通信协议。
软件I2C的实现通过编程方式来模拟I2C的主机和从机设备。通过逐位地读取和写入GPIO引脚的状态，并根据I2C协议的时序要求进行相应的操作，实现数据的传输和通信。软件I2C的灵活性较高，可以根据应用需求进行定制和扩展。它可以处理多个从机设备，并支持多主机环境。因此，软件I2C广泛应用于资源受限的MCU系统，特别是那些需要与多个外部设备进行通信的应用。
尽管软件I2C的性能相对于硬件I2C较低，但在一些低速通信和简单通信需求的场景下，软件I2C是一种经济实用的解决方案。

10.6.2 硬件I2C

硬件I2C是指通过专门的硬件模块来处理I2C通信协议。大多数现代微控制器和一些外部设备已经集成了硬件I2C模块，这些硬件模块负责处理I2C通信的细节，包括生成正确的时序信号、自动处理信号冲突、数据传输和错误检测等。可以直接使用硬件引脚连接，无需编写时序的代码。
使用硬件I2C通常相对简单，开发者无需编写复杂的代码来处理通信协议的细节。硬件模块可以直接与外部设备连接，通过专用的引脚进行数据和时钟传输，从而实现高效且可靠的通信。 在选择软件I2C还是硬件I2C时，需要考虑应用需求和硬件资源。软件I2C适用于资源受限的系统，可以在任何支持GPIO的微控制器上实现，但相对性能较低。硬件I2C通常性能更好，但需要硬件支持，并且可能占据一些特定的引脚资源。

10.6.3 IIC优缺点

10.6.3.1 优点

双向传输：I2C总线支持双向传输，可以通过SDA线同时传输主设备和从设备之间的数据，节约了总线的资源。
系统集成：I2C总线可以快速集成到芯片中，减少系统实现的逻辑复杂性，提高了设计效率。
多设备共享：I2C总线可以通过地址传输实现多个设备与主控器的通信，使得多个设备可以共享总线，并直接交互。
高可靠性：I2C总线使用逻辑层次的代替电气信号来表示数据传输，具有更高的传输可靠性。

10.6.3.2 缺点

带宽不高：I2C总线的传输速度限制在400 kbps，相比较于SPI总线和CAN总线，带宽相对较低。
时序要求严格：I2C总线传输数据需要严格遵循时序要求，特别是在高速传输过程，时序容易受到干扰，造成通信失败。
最长电缆长度有限：虽然I2C总线可以通过中继器扩展总线长度，但是由于信号线受到干扰，信号衰减和时序要求等问题，电缆最长长度一般限制在1~2米之间。
总之，I2C总线具有双向传输、系统集成、多设备共享等优点，但传输速度相对较低，时序要求严格且最长电缆长度有限等缺点。

10.7 ESP32S3的I2C介绍

ESP32S3有两个硬件I2C控制器（也称为端口），负责处理两条I2C总线上的通信。每个I2C控制器都可以作为主机或从机运行。ESP32的I2C接口可以配置为主模式或从模式，可以通过简单的API来控制I2C总线上的设备。

10.8 I2C的应用

我们可以查看下IIC相关的函数，对IIC应用有个基本的了解。

/*
      使用IIC通信顺序分为 3 个部分【起始部分】【时序部分】【结束部分】


     【起始部分】相关函数：
                      void IIC_GPIO_Init(void);

     【时序部分】相关函数：
                     i2c_cmd_handle_t i2c_cmd_link_create(void);
                     esp_err_t i2c_master_start(i2c_cmd_handle_t cmd_handle);
                     esp_err_t i2c_master_stop(i2c_cmd_handle_t cmd_handle);
                     esp_err_t i2c_master_write_byte(i2c_cmd_handle_t cmd_handle, uint8_t data, bool ack_en);
                     esp_err_t i2c_master_read_byte(i2c_cmd_handle_t cmd_handle, uint8_t *data, i2c_ack_type_t ack);


     【结束部分】相关函数：
                    esp_err_t i2c_master_cmd_begin(i2c_port_t i2c_num, i2c_cmd_handle_t cmd_handle, TickType_t ticks_to_wait);
                    void i2c_cmd_link_delete(i2c_cmd_handle_t cmd_handle);

*/

10.8.1 初始化 I2C 接口

#define GPIO_SCL          7              // IIC 时钟引脚
#define GPIO_SDA          8              // IIC 数据引脚
#define IIC_NUM           I2C_NUM_1      // IIC 硬件1

#define ACK_CHECK_EN      0x1            /*!< I2C 主机将【理会】  应答*/
#define ACK_CHECK_DIS     0x0            /*!< I2C 主机将【不理会】应答 */

#define I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE   0   /*!< I2C 主机不需要发送缓存区 */
#define I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE   0   /*!< I2C 主机不需要接收缓存区 */

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：IIC_GPIO_Init
 * 函 数 说 明：对IIC初始化
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void IIC_GPIO_Init()
{
    i2c_config_t conf = {
        .mode = I2C_MODE_MASTER,              // 设定为主机
        .sda_io_num = GPIO_SDA,               // SDA引脚设定
        .sda_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,  // 启动SDA引脚上拉电阻
        .scl_io_num = GPIO_SCL,               // SCL引脚设定
        .scl_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,  // 启动SCL引脚上拉电阻
        .master.clk_speed = 100000,           // 使用 100KHz 时钟频率
        // .clk_flags = 0,          /* 可选项，这个选项是用来选择时钟源 */
    };
    esp_err_t err = i2c_param_config(IIC_NUM, &conf);  // 将conf结构体的设定配置到 IIC_NUM
}

这部分代码定义了一个 i2c_config_t 类型的结构体 conf，并对其成员赋值。结构体成员解析如下：

• conf.mode：I2C 工作模式。这里设置为 I2C_MODE_MASTER，表示主设备模式。还有其他选项 I2C_MODE_SLAVE 表示从设备模式。
• conf.sda_io_num：SDA 引脚编号。
• conf.sda_pullup_en：SDA 引脚是否启用内部上拉电阻。这里设置为 GPIO_PULLUP_ENABLE，启用内部上拉，避免悬空。
• conf.scl_io_num：SCL 引脚编号。
• conf.scl_pullup_en：SCL 引脚是否启用内部上拉电阻。这里设置为 GPIO_PULLUP_ENABLE，启用内部上拉，避免悬空。
• conf.master.clk_speed：以主设备模式工作时，I2C 的时钟速度。这里设置为 100000，即 100kHz，是 I2C 的常用速度。

10.8.2 安装 I2C 驱动

esp_err_t i2c_driver_install(i2c_port_t i2c_num, i2c_mode_t mode, size_t rx_buf_len, size_t tx_buf_len, int intr_flags)

调用 i2c_driver_install() 函数，为指定的 I2C 端口号安装 I2C 驱动程序。参数解析如下：

• i2c_num: I2C 总线端口号，类型为 i2c_port_t。可选参数有I2C_NUM_0、I2C_NUM_1；
• mode: I2C 工作模式，包括 I2C_MODE_MASTER（主模式）、I2C_MODE_SLAVE（从模式）和 I2C_MODE_MASTER_SLAVE（主从模式），类型为 i2c_mode_t。
• rx_buf_len: I2C 接收缓冲区长度，单位为字节，只有在从模式才用到，缓存大小必须大于 0，此处使用一个常量 I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE 表示禁用接收缓冲区。
• tx_buf_len: I2C 发送缓冲区长度，单位为字节，只有在从模式才用到，缓存大小必须大于 0，此处使用一个常量 I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE 表示禁用发送缓冲区。
• intr_flags: I2C 驱动中断标志，用于控制是否支持 I2C 中断处理程序。此处使用一个常量 0 表示不使用中断。 在调用该函数后，I2C 驱动程序会启动，从而可以读取或写入数据到 I2C 总线上的设备。示例：

//注册I2C服务即使能
i2c_driver_install(IIC_NUM, conf.mode, I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE, I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE, 0);

10.8.3 I2C 的读写操作

在进行 I2C 读写操作之前，必须创建一个 i2c_cmd_handle_t 参数，然后根据你的需要添加一系列的命令。例如，以下代码首先创建了一个 cmd 参数，然后添加了开始命令，写命令，停止命令。最后通过 i2c_master_cmd_begin 函数来执行这一系列的命令，读操作与之类似。

unsigned char dat;

i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create(); // 创建并初始化一个IIC命令列表，并返回一个命令列表句柄。
i2c_master_start(cmd); // 起始信号
i2c_master_write_byte(cmd, 0xD0, ACK_CHECK_EN); // 写入一个字节
i2c_master_write_byte(cmd, 0x00, ACK_CHECK_EN); // 写入一个字节

i2c_master_start(cmd); // 起始信号
i2c_master_write_byte(cmd, 0xD1, ACK_CHECK_EN); // 写入一个字节

i2c_master_read_byte(cmd, &dat, ACK_CHECK_EN); // 读取一个字节并返回读取的字节。

i2c_master_stop(cmd); // 停止信号
esp_err_t ret = i2c_master_cmd_begin(IIC_NUM, cmd, 1000 / portTICK_PERIOD_MS); //在主机模式下，发送在I2C命令列表上所有排队命令。
i2c_cmd_link_delete(cmd); // 释放IIC命令列表

下面将逐个介绍这些函数的作用和参数。

1. i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create(); 此函数用于创建一个新的 I2C 命令链，并返回其句柄。在发送或接收 I2C 数据时，需要先建立一个命令链，然后添加相应的命令。
2. i2c_master_start(cmd); 向 I2C 命令链中添加开始信号。函数参数如下：

• cmd：要添加的I2C 命令链句柄。

3. i2c_master_write_byte(cmd, (DEVICE_ADDR << 1) | WRITE_BIT, ACK_CHECK_EN); 向 I²C 命令链中添加一个字节的写操作。函数参数如下：

• cmd：要添加的I2C 命令链句柄。
• (DEVICE_ADDR << 1) | WRITE_BIT：需要写入的字节，这里写入设备地址（左移 1 位）并添加写标识位。
• ACK_CHECK_EN：表示是否检查从设备的应答（ACK）。这里使用 ACK_CHECK_EN，表示需要应答。

4. i2c_master_stop(cmd); 向 I²C 命令链中添加停止信号。函数参数如下：

• cmd：要添加的I2C 命令链句柄。

5. ret = i2c_master_cmd_begin(I2C_MASTER_NUM, cmd, 1000 / portTICK_RATE_MS); 执行之前添加到 I2C 命令链中的操作。函数参数如下：

• I2C_MASTER_NUM：需要操作的 I2C 端口号。
• cmd：要添加的I2C 命令链句柄。
• 1000 / portTICK_RATE_MS：超时时间，单位为操作系统 tick。这里用 1000 / portTICK_RATE_MS 表示超时时间为 1000 ms，即 1 秒。

6. i2c_cmd_link_delete(cmd); 删除 I2C 命令链。在执行完命令链后，需要调用此函数释放资源。函数参数如下：

• cmd：要删除的I2C 命令链句柄。

实际上 I2C 通信过程中还有其他函数和参数可以使用。例如在读取数据时，可以使用i2c_master_read_byte() 和 i2c_master_read() 函数。这些函数允许你分别读取一个字节或一定长度的数据。此外，你还可以使用i2c_master_write() 函数一次性写入多个字节的数据。 此外，请注意在上面的例子中，DEVICE_ADDR、WRITE_BIT 和 ACK_CHECK_EN 是未定义的常量。

10.9 I2C验证

使用 测试
在文件bsp_ds1307.c中，编写如下代码。

/*
 * 立创开发板软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源
 * 开发板官网：www.lckfb.com
 * 技术支持常驻论坛，任何技术问题欢迎随时交流学习
 * 立创论坛：club.szlcsc.com
 * 关注bilibili账号：【立创开发板】，掌握我们的最新动态！
 * 不靠卖板赚钱，以培养中国工程师为己任
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-01-12     LCKFB-lp    first version
 */

#include "bsp_ds1307.h"
#include "stdio.h"
#include "sys/unistd.h"

//时间数据结构体
_time_struct_ RTC_Time = {0};

static void delay_ms(unsigned int ms)
{
    vTaskDelay(ms / portTICK_PERIOD_MS);
}
static void delay_us(unsigned int us)
{
    ets_delay_us(us);
}
static void delay_1ms(unsigned int ms)
{
    vTaskDelay(ms / portTICK_PERIOD_MS);
}
static void delay_1us(unsigned int us)
{
    ets_delay_us(us);

}

#define ACK_CHECK_EN          0x1      /*!< I2C 主机将【理会】  应答*/
#define ACK_CHECK_DIS         0x0      /*!< I2C 主机将【不理会】应答 */

#define I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE   0   /*!< I2C 主机不需要发送缓存区 */
#define I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE   0   /*!< I2C 主机不需要接收缓存区 */
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：DS1307_GPIO_Init
 * 函 数 说 明：对IIC引脚初始化
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void DS1307_GPIO_Init(void)
{
    int i2c_master_port = I2C_NUM_1;//I2C_NUMBER(CONFIG_I2C_SLAVE_PORT_NUM);
    i2c_config_t conf = {
        .mode = I2C_MODE_MASTER,
        .sda_io_num = GPIO_SDA,
        .sda_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,
        .scl_io_num = GPIO_SCL,
        .scl_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,
        .master.clk_speed = 100000,
        // .clk_flags = 0,          /*!< Optional, you can use I2C_SCLK_SRC_FLAG_* flags to choose i2c source clock here. */
    };
    esp_err_t err = i2c_param_config(i2c_master_port, &conf);

    //注册I2C服务即使能
    i2c_driver_install(I2C_NUM_1, conf.mode, I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE, I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE, 0);
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Write1307
 * 函 数 说 明：向DS1307的add地址写入dat数据
 * 函 数 形 参：add写入寄存器地址    dat写入数据
 * 函 数 返 回：0写入成功    1写入器件地址无应答      2写入寄存器地址无应答
 * 作       者：LC
 * 备       注：器件地址=0xD0
******************************************************************/
unsigned char Write1307(unsigned char add,unsigned char dat)
{
    unsigned char temp;

    /* 10进制转BCD码 */
    temp=dat/10;
    temp<<=4;
    temp=dat%10+temp;

    i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create();
    int err=0;
    i2c_master_start(cmd);

    err = i2c_master_write_byte(cmd, 0xD0, ACK_CHECK_EN);

    i2c_master_write_byte(cmd, add, ACK_CHECK_EN);

    i2c_master_write_byte(cmd, temp, ACK_CHECK_EN);

    i2c_master_stop(cmd);
    i2c_master_cmd_begin(I2C_NUM_1, cmd, 1000 / portTICK_PERIOD_MS);
    i2c_cmd_link_delete(cmd);

    return (0);
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Read1307
 * 函 数 说 明：读取DS1307的时间数据
 * 函 数 形 参：add读取的寄存器地址
 * 函 数 返 回：255-读取失败  其他-读取成功
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
unsigned char Read1307(unsigned char add)
{
    int i =0;
    unsigned char temp;
    unsigned char dat;

    i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create();
    i2c_master_start(cmd);
    i2c_master_write_byte(cmd, 0xD0, ACK_CHECK_EN);
    i2c_master_write_byte(cmd, add, ACK_CHECK_EN);

    i2c_master_start(cmd);
    i2c_master_write_byte(cmd, 0xD1, ACK_CHECK_EN);

    i2c_master_read_byte(cmd, &dat, ACK_CHECK_EN);

    i2c_master_stop(cmd);
    esp_err_t ret = i2c_master_cmd_begin(I2C_NUM_1, cmd, 1000 / portTICK_PERIOD_MS);
    i2c_cmd_link_delete(cmd);

    /* BCD码转19进制 */
    temp=dat/16;
    dat=dat%16;
    dat=dat+temp*10;

    return(dat);
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：get_RTC_time
 * 函 数 说 明：获取DS1307的时间
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void Get_RTC_Time(void)
{
    RTC_Time.sec     = Read1307(0x00);
    RTC_Time.min     = Read1307(0x01);
    RTC_Time.hour    = Read1307(0x02);
    RTC_Time.week    = Read1307(0x03);
    RTC_Time.date    = Read1307(0x04);
    RTC_Time.month   = Read1307(0x05);
    RTC_Time.year    = Read1307(0x06);
}
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：set_RTC_time
 * 函 数 说 明：设置RTC时间
 * 函 数 形 参：year=年份      范围00-99(年数后两位)
 *              month=月份     范围01-12
 *              date=日期      范围01-31
 *              week=星期      范围01-07
 *              hour=小时      范围01-12 or 00-23
 *              min =分钟      范围00-59
 *              sec =秒数      范围00-59
 * 函 数 返 回：
 * 作       者：LC
 * 备       注：例如设置时间  2023-4-7 - 星期5 -13:57:00
 *              set_RTC_time(23, 4, 7, 5, 13，57, 0)
******************************************************************/
void Set_RTC_Time(uint8_t year,uint8_t month,uint8_t date,uint8_t week,uint8_t hour,uint8_t min,uint8_t sec)
{
    Write1307(0x00,sec);    //设置秒
    Write1307(0x01,min);    //设置分
    Write1307(0x02,hour);   //设置时
    Write1307(0x03,week);   //设置周
    Write1307(0x04,date);   //设置日
    Write1307(0x05,month);  //设置月
    Write1307(0x06,year);   //设置年
}

在文件bsp_ds1307.h中，编写如下代码。

/*
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 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-01-12     LCKFB-lp    first version
 */
#ifndef _BSP_DS1307_H_
#define _BSP_DS1307_H_

#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/queue.h"
#include <inttypes.h>
#include "sdkconfig.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "esp_log.h"
#include "rom/ets_sys.h"
#include "esp_system.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "driver/i2c.h"
#include "sdkconfig.h"

#define GPIO_SCL    7
#define GPIO_SDA    8

typedef struct _RTC_TIME_STRUCT_ {
    unsigned char sec;
    unsigned char min;
    unsigned char hour;
    unsigned char week;
    unsigned char date;
    unsigned char month;
    unsigned char year;
}_time_struct_;

extern _time_struct_ RTC_Time;

void DS1307_GPIO_Init(void);//引脚初始化
unsigned char Write1307(unsigned char add,unsigned char dat);//写入一个字节
unsigned char Read1307(unsigned char add);//读取一个字节
void Set_RTC_Time(uint8_t year,uint8_t month,uint8_t date,uint8_t week,uint8_t hour,uint8_t min,uint8_t sec);//设置初始时间
void Get_RTC_Time(void);//获取RTC时间

#endif

在main.c中，编写如下。

/*
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 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-01-12     LCKFB-lp    first version
 */
#include <stdio.h>
#include "bsp_ds1307.h"
#include "string.h"
#include "esp_private/esp_task_wdt.h"
#include "esp_private/esp_task_wdt_impl.h"

int app_main(void)
{
    DS1307_GPIO_Init();

    Set_RTC_Time(24, 1, 12, 5, 15, 36, 0);  //第一次上电设置时间才使用
    vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);  //延时1秒
    printf("RTC Demo Start....\r\n");

    while(1)
    {
        Get_RTC_Time();//获取时间
        printf("%d-%d-%d-星期%d\r\n", RTC_Time.year,RTC_Time.month,RTC_Time.date,RTC_Time.week);
        printf("%d:%d:%d\r\n",RTC_Time.hour,RTC_Time.min,RTC_Time.sec);

        vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
    }

}

上电现象：
开发板断开连接，再次连接之后发现时间不连续，说明在开发板断开连接的时候RTC还在计数。