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ESP8266——NTP网络校时与换算

Huskie

由于手里正好有几块480*96分辨率的大点阵LCD屏，就想着用ESP8266做一个可以显示日期时间以及天气等多种信息的桌面时钟，既然都使用了网络，不妨做一下网络对时，让这个时钟真正联网即可用，不用进入任何设置。

网络对时通常采用NTP协议，使用Arduino开发ESP8266时，只需要安装NTPClient库就可以进行对时，非常方便。

使用时先在程序开头引入头文件：

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#include <NTPClient.h>
#include <WiFiUdp.h>

然后创建实例：

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WiFiUDP ntpUDP;
NTPClient timeClient(ntpUDP, "ntp1.aliyun.com",3600*8, 60*1000);

注意在这个过程中，因为库自带的NTP服务器连接比较慢，这里使用了阿里的，另外由于国内时区为东八区，需要传入校准参数（+8小时*3600秒），后者为更新时间（单位ms），在更新时间内调用update则不触发NTP通信。

具体使用时，首先在setup函数调用：

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timeClient.begin();

然后只要在主循环中根据需要调用：

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timeClient.update();

就可以联网同步时间了，当然前提是你已经成功连接了互联网。这个函数返回1则代表同步成功，但此时你的代码还不能获取到时间值。

要获取同步过来的时间，库中提供了多种函数：

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timeClient.getEpochTime();  //获取Unix时间戳，NTP返回的原始数据，为1970年1月1日0：00到现在的秒数
timeClient.getDay();  //换算星期
timeClient.getHours();  //换算小时
timeClient.getMinutes();  //换算分钟
timeClient.getSeconds();  //换算秒
timeClient.getFormattedTime();  //输出"hh:mm:ss"格式的字符串形式时间

可以看到库中只提供了一些简单的换算，如果想要得到具体的年月日，则需要额外写一部分代码直接对返回的Unix时间戳进行换算。以下是经过试验成功的代码：

（感谢算法提供https://www.cnblogs.com/chorm590/p/10901265.html）

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unsigned char Leap_Year_Judge(unsigned short year) { //判断该年是不是闰年
    if ((year % 400) == 0) {
        return 1;
    }
    else if ((year % 100) == 0) {
        return 0;
    }
    else if ((year % 4) == 0) {
        return 1;
    }
    else {
        return 0;
    }
}

unsigned char last_day_of_mon(unsigned char month, unsigned short year) {  //判断每月天数并在闰年时给2月+1天
    const unsigned char day_per_mon[12] = { 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };  //每个月的天数
    if ((month == 0) || (month > 12)) {
        return day_per_mon[1] + Leap_Year_Judge(year);
    }

    if (month != 2) {
        return day_per_mon[month - 1];  //非2月直接返回对应月份天数
    }
    else {
        return day_per_mon[1] + Leap_Year_Judge(year);  //2月则判断该年是不是闰年
    }
}

void RTC_Sync(void) {  //计算时间数据并同步写入时钟芯片
    unsigned long Unix_Time;
    unsigned int year;
    unsigned char month, day, week, hour, min, sec;
    int year_tmp, month_tmp, day_tmp;
    unsigned char RTC_Buff[7];  //时钟芯片数据缓存

    Unix_Time = timeClient.getEpochTime();  //获取当前Unix时间戳

    int days = Unix_Time / 86400L;  //算出1970-1-1至今天数
    for (year_tmp = 1970; days > 0; year_tmp++) {  //从1970开始减每年天数同时年份+1
        day_tmp = (365 + Leap_Year_Judge(year_tmp)); //这一年有多少天
        if (days >= day_tmp) {//条件成立，则year_tmp即是这个时间戳值所代表的年数。days剩下的数即为今年过了多少天。
            days -= day_tmp;
        }
        else {
            break;
        }
    }
    year = year_tmp - 2000; //减去2000是因为时钟芯片仅接受2位数年份

    for (month_tmp = 1; month_tmp < 12; month_tmp++) { //计算今年过了几个月，方法同上
        day_tmp = last_day_of_mon(month_tmp, year);  //获取每个月的天数
        if (days >= day_tmp) {//条件成立，则month_tmp即是这个时间戳值所代表的月数。days剩下的数即为这个月过了多少天，即日。
            days -= day_tmp;
        }
        else {
            break;
        }
    }
    month = month_tmp;

    day = days + 1;

    week = ((Unix_Time / 86400L) + 4) % 7; //计算星期，0代表星期天

    hour = (Unix_Time % 86400L) / 3600;  //计算小时

    min = (Unix_Time % 3600) / 60;  //计算分钟

    Unix_Time = timeClient.getEpochTime();  //重新获取一次Unix时间戳以免上述处理过程耗时影响精度

    sec = Unix_Time % 60;  //计算秒

    RTC_Buff[0] = ((sec / 10) << 4) | sec % 10; //将以上数据换算成时钟芯片可以接受的格式写入缓存
    RTC_Buff[1] = ((min / 10) << 4) | min % 10;
    RTC_Buff[2] = ((hour / 10) << 4) | hour % 10;
    RTC_Buff[3] = 0x01 << week;
    RTC_Buff[4] = ((day / 10) << 4) | day % 10;
    RTC_Buff[5] = ((month / 10) << 4) | month % 10;
    RTC_Buff[6] = ((year / 10) << 4) | year % 10;
    Write_R8025(RTC_Buff); //将缓存写入时钟芯片，校时完成

}
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