THIẾT kế MẠCH VI xử lý điều KHIỂN THỜI GIAN THỰC

- Serial port: Port nối tiếp → điều khiển việc xuất nhập dữ liệu dưới dạng nối tiếp giữa trong và ngoài chip thông qua các chân TxD, RxD.. port xuất dữ liệu, Muốn các chân Port 0 làm po

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP HUẾ

KHOA ĐIỆN -o0o -

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP HUẾ

KHOA ĐIỆN -o0o -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG

THIẾT KẾ MẠCH VI XỬ LÝ ĐIỀU KHIỂN THỜI

GIAN THỰC

Sinh viên thực hiện: Giáo viên hướng dẫn:

Đặng Vinh Hiển TS Nguyễn Khánh Quang Lớp: 13CDDC02

Niên khóa: 2013 - 2016

Huế, 05/2016

Em cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Khánh Quang đã giúp đỡ

em trong công việc làm đề tài cuối năm này, Thầy đã giúp đỡ tận tình và cho em biết được nhiều hơn về cái hay của môn vi

xử lí trong ứng dụng thực tiễn, và em cũng cảm ơn Khoa đã tạo điều kiện cho em được làm việc với thầy Nguyễn Khánh Quang trong thời gian cuối khóa này Tuy thời gian làm việc với thầy không dài nhưng cũng để lại cho em nhiều kỉ niệm đẹp, có lẽ sẽ

in sâu trong em cho tới sau này Cuối cùng em xin chúc thầy và gia đình thầy luôn dồi dào sức khỏe, ấm no, hạnh phúc, chúc thầy luôn thành công trên con đường giảng dạy của mình, và

em cũng cảm ơn Khoa đã tạo điều kiện cho em được học hỏi và nâng đỡ cho em được như ngày hôm nay.

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên Đặng Vinh Hiển

MỤC LỤC

Phần I LỜI NÓI ĐẦU 1

PHẦN II NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 2

MẠCH HIỂN THỊ ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC 2

A GIỚI THIỆU MẠCH 2

B GIỚI THIỆU LINH KIỆN MẠCH 2

I Vi điều khiển 89S52: 2

1 Giới thiệu vi điều khiển 89S52 2

2 Các chân của vi điều khiển 89S52 2

2.1 Sơ đồ khối và chức năng các khối vi điều khiển 89S52: 2

2.2 Sơ đồ chân và chức năng của vi điều khiển 89S52 4

2.2.1 Port 0 4

2.2.2 Port 1 5

2.2.3 Port 2 5

2.2.4 Port 3 5

2.2.5 Chân PSEN 6

2.2.6 Chân ALE 6

2.2.7 Chân EA 7

2.2.8 Chân XTAL1, XTAL2 7

2.2.9 Chân RST 8

2.2.10 Chân VCC, GND 8

3 Cấu trúc các Port xuất nhập của 89S52 9

4 Tổ chức bộ nhớ của AT89S52 11

5 Bộ nhớ trong của AT89S52 13

5.1 Bộ nhớ chương trình (ROM) 14

5.2.Bộ nhớ dữ liệu (RAM) 14

5.3 Thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR) 17

6 Bộ nhớ ngoài 17

7 Kết nối và truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài (Accessing External Code Memory) 18

8 Kết nối và truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài (Accessing External Data Memory) 19

9 Giải mã địa chỉ 20

10 Các không gian nhớ chương trình và dữ liệu gối nhau 21

II Chip thời gian thực DS1307 22

III IC tạo ổn áp 7805:( IC ổn áp 5v) 27

IV Các khối mạch cần sử dụng trong mạch 28

1 Khối tạo nguồn 28

2 Khối Reset 28

3 Khối điều khiển 29

4 Khối tạo xung 29

5 Khối hiển thị 29

6 Khối tạo thời gian thực 32

C CÀI ĐẶT THỜI GIAN 32

D CÁC LỆNH CƠ BẢN CỦA VI ĐIỀU KHIỂN 35

E CHƯƠNG TRÌNH NẠP CHO MẠCH 36

Phần III Kết Luận 50 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO: 51 CÁC TRANG WEB THAM KHẢO 51

Phần I LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay vi điều khiển được ứng dụng rộng rãi trong công ngiệp cũng như trong cuộc sống hàng ngày của con người

Ví dụ như: các thiết bị có lập trình mạch đếm sản phẩm, mạch điều khiển đèn, mạch cửa tự động,mạch đồng hồ,

-Những mạch này sẽ được lập trình để thực hiện một hay nhiều thao tác mà con người viết lệnh yêu cầu.Trong đó mạch đống hồ số là một cơ bản

-Sau thời gian học tập và tìm tòi học hỏi cùng với sự giúp đỡ của các thầy , em

đã hoàn thành việc thiết kế và thi công mạch sử dụng vi điều khiển, đó là mạch đồng

hồ hiển thị thời gian thực, và hiển thị trên LCD

-Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Khánh Quang đã hướng dẫn và giúp đỡ tận tình để chúng em hoàn thành mạch đồng hồ này

-Mô hình không tránh khỏi thiếu xót,chúng em mong được sự chỉ bảo của các thầy để em hoàn thành tốt hơn, và có thể ứng dụng vào thực tế nhiều hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

PHẦN II NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

MẠCH HIỂN THỊ ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC

A GIỚI THIỆU MẠCH.

- Mạch đồng hồ hiển thị giờ phút giây, có khả năng lưu giờ khi mất điện

- Mạch sử dụng vi điều khiển at89S52 và một chip thời gian thực DS 1307 hoạt động ở tần số 32768kHZ được nuôi bằng nguồn dự phòng 3V có thể hoạt động trong thời gian 5 năm khi không có nguồn điện

B GIỚI THIỆU LINH KIỆN MẠCH.

I Vi điều khiển 89S52:

1 Giới thiệu vi điều khiển 89S52.

- Chip vi điều khiển 89S52 thuộc họ MCS-51 là họ vi điều khiển của hãng Intel.Chip 89S52 có một số đặc trưng cơ bản sau:

- Bộ nhớ chương trình bên trong: 8 KB (ROM)

- Bộ nhớ dữ liệu bên trong: 256 byte (RAM)

- Bộ nhớ chương trình bên ngoài: 64 KB (RAM)

- Bộ nhớ dữ liệu bên ngoài: 64 KB (RAM)

- 4 port xuất nhập (I/O port) 8 bit

- 3 bộ định thời 16 bit

- Mạch giao tiếp nối tiếp

- Bộ xử lý bit (thao tác trên các bit riêng lẻ)

- 210 vị trí nhớ được định địa chỉ, mỗi vị trí 1 bit

- Nhân / Chia trong 4 µs

2 Các chân của vi điều khiển 89S52.

2.1 Sơ đồ khối và chức năng các khối vi điều khiển 89S52:

- OSC (Oscillator): Mạch dao động→ tạo tín hiệu xung clock cung cấp cho các

khối trong chip hoạt động

- Interrupt control: Điều khiển ngắt → nhận tín hiệu ngắt từ bên ngoài (INT0\,

INT1\)), từ bộ định thời (Timer 0, Timer 1) và từ cổng nối tiếp (Serial port), lần lượt đưa các tín hiệu ngắt này đến CPU để xử lý

- Other registers: Các thanh ghi khác → lưu trữ dữ liệu của các port xuất/nhập,

trạng thái làm việc của các khối trong chip trong suốt quá trình hoạt động của hệ thống

- RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ dữ liệu trong chip → lưu trữ các dữ

liệu

- ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ chương trình trong chip → lưu trữ chương

trình hoạt động của chip

- I/O port (In/Out ports): Các port xuất/nhập → điều khiển việc xuất nhập dữ liệu

dưới dạng song song giữa trong và ngoài chip thông qua các port P0, P1, P2, P3

- Serial port: Port nối tiếp → điều khiển việc xuất nhập dữ liệu dưới dạng nối tiếp

giữa trong và ngoài chip thông qua các chân TxD, RxD

- Timer 0, Timer 1: Bộ định thời 0, 1 → dùng để định thời gian hoặc đếm sự kiện

(đếm xung) thông qua các chân T0, T1

2.2 Sơ đồ chân và chức năng của vi điều khiển 89S52.

2.2.1 Port 0.

Port 0 (P0.0 – P0.7) có số chân từ 32 – 39

- Port 0 có hai chức năng:

• Port xuất nhập dữ liệu (P0.0 – P0.7)→ không sử dụng bộ nhớ ngoài.

• Bus địa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp (AD0 – AD7)→ có sử dụng

bộ nhớ ngoài

 Lưu ý: Khi Port 0 đóng vai trò là port xuất nhập dữ liệu thì phải sử dụng các

điện trở kéo lên bên ngoài

- Ở chế độ mặc định (khi reset) thì các chân Port 0 (P0.0 – P0.7) được cấu hình là

port xuất dữ liệu, Muốn các chân Port 0 làm port nhập dữ liệu thì cần phải lập trình lại, bằng cách ghi mức logic cao (mức 1) đến tất cả các bit của port trước khi bắt đầu nhập

- Port 2 có hai chức năng:

• Port xuất nhập dữ liệu (P2.0 – P2.7) → không sử dụng bộ nhớ ngoài.

• Bus địa chỉ byte cao (A8 – A15) → có sử dụng bộ nhớ ngoài.

- Ở chế độ mặc định (khi reset) thì các chân Port 2 (P2.0 – P2.7) được cấu hình là port xuất dữ liệu Muốn các chân Port 2 làm port nhâp dữ liêu thì cần phải lập trình lại, bằng cách ghi mức logic cao (mức 1) đến tất cả các bit của port trước khi bắt đầu nhập

- Port 3 có hai chức năng:

• Port xuất nhập dữ liệu (P3.0 – P3.7)→ không sử dụng bộ nhớ ngoài

hoặc các chức năng đặc biệt

• Các tín hiệu điều khiển → có sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các chức năng

đặc biệt

- Ở chế độ mặc định (khi reset) thì các chân Port 3 (P3.0 – P3.7) được cấu hình là port xuất dữ liệu Muốn các chân Port 3 làm port nhập dữ liệu thì cần phải lập trình lại, bằng cách ghi mức logic cao (mức 1) đến tất cả các bit của port trước khi bắt đầu nhập

PSEN\ = 0 → trong thời gian CPU tìm – nạp lệnh từ ROM ngoài.

PSEN\ = 1 → CPU sử dụng ROM trong (không sử dụng ROM ngoài).

- Khi sử dụng bộ nhớ chương trình bên ngoài, chân PSEN\ thường được nối với chân OE\ của ROM ngoài để cho phép CPU đọc mã lệnh từ ROM ngoài

ALE = 0 → trong thời gian bus AD0 – AD7 đóng vai trò là ngõ vào của xung

lập trình (PGM\)

 Lưu ý:

6

OSC ALE

f (MHz): tần số dao động trên chip (tần số thạch anh)

- Khi lệnh lấy từ dữ liệu từ RAM ngoài (MOVX) được thực hiện thì một xung ALE bị bỏ qua

EA\ = 0→ chip 89S52 sử dụng chương trình của ROM ngoài.

EA\ = 1→ chip 89S52 sử dụng chương trình của ROM trong.

- Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân EA đóng vai trò là ngõ vào của điện

áp lập trình (V PP = 12V – 12,5V cho họ 89xx; 21V cho họ 80xx, 87xx)

 Lưu ý: Chân EA\ phải được nối lên V CC (nếu sử dụng chương trình của ROM trong) hoặc nối xuống GND (nếu sử dụng chương trình của ROM ngoài), không bao giờ được phép bỏ trống chân này

2.2.8 Chân XTAL1, XTAL2.

- XTAL (Crystal): tinh thể thạch anh, chân số 18 – 19.

- Chức năng:

• Dùng để nối với thạch anh hoặc mạch dao động tạo xung clock bên ngoài, cung cấp tín hiệu xung clock cho chip hoạt động

• XTAL1→ ngõ vào mạch tạo xung clock trong chip.

• XTAL2→ ngõ ra mạch tạo xung clock trong chip.

 Lưu ý: f TYP =12MHz f TYP (MHz): tần số danh định.

Sơ đồ kết nối thạch anh và mạch dao động bên ngoài.

RST = 0→ Chip 89S52 hoạt động bình thường.

RST = 1→ Chip 89S52 được thiết lặp trạng thái ban đầu.

tRe ≥ 2

OSC Machine

f

• Cung cấp nguồn điện cho chip 89S52 hoạt động.

• V CC = +5V ± 10% và GND = 0V

3 Cấu trúc các Port xuất nhập của 89S52.

Khả năng fanout ( số lượng tải đầu ra) của từng chân port chip 89S52 là:

Hình 2.1: Cấu trúc bên trong của các port xuất nhập

• Ở chế độ mặc định (khi reset) thì tất cả các chân của các port (P0 – P3) được cấu hình là port xuất dữ liệu

• Muốn các chân port của chip 89S52 làm port nhập dữ liệu thì ta cần phải được lập trình lại, bằng cách ghi mức logic cao (mức 1) đến tất cả các bit (các chân) của port trước khi bắt đầu nhập dữ liệu từ port

• Các chân trong cùng một port không nhất thiết phải có cùng kiểu cấu hình (port xuất hoặc port nhập) Nghĩa là trong cùng một port có thể có chân

dùng để nhập dữ liệu, có thể có chân dùng để xuất dữ liệu Điều này là tùy thuộc vào nhu cầu và mục địch của người lập trình.

Quá trình ghi chân port (xuất dữ liệu ra chân port)

Hình 2.2: Thao tác ghi chân portQuá trình đọc chân port (nhập dữ liệu từ chân port)

Hình 2.3: Thao tác đọc chân port

Quá trình đọc bộ chốt (kiểm tra dữ liệu tại chân port).

Hình 2.4: Thao tác đọc bộ chốt

 Lưu ý: Việc đọc dữ liệu của bất kỳ một port nào có thể cho ta hai giá trị khác

nhau tùy thuộc vào lệnh mà ta sử dụng để đọc dữ liệu từ port Xảy ra hiện tượng không mong muốn này là do quá trình đọc dữ liệu của chip AT89S52 gồm hai quá trình khác nhau: quá trình đọc chân port và quá trình đọc bộ chốt

o Quá trình đọc chân port: Khi ta sử dụng các lệnh MOV, ADD,… Dữ liệu nhận được sau khi thực hiện quá trình đọc là dữ liệu hiện tại ở các chân port

o Quá trình đọc bộ chốt: Khi ta sử dụng các lệnh ANL, Orl, XRL, CPL, INC, DEC, DJNZ, JBC, CLR bit, SETB bit, MOV bit Dữ liệu nhận được sau khi thực hiện quá trình đọc là dữ liệu hiện tại ở các bộ chốt (là các dữ liệu đã được ghi ra port tại thời điểm trước đó bởi quá trình ghi chân port), chứ không phải là dữ liệu hiện tại ở các chân port Cho nên, nếu tại thời điểm thực hiện quá trình đọc mà dữ liệu tại các chân port có

bị thay đổi đi chăng nữa thì dữ liệu đọc về cũng không được cập nhật

4 Tổ chức bộ nhớ của AT89S52.

- Bộ vi xử lý→ có không gian bộ nhớ chung cho dữ liệu và chương trình.

→ chương trình và dữ liệu nằm chung trên RAM trước khi đưa vào

CPU để thực thi

- Bộ vi điều khiển→ có không gian bộ nhớ riêng cho dữ liệu và chương trình

→ chương trình và dữ liệu nằm trên ROM và RAM trước khi đưa vào

CPU để thực thi

- Tổ chức bộ nhớ của chip AT89S52

Không gian bộ nhớ của chip AT89S52

Bộ nhớ dữ liệu trên chip AT89S52.

5 Bộ nhớ trong của AT89S52.

5.1 Bộ nhớ chương trình (ROM).

- Dùng để lưu trữ chương trình điều khiển cho chip AT89S52 hoạt động.

- Chip AT89S52 có 8 KB ROM trong, địa chỉ truy xuất: 000H – FFFH

5.2.Bộ nhớ dữ liệu (RAM).

- Dùng để lưu trữ các dữ liệu và tham số.

- Chip AT89S52 có 256 byte RAM trong, địa chỉ truy xuất: 00H – 7FH

- RAM bên trong chip 89S52 được phân chia như sau:

 Các bank thanh ghi có địa chỉ từ 00H đến 1FH

 RAM địa chỉ hóa từng bit có địa chỉ từ 20H đến 2FH

- Mọi địa chỉ trong vùng RAM đa dụng đều có thể truy xuất tự do dùng kiểu địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp

 RAM có thể truy xuất từng bit:

- AT89S52 chứa 210 bit được địa chỉ hóa, trong đó có 128 bit có chứa các

byte chứa các địa chỉ từ 20F đến 2FH và các bit còn lại chứa trong nhóm thanh ghi có chức năng đặc biệt.

- Ý tưởng truy xuất từng bit bằng phần mềm là các đặc tính mạnh của microcontroller xử lý chung Các bit có thể được đặt, xóa, AND, OR,…, với 1 lệnh đơn Đa số các microcontroller xử lý đòi hỏi một chuỗi lệnh đọc – sửa – ghi để đạt được mục đích tương tự Ngoài ra các port cũng có thể truy xuất được từng bit

- 128 bit mà truy xuất từng bit này cũng có thể truy xuất như các byte hoặc như các bit phụ thuộc vào lệnh được dùng

 Các dãy thanh ghi:

→ cho phép truy xuất dữ liệu nhanh, lệnh truy xuất đơn giản và ngắn gọn.

Bảng số liệu dưới đây minh họa địa chỉ của các ô nhớ trong một dãy các ký hiệu thanh ghi R0 – R7 được gán cho từng ô nhớ trong dãy tích cực

Địa chỉ của các thanh ghi (R0 - R7) tương ứng với dãy thanh ghi tích cực

 Lưu ý:

o Ở chế độ mặc định thì dãy thanh ghi tích cực (đang được sử dụng) là dãy 0 và các thanh ghi trong dãy lần lượt có tên là R0 – R7 Có thể thay đổi dãy tích cực bằng cách thay đổi các bit chọn dãy thanh ghi RS1 và RS0 trong thanh

ghi PSW.

o Nếu chương trình của ta chỉ sử dụng dãy thanh ghi đầu tiên (dãy 0) thì ta có thể sử dụng vùng nhớ 08H – 1FH cho các mục đích khác của ta Nhưng nếu trong chương trình có sử dụng các dãy thanh ghi (dãy 1, 2 hoặc 3) thì phải rất cẩn thận khi sử dụng vùng nhớ tù 1FH trở xuống vì nếu sơ suất ta có thể ghi

dữ liệu đè lên các thanh ghi R0 – R7 của ta

5.3 Thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR).

 Lưu ý:

o Không được phép đọc hay ghi dữ liệu vào các địa chỉ SFR mà nó chưa được đăng ký (nghĩa là các địa chỉ SFR chưa được đặt tên) Vì việc đọc hay ghi dữ liệu vào các nơi này có thể làm phát sinh những hoạt động không mong muốn

và đó có thể là nguyên nhân làm cho chương trình của ta không tương thích với các phiên bản sau của chip MCS-51 (có thể ở các phiên bản đó các địa chỉ SFR này được sử dụng cho một vài mục đích khác)

o Chỉ được truy xuất các SFR bằng kiểu định địa chỉ trực tiếp (tuyệt đối không

sử dụng kiểu định địa chỉ gián tiếp trong trường hợp này)

Các loại thanh ghi chức năng đặt biệt gồm có: thanh ghi A, thanh ghi B, thanh ghi từ PSW, thanh ghi SP, thanh ghi DPTR, thanh ghi port xuất nhập, thanh ghi port nối tiếp, thanh ghi định thời, thanh ghi ngắt, thanh ghi điều khiển nguồn

6 Bộ nhớ ngoài.

- Chip 89S52 cho ta khả năng mở rộng:

• Không gian bộ nhớ chương trình lên đến 64 KB

• Không gian bộ nhớ dữ liệu lên đến 64 KB

- Khi sử dụng bộ nhớ ngoài:

• Port 0→ bus địa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp (AD0 – AD7).

• Port 2→ bus địa chỉ byte cao (A8 – A15).

• Port 3→ các tín hiệu điều khiển (WR\, RD\).

Đa hợp (16 đường)

Sự khác nhau giữa đa hợp và không đa hợp bus địa chỉ và bus dữ liệu

→ nhằm làm giảm số lượng chân đưa ra ngoài chip→ giảm kích thước của chip.

7 Kết nối và truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài (Accessing External Code Memory).

- Bộ nhớ chương trình bên ngoài là bộ nhớ ROM được cho phép của tín hiệu

PSEN\ Sự kết nối phần cứng của bộ nhớ EPROM như sau:

Sự kết nối phần cứng của bộ nhớ EPROM

Giản đồ thời gian của chu kỳ tìm nạp lệnh ở bộ nhớ chương trình ngoài.

8 Kết nối và truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài (Accessing External Data

Memory).

_ Bộ nhớ dữ liệu ngoài là một bộ nhớ RAM được đọc hoặc ghi khi được cho

phép của tín hiệu RD\ và WR\ Hai tín hiệu này nằm ở chân P3.7 (RD) và P3.6 (WR) Lệnh MOVX được dùng để truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài và dùng một bộ đệm dữ liệu 16 bit (DPTR), R0 hoặc R1 như là một thanh ghi địa chỉ

_ Các RAM có thể giao tiếp với 89S52 tương tự cách thức như EPROM ngoại trừ chân RD\ của 89S52 nối với chân OE\ (Output Enable) của RAM và chân WR\ của 98S52 nối với chân WE\ của RAM Sự nối các bus địa chỉ và dữ liệu tương tự như cách nối của EPROM

Sự kết nối phần cứng của bộ nhớ RAM.

Giản đồ thời gian của chu kỳ tìm nạp lệnh ở bộ nhớ dữ liệu ngoài

9 Giải mã địa chỉ.

Nếu trường hợp ROM và RAM được kết hợp từ nhiều bộ nhớ có dung lượng nhỏ hoặc cả hai giao tiếp với chip 89S52 thì ta cần phải giải mã địa chỉ Việc giải mã này cũng cần cho hầu hết các bộ vi xử lý

Ví dụ nếu các ROM và RAM có dung lượng 8 KB được sử dụng thì tầm địa chỉ

mà chip AT89S52 quản lý (0000H – FFFFH) cần phải được giải mã thành từng đoạn 8

KB để chip có thể chọn từng IC nhớ trên các giới hạn 8 KB tương ứng: IC1: 0000H – 1FFFH, IC2: 2000H – 3FFFH,…

IC chuyên dùng cho việc tạo tín hiệu giải mã là 74HC138, các ngõ ra của IC này lần lượt được nối với các ngõ vào chọn chip CS\ tương ứng của các IC nhớ để cho

phép các IC nhớ hoạt động (tại một thời điểm chỉ có một IC nhớ được phép hoạt động) Cần lưu ý là do các đường cho phép IC nhớ hoạt động riêng lẽ cho từng loại (PSEN\ cho bộ nhớ chương trình, RD\ và WR\ cho bộ nhớ dữ liệu) nên 89S52 có thể quản lý không gian nhớ lên đến 64 KB cho ROM và cho 64 KB cho RAM.

10 Các không gian nhớ chương trình và dữ liệu gối nhau.

Không gian nhớ chương trình và dữ liệu gối nhau

RAM 1: đóng vai trò là bộ nhớ dữ liệu.

RAM 2: đóng vai trò là bộ nhớ chương trình + bộ nhớ dữ liệu.

- Mạch đồng hồ hiển thị giờ phút giây, có khả năng lưu giờ khi mất điện

- Mạch sử dụng vi điều khiển 89S52 và một chip thời gian thực DS

1307 hoạt động ở tần số 32768kHZ được nuôi bằng nguồn dự phòng 3V có thể hoạt động trong thời gian 5 năm khi không có nguồn điện

II Chip thời gian thực 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

- DS1307 là một sản phẩm của Dallas Semiconductor (một công ty thuộc Maxim Integrated Products) Chip này có 7 thanh ghi 8-bit chứa thời gian là: giây, phút, giờ, thứ (trong tuần), ngày, tháng, năm

- Ngoài ra DS1307 còn 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

Sơ đồ chân DS1307

- Các chân của DS1307 được mô tả như sau:

• X1 và X2: là 2 ngõ kết nối với 1 thạch anh 32.768KHz làm nguồn tạo dao động cho chip

• VBAT: cực dương của một nguồn pin 3V nuôi chip • GND: chân mass chung cho cả pin 3V và Vcc

• Vcc: nguồn cho giao diện I2C, thường là 5V và dùng chung với

vi điều khiển Chú ý là nếu Vcc không được cấp nguồn nhưng VBAT được cấp thì DS1307 vẫn đang hoạt động (nhưng không ghi và đọc được)

• SQW/OUT: một ngõ phụ tạo xung vuông (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 là

đồng hồ thời gian thực, chúng ta sẽ bỏ trống chân này khi nối mạch • SCL và SDA là 2 đường giao xung nhịp và dữ liệu của giao diện I2C.

• Có thể kết nối DS1307 bằng một mạch điện đơn giản như sau:

- Cấu tạo bên trong DS1307 bao gồm một số thành phần như:

o Mạch nguồn

o Mạch dao động

o Mạch điều khiển logic

o Mạch dao diện I2C

o Con trỏ địa chỉ và các thanh ghi (RAM)

- Sử dụng DS1307 chủ yếu 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

- Bộ nhớ DS1307 có tất cả 64 thanh ghi 8-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 dùng cho chức năng

“đồng hồ” (RTC) còn lại 56 thanh ghi bỏ trống có thể được dùng chứa biến tạm như RAM nếu muốn

- Bảy thanh ghi đầu tiên chứa thông tin về thời gian của đồng hồ bao gồm: giây (SECONDS), phút (MINUETS), giờ (HOURS), thứ (DAY), ngày (DATE), tháng (MONTH) và năm (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

o 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 thề bỏ qua thanh ghi thứ 8

- 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 tiết.

- Trước hết hãy quan sát tổ chức theo từng bit của các thanh ghi này như trong hình