CHƯƠNG 6 : THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH PHẦN CỨNG
6.2 Các khối mạch chức năng trên mơ-đun điều khiển độngcơ và mơ-đun trung tâm
6.2.8 Khối thời gian thực
Hình 6.10: Khối đồng hồ thời gian thực
- IC thời gian thực được sử dụng ở đây là DS1307 của hãng Dallas , giao tiếp với vi điều khiển MC9S12DP512 qua chuẩn giao tiếp nối tiếp IIC ( Inter - integrated Circuit ): + Lúc này vi điều khiển MC9S12DP512 đĩng vai trị là “chủ” ( Master )
- Chân SQW của DS1307 được tạo xung vuơng 1 Hz, và kết nối với chân ngắt ngồi PE1 ( /IRQ) của vi điều khiển MC9S12DP512 : Cứ chu kì 1s , khi cĩ xung cạnh lên của xung vng 1Hz ,sẽ xảy ra ngắt ngồi và lúc đĩ sẽ cập nhật giá trị thời gian cho hệ thống qua giao tiếp IIC.
- Pin Lithium 3V ( BT1 ) là nguồn cung cấp dự phịng cho IC DS1307 , để đảm bảo đồng hồ vẫn chạy đúng khi mất nguồn.
Ø Vài nét về hoạt động của IC DS1307
- Tần số dao động thạch anh sử dụng 32.768kHz, khơng cần cĩ điện trở, cũng như các tụ gắn thêm.
- IC thời gian thực ( real-time) DS1307 là một IC hoạt động với chế độ thời gian thực, cơng suất thấp, sử dụng mã BCD đầy đủ, cĩ 56 byte ram nội. Địa chỉ, cũng như dữ liệu được ghi và đọc theo chuẩn giao tiếp IIC. IC thời gian thực DS1307 cung cấp thơng tin về giây, phút, giờ, ngày, tháng, năm, thơng tin về năm. IC này cũng tự điều chỉnh cho những tháng cĩ ít hơn 31 ngày và bao gồm luơn cả năm nhuận. Đồng hồ trong IC hoạt động với hai chế độ: 24 giờ, hay 12 giờ (bao gồm cả chỉ thị cho biết đang là AM hay PM) . IC thời gian thực DS1307 cũng được tích hợp sẵn một mạch nhận biết sự cố điện áp và sẽ tự động chuyển sang dùng nguồn PIN ni dự phịng khi cĩ sự cố mất điện áp xảy ra để ngăn ngừa tình trạng mất dữ liệu.
Tĩm tắt chức năng các chân của IC real-time DS1307 :
Bảng 6.1 : Các chân của IC Real-Time DS1307
Chân Tên chân Chức năng
1 X1 2 X2
Nối với thạch anh 32.768 kHZ để tạo xung nhịp cho IC real-time DS1307 . Cĩ thể sử dụng chỉ X1 để cấp xung nhịp cho IC. Khi đĩ, X2 ở trạng thái “float”
3 Vbat Dùng để cấp nguồn cho PIN 3V dự phịng để sao lưu dữ liệu cho IC real-time DS1307. Để mạch hoạt động đúng, Vbat
PIN dự phịng, chân này phải được nối mass. 4 GND Mass
5 SDA Chân thu/phát dữ liệu nối tiếp theo chuẩn IIC. Chân này là một chân cực thu hở. Do đĩ, nĩ cần cĩ điện trở kéo lên. 6 SCL Chân truyền xung nhịp nối tiếp theo chuẩn IIC và sử dụng
để đồng bộ dữ liệu trong chuẩn giao tiếp nối tiếp này. Chân này cũng cần cĩ điện trở kéo lên.
7 SWQ/OUT Chân lái sĩng vng ngõ ra. Khi bit SQWE trong IC real- time DS1307 được set lên 1, chân này tạo ra một sĩng vng cĩ một trong bốn tần số (1 Hz, 4kHz, 8kHz, 32kHz).
8 VCC Chân cung cấp nguồn 5 Vdc cho IC real-time DS1307.
- Chức năng thanh ghi điều khiển: ( nằm ở địa chỉ 07H trong vùn Ram của DS1307 )
Hình 6.11: Khối đồng hồ thời gian thực
+ Bit OUT: Xác định trạng thái của chân SWQ/OUT khi bit SQWE bằng 0. Chân này sẽ bằng 1 khi OUT = 1 và sẽ bằng 0 khi OUT =0
+ Bit SQWE : khi bit này bằng 1, ở chân SWQ/OUT cĩ sĩng vng ngõ ra, tần số sĩng vuơng xác định bởi các bit RS1 và RS0.
+ Các bit RS1 và RS0: xác định tần số sĩng vng ngõ ra:
Bảng 6.2 : Các tần số xung vuơng ở chân SWE của DS1307
RS1 RS0 Tần số sĩng vng ngõ ra
0 0 1 Hz
0 1 4 kHz
1 0 8 kHz
- Trình tự thực hiện viêc đọc/ ghi giờ:
Đọc giờ: thơng tin về giờ và ngày tháng năm được đọc từ IC bằng các đọc các thanh ghi thích hợp. Trình tự thực hiện như sau:
o Master tạo điều kiện START.
o Master gửi địa chỉ của DS1307 (7 bit) và bit R/W=1 nên dữ liệu gửi đến DS1307 là
0xD1. Khi nhận được địa chỉ này, DS1307 sẽ tạo acknowledge trên đường SDA.
o DS1307 tiếp theo sẽ chuyển data lên đường SDA với data là nội dung thanh ghi được xác định bởi Thanh ghi địa chỉ con trỏ ( Register Pointer ) . Thanh ghi địa chỉ con trỏ tự động được tăng lên sau mỗi byte được đọc.
o DS1307 phải nhận được điều kiện not acknowledge để kết thúc việc đọc.
Hình 6.12: Trình tự thực hiện việc đọc dữ liệu từ DS1307.
Đặt giờ: Việc đặt giờ được thực hiện bằng cách ghi vào các thanh ghi thích hợp.
Trình tự thực hiện như sau:
o Master tạo điều kiện START.
o Master gửi địa chỉ của DS1307 ( 7 bit ) và bit R/W=0 nên dữ liệu gửi đến DS1307 là
0xD0 . Khi nhận được địa chỉ này, DS1307 sẽ tạo acknowledge trên đường SDA.
o Master gửi địa chỉ đến DS1307 xác định vị trí của Thanh ghi địa chỉ con trỏ. IC real- time DS1307 sẽ tạo acknowledge.
o Master tiếp theo sẽ chuyển một hoặc nhiều byte dữ liệu đến DS1307 và DS1307 tạo acknowledge mỗi byte nhận được. Thanh ghi địa chỉ con trỏ tự động được tăng lên sau
o Master sẽ tạo điều kiện STOP để dừng việc ghi dữ liệu.
Hình 6.13: Trình tự thực hiện việc ghi dữ liệu lên DS1307