Đồng hồ thời gian thực dùng ic rtc ds1307 và vi điều khiển 89s52 lê đức ân luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp

Luận văn, khóa luận tốt nghiệp, báo cáo là sản phẩm kiến thức, là công trình khoa học đầu tay của sinh viên, đúc kết những kiến thức của cả quá trình nghiên cứu và học tập một chuyên đề, chuyên ngành cụ thể. Tổng hợp các đồ án, khóa luận, tiểu luận, chuyên đề và luận văn tốt nghiệp đại học về các chuyên ngành: Kinh tế, Tài Chính Ngân Hàng, Công nghệ thông tin, Khoa học kỹ thuật, Khoa học xã hội, Y dược, Nông Lâm Ngữ... dành cho sinh viên tham khảo. Kho đề tài hay và mới lạ giúp sinh viên chuyên ngành định hướng và lựa chọn cho mình một đề tài phù hợp, thực hiện viết báo cáo luận văn và bảo vệ thành công đồ án của mình

Trang 1

ĐÔNG HỖ THỜI GIAN THỰC TRANG 1/20

LOI MO DAU

Với sự ra đời của các chip Vi Điều Khiếển đã làm cho công việc thiết kế các ứng

dụng số trở nên nhỏ gọn và mềm dẻo hơn Chúng có thể được ứng dụng trong nhiều sản phẩm khác nhau Trong đề tài thiết kế Đồng hồ thời gian thực em đã ứng

dụng các tính năng sẵn có của Vi Điều Khién cụ thê là 89S52 vào công việc thiết

kế phần mềm và phần cứng để giao tiếp với IC thời gian thực DS1307 Nhằm mục

đích là thiết kế một đồng hỗ chỉ thị thời gian hiện tại với độ chính xác cao Bài báo

cáo này trình bày các van dé:

Giới thiệu sơ lược giao tiếp I2C JC thời gian thực RTC DS1307

AT8§9S52: Sơ đồ khối và sơ đồ chân

Thuật toán giao tiếp I2C giữa DS1307 và 89S52 Sơ đồ khối tông quát

Thiết kế phần cứng Thiết kế phần mềm Kết Quả

Lời cảm tạ

Trang 2

1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC GIAO TIẾP I2C

Giao thức ưu tiên truyền thông nối tiếp được phát triển bởi Philips Semiconductor và được gọi là bus I2C Vì nguồn gốc nó được thiết kế là để điêu khiển liên thông IC (Inter-Intergrated Circuit) nên nó được đặt tên là I2C Tất cả các chip có tích hợp và tương thích với I2C đều có thêm một giao diện tích hợp trên Chip để truyền thông trực tiếp với các thiết bị tương thích I2C khác Việc truyền đữ liệu nối tiếp theo hai hướng 8 bit được thực thi theo 3 chế độ sau:

Chuẩn (Standard)—100 Kbits/sec Nhanh (Fast)—400 Kbits/sec

Tốc độ cao (High speeđ)—3.4 Mbits/sec

Đường bus thực hiện truyền thông nối tiếp I2C gồm hai đường là đường

truyền dữ liệu nối tiếp SDA và đường truyền nhịp xung đồng hồ nối tiếp SCL Vi

cơ chế hoạt động là đồng bộ nên nó cân có một nhịp xung tín hiệu đồng bộ Các

thiết bị hỗ trợ I2C đều có một địa chỉ định nghĩa trước, trong đó một số bit địa chỉ là thấp có thê cầu hình Đơn vị hoặc thiết bị khởi tạo quá trình truyền thông là đơn

vị Chủ và cũng là đơn vị tạo xung nhịp đồng bộ, điều khiển cho phép kết thúc quá trình truyền Nếu đơn vị Chủ muốn truyền thông với đơn vị khác nó sẽ gửi kèm

thông tin địa chỉ của đơn vị mà nó mn truyền trong đữ liệu truyền Đơn vị Tớ

đều được gán và đánh địa chỉ thông qua đó đơn vị Chủ có thể thiết lập truyền

thông và trao đổi đữ liệu Bus đữ liệu được thiết kế để cho phép thực hiện nhiều

đơn vị Chủ và Tớ ở trên cùng Bus

Q trình truyền thơng I2C được bắt đầu bằng tín hiệu start tạo ra bởi đơn vị Chủ Sau đó đơn vị Chủ sẽ truyền đi dữ liệu 7 bit chứa địa chỉ của đơn vị Tớ mà nó muốn truyền thông, theo thứ tự là các bit có trọng số lớn nhất MSB sẽ được

truyền trước Bit thứ tám tiếp theo sẽ chứa thông tin để xác định đơn vị Tớ sẽ thực

hiện vai trò nhận (0) hay gửi (1) đữ liệu Tiếp theo sẽ là một bit ACK xác nhận bởi đơn vị nhận đã nhận được 1 byte trước đó hay khơng Đơn vị truyền (gửi) sẽ truyền đi 1 byte dữ liệu bắt đầu bởi MSB Tại điểm cuôi của byte truyền, đơn vị

nhận sẽ tạo ra một bit xác nhận ACK mới Khuôn mẫu 9 bit này (gồm 8 bit đữ liệu

và 1 bit xác nhận) sẽ được lặp lại nếu cần truyền tiếp byte nữa Khi đơn vị Chủ đã trao đổi xong dữ liệu cần nó sẽ quan sát bit xác nhận ACK cuối cùng rồi sau đó sẽ tạo ra một tín hiệu đừng STOP để kết thúc quá trình truyền thơng

I2C là một giao diện truyền thông đặc biệt thích hợp cho các ứng

dụng truyền thông giữa các đơn vị trên cùng một bo mạch với khoảng cách ngăn

và tốc độ thấp Ví dụ như truyền thơng giữa CPU với các khối chức năng trên

Trang 3

2 IC THỜI GIAN THỰC RTC (REAL TIME CLOCK) DS1307

DS1307 là chip đồng hồ thời gian thực (RTC : Real-time clock), khái niệm thời gian thực ở đây được dùng với ý nghĩa thời gian tuyệt đối mà con người đang sử

dụng, tình bằng giây, phút, giờ DSI307 là một sản phẩm của Dallas

Semiconductor (một công ty thuộc Maxim Integrated Products) Chip nay c6 7 thanh ghi 8-bit chứa thời gian là: giây, phút, giờ, thứ (trong tuần), ngày, tháng, năm Ngoài ra DS1307 cịn có 1 thanh ghi điều khiển ngõ ra phụ và 56 thanh ghi trống có thể dùng như RAM DS1307 xuất hiện ở 2 gói SOIC và DIP có 8 chân như trong hình 1

x1! ~ 8) Vee X1 Gy}! 8§ ImVcc

X2L|2 71SQW/OUT X2 mịl2 7 [mSQW/OUT

Var[L]3 6[SCL Vaar[TI|3 6 (Scr

GND CI 4 5 [SDA GND m4 5 [SDA

DS1307 8-Pin DIP (300-mil) —_DS1307 8-Pin SOIC (150-mil) Hình 1 Hai gói cấu tạo chip DS1307

Các chân của DS1307 được mô tả như sau:

e_ XI và X2: là 2 ngõ kết nối với 1 thạch anh 32.768KHz làm nguồn tạo dao động cho chịp

e VBAT: cực dương của một nguồn pin 3V nuôi chip e GND: chan mass chung cho cả pin 3V va Vcc

e Vcc: nguén cho giao diện 2C, thường là 5V và dùng chung với vĩ điều khiến Chú ý là nêu Vcc không được cập nguồn nhưng VBAT được cấp thì

DS1307 vẫn đang hoạt động (nhưng không ghi và đọc được)

¢ SQW/OUT: mét ngo phu tao xung vudng (Square Wave / Output Driver), tần số của xung được tạo có thể được lập trình Như vậy chân này hầu như không liên quan đến chức năng của DS1307 la đồng hồ thời gian thực, chúng ta sẽ bỏ trông chân này khi nôi mạch

Trang 4

10k x

55 6, 1 Hình 2 Mạch ứng dụng

p65 4 — Sel spa vEAT EL đơn giản của DS130

2] 7 2 t Baten | —=x X3 SQW/OUT 32.768kHz CL] — GND « DS1I307 GND Zs 3 ip

Cấu tạo bên trong DS1307 bao gồm một số thành phần như mạch nguồn, mạch

dao động, mạch điều khiển logic, mạch giao diện I2C, con trỏ địa chỉ và các thanh ghi (hay RAM) Sử dụng DS1307 chủ yêu là ghi và đọc các thanh ghi của chip này Vì thế có 2 vấn đề cơ bản đó là cấu trúc các thanh ghi và cách truy xuất các thanh ghi này thông qua giao diện I2C

Như đã trình bày, bộ nhớ DS1307 có tất cả 64 thanh ghi §-bit được đánh địa chỉ từ 0 đến 63 (từ 00H đến 3FH theo hệ HexaDecimal) Tuy nhiên, thực chất chỉ có 8 thanh ghi đầu là đùng cho chức năng “đồng hồ” (RTC) còn lại 56 thanh ghi bỏ trống có thể được dùng chứa biến tạm như RAM nêu muốn Bảy thanh ghi đầu tiên chứa thông tin về thời gian của đồng hồ bao gồm: giây (SECONDS), phút (MINUETS), gis (HOURS), thtr (DAY), ngay (DATE), thang (MONTH) va nam (YEAR) Việc ghi giá trị vào 7 thanh ghi này tương đương với việc “cài đặt” thời gian khởi động cho RTC Việc đọc giá trị từ 7 thanh ghi là đọc thời gian thực mà

chip tạo ra Ví dụ, lúc khởi động chương trình, chúng ta ghi vào thanh ghi “giây” giá trị 42, sau đó 12s chúng ta đọc thanh ghi này, chúng ta thu được giá trị 54

Thanh ghi thứ 8 (CONTROL) là thanh ghi điều khiển xung ngõ ra SQW/OUT (chân 6) Tuy nhiên, do chúng ta không dùng chân SQW/OUT nên có thể bỏ qua thanh ghi thứ 8 Tổ chức bộ nhớ của DS1307 được trình bày trong hình 3

Vì 7 thanh ghi đầu tiên là quan trọng nhất trong hoạt động của DS1307, chúng

ta sẽ khảo sát các thanh ghi này một cách chi tiệt Trước hêt hãy quan sát tô chức

Trang 5

ĐÔNG HỒ THỜI GIAN THỰC TRANG 5/20

00H SECONDS MINUTES HOURS DẠY DATE MONTH YEAR „

đãi CONTROL Hình 3 Tơ chức bộ nhớ của DS1307

08H RAM 56x8 3FH |mm| | | AM | 8 | 00H | CH 10 SECONDS SECONDS 00-59 0 10 MINUTES MINUTES 00-59 12 10 HR 01-12 9 24 | ap | 1OHR HOURS 00-23 0 Q 9 ọ ọ DAY 1-7 ean 0 0 10 DATE DATE ps eo 0 0 0 MONTH 40 MONTH 01-12 10 YEAR YEAR 00-99

07H | OUT 0 0 l|sQwE| 0 0 RS1 | RSO Hình 4 Tổ chức các thanh ghi thời gian

Thanh ghi giây (SECONDS): thanh ghi này là thanh ghi đầu tiên trong bộ nhớ của DS1307, địa chỉ của nó là 0x00 Bốn bit thấp của thanh ghi này chứa mã BCD 4-bit của chữ số hàng đơn vị của giá trị giây Do giá trị cao nhất của chữ số hàng chục là 5 (khơng có giây 60) nên chỉ cần 3 bit (các bit SECONDS 6:4) là có thể mã hóa được (số 5 =101, 3 bit) Bit cao nhất, bit 7, trong thanh ghi này là 1 điều khiển có tên CH (Clock halt — treo đồng hô), nếu bit này được set bằng 1 bộ dao động trong chip bị vô hiệu hóa, đồng hồ khơng hoạt động Vì vậy, nhất thiết phải reset bit này xuống 0 ngay từ đầu

Thanh ghi phút (MINUTES): có địa chỉ 01H, chứa giá trị phút của đồng hồ Tương tự thanh ghi SECONDS, chỉ có 7 bit của thanh ghi này được dùng lưu mã BCD của phút, bit 7 luôn luôn bằng 0

Trang 6

thị giờ (gọi là mode) là 12h (1h đến 12h) và 24h (1h đến 24h) giờ, bit6 (hình 4) xác lập hệ thống giờ Nếu bit6=0 thì hệ thống 24h được chọn, khi đó 2 bit cao 5 và 4 dùng mã hóa chữ số hàng chục của giá trị giờ Do giá trị lớn nhất của chữ số hàng chục trong trường hợp này là 2 (=10, nhị phân) nên 2 bit 5 và 4 là đủ để mã hóa Nếu bit6=1 thì hệ thông 12h được chọn, với trường hợp này chỉ có bit 4 dùng mã hóa chữ số hàng chục của giờ, bit 5 (màu orange trong hình 4) chỉ buổi trong

ngày, AM hoặc PM Bit5 =0 là AM và bit5=I là PM Bit 7 luôn bằng 0

Thanh ghi thứ (DAY — ngày trong tuần): nằm ở địa chỉ 03H Thanh ghi DAY chi mang giá trị từ 1 đến 7 tương ứng từ Chủ nhật đến thứ 7 trong 1 tuần Vì thế, chỉ có 3 bit thấp trong thanh ghi này có nghĩa

Các thanh ghi cịn lại có cấu trúc tương tự, DATE chứa ngày trong tháng (1 đến

31), MONTH chứa tháng (1 đến 12) vàYEAR chứa năm (00 đến 99) Chú ý,

DS1307 chỉ dùng cho 100 năm, nên giá trị năm chỉ có 2 chữ số, phần đầu của năm

do người dùng tự thêm vào (ví dụ 20xx)

Ngoài các thanh ghi trong bộ nhớ, DS1307 cịn có một thanh ghi khác nằm riêng gọi là con trỏ địa chỉ hay thanh ghi địa chỉ (Address Register) Giá trị của thanh ghi này là địa chỉ của thanh ghi trong bộ nhớ mà người dùng muốn truy cập

„[1H„ OSCILLATOR AND OWVIDER RTC SQUARE WAVE ¬ CONTROL ay

oe Hinh 6 Cau trac DS1307

—

ve —] SRB —

mua = =

3 AT89S52: SO DO KHOI VA SO DO CHAN

3.1 Giới thiệu sơ lược

Vi điều khiến 8051 được Intel cho ra đời vào năm 1980 thuộc vi điều khiển

đầu tiên của họ MCS-51 Hiện tại rất nhiều nhà sản xuất như Siemens, Advanced

Micro Devices, Fusisu và Philips tập trung phát triển các sản phẩm trên cơ sở

8051.Atmel là hãng đã cho ra đời các chip 89C51, 52, 55 và sau đó cải tiến thêm,

hãng cho ra đời 89851, 89S52, 89S8252

Cấu hình 89552:

Trang 7

ĐƠNG HỒ THỜI GIAN THỰC

+ Dao động bên ngoài với thạch anh <24MHz Thông thường, VĐK 89S52 chạy

với thạch anh 12MHz

+ 256 Byte Ram nội + 4 Port xuât nhập

+ 3 Timer/ Counter 16 bit Timer 0,1,2 Timer 2 có các chức năng Capture/Compare

+ 8 nguôn ngắt

+ Nạp chương trình song song hoặc nạp nối tiếp qua đường SPI

TRANG 7/20 3.2 Sơ đồ khôi INTL É INTO —DEX_ SERIAL PORT TEMERO Ỷ TEMERI ROM TIMER2 |4‡ OKB-8031/32 i eeyey 4KB-3051/3951 TIMER] |g

INTERRUPT OTHER 128 byte ee

CONTROL REGISTER RAM ~ TIMERO |¢

CPU

† CONTROL BUS LO PORT SERIAL PORT

osc x x EA\ lL» ALE\ OH | RST » PSEN\ y F — TXD RXD I XTALy

cải tiến thêm Các phiên bản về Sau càng có nhiều khối tính năng đặc biệt hơn

Hình7: Sơ đồ khối họ 8051

Về cơ bản thì các chip nêu trên giống nhau, chỉ có một số tính năng được Chúng ta xem bảng so sánh một số loại phô biến như dưới đây

Trang 8

ĐÔNG HỒ THỜI GIAN THỰC TRANG 8/20

Table 1 Atmel's Flash Microcontrollers

Device Name Program Data Memory 16-bit Timers Technology Memory Bytes

AT89C1051 1K Flash 64 RAM 1 CMOS

AT89C52 8k Flash 256 RAM 3 CMOS

AT89S8252 8k Flash 256 RAM 3 CMOS

2K EEPROM

AT89S53 12K Flash 256 RAM 3 CMOS

Hình 8: Bảng so sánh cấu hình một số loại VĐK họ 8051 3.3 Sơ đồ chân 89S52 PDIP (T2) P1.0 LÏ (T2 EX) P1.1 L P1.2L P1.30 (SS) P1.4E (RAOS!) P+1.SL (MISO) P1.6E (SCK) P1.7 RsT (RXD) P3.0 4 (TXD) P3 1 L] (NTD) F3.2 L (NT?) P3.30 (70) P3.40 71) P3.s0 (WR) Ps.6O (RD) P37 XTAL2 xXTALTO GND (0A! ØfA(nkhb@N + `—_ 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 ao 2s 28 27 26 25 24 23 22 21 L1VCC [3 P0.0 (ADO) L1 PO 1 (AD1) [J PO.2 (AD2) L1Eo 3 (AD3) PI Po.4 (AD4) [3] PO.5 (ADS) E2 Po.6 (ADS) L1 P0.7 (AD7) 4 EA VPP L]Ì ALE/PEOG HPESEN LIP2.7 (A15) LIP26 (A14) TIP2S (A13) TIP2 4 (A12) HP23 (A11) LÌP2 2 (A10) [3 P2.1 (Ag) I P2.0 (AB) Hinh 9:

Trang 9

ĐÔNG HỖ THỜI GIAN THỰC

3.4 Chức năng các chân 89S52

TRANG 9/20

e Riêng P0,P2 cịn có chức năng kết nối bộ nhớ mở rong, sé

được khảo sát trong phần mở rộng bộ nhớ

e PI: Chân T2 và T2EX dùng cho timer/ counter 2 Hai chức năng này sẽ khảo sát trong phần Timer Chân SS\, MOSI,

MISO, SCK truyền dữ liệu theo chuẫn SPI đồng thời có chức

năng kết nối với mạch nạp chương trình Xem hình 10:

XIALt tt | 1 7 TẾ HH 3i oO 1 t 2z a se me

MACH NAP 89SXX, AVR

se | Decumert Nariver

stom) ` <Đoe»

Snider Seed 200 Het i sĩ

Hình 10:Sơ đồ kết nối mach nap qua đường SPI

e P3: Tích hợp các chức năng đặc biệt Xem bang:

Bit Tén Chire nang

P3.0 RXT Ngõ vào dữ liệu nôi tiếp

P3.1 TXD Ngõ xuất dữ liệu nỗi tiếp P3.2 INTO\ Ngõ vào ngắt cứng thứ 0 P3.3 INT1\ Ngõ vào ngắt cứng thứ 1 P3.4 T0 Ngõ vào của timer/counter 0 P3.5 Tl Ngo vao cua timer/counter 1 P3.6 WR\ Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài

P3.7 RD\ Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoải

e_ Chân ALE, PSEN, WR\, RD\ dùng để kết nối bộ nhớ mở rộng e_ Chân EA\ có chức năng chọn bộ nhớ chương trình: EA\=GND:

Trang 10

e Chân Xtall và Xtal2 gắn với thạch anh

4 THUẬT TOÁN GIAO TIẾP I2C VỚI VI DIEU KHIEN 89852 4.1 Điều kiện START and STOP

START và STOP là những điều kiện bắt buộc phải có khi một thiết bị chủ muốn thiết lập giao tiếp với một thiết bị nào đó trong mạng I2C START là điều kiện khởi đầu, báo hiệu bắt đầu của giao tiếp, còn STOP báo hiệu kết thúc một giao tiếp Hình 11 mô tả điều kiện START và điều kiện STOP khi giao tiếp I2C giữa DS1307 với Vi Điều Khiên

| SDA f \ / \ / Ị SDA 1 7 1 1 1 1 1 SCL s \ / \ / i P SCL

START condition STOP condition

Hình 11: Điều kiện START và STOP

e Ban đầu khi chưa thực hiện quá trình giao tiếp, cá hai đường SDA và SCL đều

ở mức cao (SDA = SCL = HIGH) Lúc này bus I2C được coi là “rỗi” (“bus free”),

sẵn sàng cho một giao tiếp Hai điều kiện START và STOP là không thể thiếu trong việc giao tiếp giữa các thiết bị I2C, tất nhiên là trong giao tiếp này cũng không ngoại lệ

e_ Điều kiện START: một sự chuyển đổi trạng thái từ cao xuống thấp trên đường SDA trong khi đường SCL đang ở mức cao (cao = l; thấp =0) báo hiệu một điều

kiện START

e_ Điều kiện STOP: Một sự chuyển đổi trạng thái từ mức thấp lên cao trên đường

SDA trong khi đường SCL đang ở mức cao

START, bus I2C coi như đang trong trạng thái làm việc (busy) Bus I2C sẽ rỗi, sẵn sàng cho một giao tiếp mới sau tín hiệu STOP từ phía thiết bị chủ

e Sau khi có một điều kiện START, trong qua trình giao tiếp, khi có một tín hiệu

START được lặp lại thay vì một tín hiệu STOP thi bus I2C vẫn tiếp tục trong

Trang 11

ĐÔNG HỒ THỜI GIAN THỰC TRANG 11/20 4.2 Chế độ hoạt động Ẩ\_ ƑXX:CCECYLl 4 = SLAVE ADDRESS "RW DIRECTION ACKNOWLEDGEMENT

BIT SIGNAL FROM

RECEIVER T ACKNOWLEDGEMENT : SIGNAL FROM ' RECEIVER scl, | 1 2 6 7 8 9 l/\ /A 4 : ACK NO STOP CONDITION

Am MORE BYTES ARE REPEATED IF ‘OR REPEATED

TRANSFERRED START CONDITION

Hình 12: Chế độ hoạt động của I2C DS1307 có thể hoạt động ở 2 chế độ sau:

e Ở chế độ slave nhận (chế độ DS1307 ghi ): chuỗi dữ liệu và chuỗi xung celock sẽ được nhận thông qua SDA và SCL Sau mỗi byte được nhận thì 1 bit ACKnowledge sẽ được truyền Các điều kiện START và STOP sẽ được nhận dạng khi bắt đầu và kết thúc 1 truyền 1 chuỗi, nhận dạng địa chỉ được thực hiện bởi phần cứng sau khi chấp nhận địa chỉ của slave và bit một chiều

e _ Chế độ slave phát ( chế độ DS1307 đọc ): byte dau tién slave nhận được

tương tự như chế độ slave ghi Tuy nhiên trong chế độ này thì bit chiều lại chỉ chiều chuyền ngược lại Chuỗi dữ liệu được phat đi trên SDA bởi DS1307 trong khi chuỗi xung clock vào chân SCL

4.2.1 Để làm việc với DS1307, ta thực hiện các bước như sau:

e START I2C

x=l: Đọc đữ liệu vào DS1307

(đọc đữ liệu)

e Ghi vào địa chỉ thanh ghỉ cần ghi hoặc cân đọc (bảng đồ thanh ghi của

DS1307 này đã được giớ thiệu ở hình 3 & hình 4) e_ Ghi hoặc đọc đữ liệu

Trang 12

4.2.2 Một ví dụ minh họa cho việc đọc ghi

e Thanh ghi có địa chỉ 01H chứa Data về “phút”, muốn set phút vào DS1307 chúng ta làm theo quy trình:

START—›Ghi: 0D0H—›Gli tiếp: 01H—>Ghi tiếp: <thông số cần cài dat (BCD)> —Ghi tiép hoặc STOP nếu chỉ muốn cài đặt thời gian cho

phút 7 ®

[s | 1101000 [ 0 [A | xxx | a | œ@œ@x | A | x@œ@œ@x | A | x@œ@x | A | P |

S — START ff |

A - ACKNOWLEDGE

ISFI

P — stop (+1 BYTES » ACKNOWLEDGE}

*R/W - READ/WRITE OR DIRECTION BIT ADDRESS = DOh

Hình 13: Chế độ Ghi của DS1307

e_ Nếu muốn Ghi vào địa chỉ 01H rồi kế tiếp Ghi vào dia chi 04H chẳng han thì chúng ta phai START lai tir đầu—>Ghi vào 0D0H (để xác định sẽ Ghi vào DS1307 _ hướng giao tiếp là Ghỉ vào) —»Ghi tiếp 04H—>Ghi

dữ liệu của thanh ghỉ cân cài đặt—>STOP 12C

e Tương tự, nếu chúng ta muốn đọc thì trước hết chúng ta phải ghi vào

địa chỉ cần đọc: tức là vẫn tiếp tục tiến hành 3 thủ tục START—>Ghi

0D0H—›Ghi vào địa chỉ (địa chỉ của thanh ghi mà ta muốn đọc dữ liệu) Sau đó, mới START lại rồi ghi lại 0D1H (lúc này mới thông báo là ta sẽ đọc từ DS1307), tiếp theo cứ đọc bình thường (thanh ghi đọc được sẽ là

thanh ghi có địa chỉ ta mới vừa ghi vào), tiếp tục đọc thì địa chỉ cần đọc

sẽ tự động tăng lên cho đến khi STOP I2C

t

s | 1101000 | 1 | a [000000 | A | xxx | A | x@@@x | A | eex | Ã |P |

| ‘ uw |

I

S - START DATA TRANSFERRED

A — ACKNOWLEDGE (X+1 BYTES + ACKNOWLEDGE); NOTE: LAST DATA BYTE IS

P - STOP FOLLOWED BY ANOT ACKNOWLEDGE ( A ) SIGNAL)

A_—_ NOT ACKNOWLEDGE

“RW - READ/WRITE OR DIRECTION BIT ADDRESS = D1h

Trang 13

5 SƠ ĐỊ KHĨI TONG QUAT CUA MACH DONG HO

l ATS9S52 00H SEC GIAO 20H SEC

01H + MIN BUSEC Ï TIẾP 1 21H MIN

0H HOUR ne ˆ 22H D§1307 OE RAM CUA 89852 .| ——- [F"\| xử LÝ DOIMA BCD

| /| PHIM SANG HEX

— |

_ HIEN THI

(QUET 6 LED 7 DOAN)

—_+_

fanpage]

Hình 15: Sơ đồ khối của mạch giao tiếp I2C giữa DS1307 & 89852

Dựa vào sơ đồ khối của giao tiếp trên, điều cơ bản là chúng ta phải viết một phần mềm khởi tạo DS1307, thực ra là chương trình giao tiếp I2C, đọc

giá trị trong Ram của con DS1307 lưu tạm thời vào trong Ram của 89S52

Sau đó, viết thêm một phần mềm để đọc nội dung trong Ram này đưa ra hiển thị bằng phương pháp quét

Để đơn giản, việc đọc đữ liệu từ DS1307 lưu vào trong Ram của 89S52 và hiển thị giờ phút giây, được chia ra làm 2 chương trình con nhỏ, nếu có phím nhấn thì sẽ nhảy đến chương trình con xử lý phím nhắn riêng

6 THIET KE PHAN CỨNG Ộ

Dựa vào sơ đồ khôi tông quát trên, chúng ta co phân cứng như sau:

Trang 15

7 THIET KE PHAN MEM

Như đã trình bay trong phần thuật toán gaio tiếp và sơ đồ khối tổng quát,

thì chương trình MAIN của chúng ta sẽ gồm 3 mục chính được mơ tả cụ thể

trong lưu đồ của chương trình MANN ỏ hình 16:

ĐỌC DỮ LIỆU TỪ

D$1307 LƯU VÀO RAM `

CUA 59552 Hình 17: Lưu đơ chính của chương

trình MAIN ĐỌC DỮ LIỆU TỪ RAM CUA 89552 VÀ HIẾN THỊ RA LED 7 ĐOẠN BANG PP QUET KHONG MODE CĨ NHẮN? có CÀI ĐẶT GIỜ

Giải thích lưu đồ chính này:

Bắt đầu, chương trình sẽ gọi chương trình con đọc dữ liệu từ con DS1307 với chuẩn giao tiếp I2C bằng phương pháp đã được trình bày cụ thể ở mục 4 (thuật toán giao tiếp), sau đó, sẽ gọi chương trình con để quét Led 7 đoạn hiện thị 6 số: 2 số hiển thị giá trị của Giờ, 2 sô hiển thị giá trị của Phút, 2 số hiển thị giá trị của Giây Nêu phím MODE (chọn chế độ cài đặt) khơng được nhắn thì vịng lặp của chương trình này sẽ chạy vô tận Nếu phím MODE được nhấn, nó sẽ nhảy tới chương trình con cài đặt giờ hay phút còn tùy thuộc vào số lần nhắn phím MODE

Sau đây ta đi vào chỉ tiết của tùng khối nhỏ:

7.1.ĐỌC DỮ LIỆU TU DS1307 LUU VAO TRONG RAM CUA 89852 Xem lưu đơ chương trình như hình 18

Trang 16

ĐƠNG HỒ THỜI GIAN THỰC SEND START / GÁN A=0D0H I SEND_BYTE Ỉ SEND_STOP SEND_START GAN £ =0D1H

Hình 18: Lưu đồ của CTC đọc dữ liệu của DS1307 lưu vào

SEND_BYTE READ_BYTE GAN SEC =A READ_BYTE GAN MIN= A READ BYTE GAN HOUR= A SEND_STOP

trong Ram của 89852

TRANG 16/20

Trang 17

7.2 HIEN THI BANG PHUONG PHAP QUET LED 7 DOAN

HIEN THI

LƯU GIÁ TRI CUA GIỜ (HOUR) VÀO MOT BIEN TAM X

4

CTC CHUYEN BOI NU'A BYTE CAO TRONG BIEN TAM X

SANG MA LED 7 BOAN

t

CHO LED 6 CHAY - THỊ SỐ HANG CHUC CUA HOUR)

t

DELAY

Hinh 19: Luu dé CTC hién thi bang pp quét LED 7 doan

Hinh 20: Luu dé CTC chuyén déi BCD sang 7 doan

CTC LÁY NỮA

BYTE CAO CUA

SÓ BCD

CTU CHUYỂN BÙI NỮA BYTE

TRONG BIEN TAM X SANG MA LED 7 BOAN

ị

CHO LEDS CHAY

(CHIEN THI $6

HANG DON VI CUA HOUR)

HIEN THI PHUT, GIAY

LAY NOIDUNG BIEN

TẠM X GHI VÀO A

‡

LÁY NỮA BYTE CAO CA A

Ỷ

CHUYẾN ĐỎI NỮA BYTE NAY THANH MA LED

Ỷ XUẤT RA P0 Ỷ

Giải thuật của việc hiển thị phút và giây cũng tương tự như thuật toán hiển thị giờ

7.3 CÀI ĐẶT THỜI GIAN

Trong lưu đồ giải thuật trên hình 17, cho chúng ta thấy, vòng lặp của chương trình sẽ chạy vơ tận cho đến khi có phím MODE được ân xuống Khi đó, nó nhảy đến CTC để giải quyết việc cài đặt thời gian

Trang 18

Gos)

As=HOUR

[ GiaTriGhi<=HOUR ] [ Hiến Thị Giờ |

‡ GiaTriDoc<=HOUR

Hình 21: Lưu đồ CTC cài đặt giờ

CTC cài đặt phút cũng có nguyên tắc tương tự như cài đặt giờ nên không được nói ra ở đây

Nhìn vào lưu đồ chúng ta thay, ThanhGhi=02H, 1a địa chỉ của thanh ghi

Giở trong con DS1307, như vậy, mục đích của việc định nghĩa ô nhớ

Trang 19

ĐÔNG HỖ THỜI GIAN THỰC TRANG 19/20 TĂNG GIỜ

TĂNG NỮA BYTE

THAP LByte

LByte=10? LByte=0

TANG NUA BYTE

CAO HByte

_———Ì

GHÉP HByte & LByte

LƯU VÀO Á

‡

<Ks>— A=00H

| GiaTriGhi=A |

Hình 22: Lưu đồ CTC tăng giờ

Nếu nhắn phím tăng q 23, thì chương trình sẽ đặt thời gian lại giá trị

là 00h

8 KET QUA

Đồng hồ chạy tốt, sau khi chỉnh lại thời gian thì đồng hồ đã chạy đúng

thời gian hiện tại

Ý kiến mở rộng đề tài:

Hiển thị thời gian và ngày, tháng, năm lên bảng Led để làm đồng hồ

vạn niên

Thiết kế phần mềm cài đặt thời gian, và báo giờ 9 LỜI CÁM TẠ

Em xin chân thành cám ơn thầy Nguyễn Khắc Nguyên đã nhận lời hướng dẫn đề tài niên luận 2 của em để em có thể hồn thành học phần này Và

gửi lời cảm ơn chân thành đến các bạn lớp Điện Tử Viễn Thông 1-K33 và

Trang 20

Kỹ Thuật Điều Khiển K33 đã có những M kiến đóng góp, động viên và cung câp một sô tài liệu tham khảo quý báo đê em có thê hoàn thành đê tài

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TS Lưu Hồng Việt Hệ Thống Điều Khiển Nhúng, Trường Đại Học

Bách Khoa Hà Nội

[2] Tống Văn On, Hoàng Đức Hải Họ Vi Điều Khiến 8051 NXB Lao Đông-Xã Hội

[3] Ths Nguyễn Khắc Nguyên Giáo trình thực hành Vi Điều Khiển Họ §051, Đại học Cần Thơ, 2009

Các trang web về Điện tử:

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	10,53 MB