CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.3. Nguyên lý hoạt động của các IC
2.3.3. Nguyên lý hoạt động của 74HC595
Hình 2.14: Sơ đồ chân của IC 74HC595.
Các chân từ chân 1 đến chân 7 của IC là các chân đưa tín hiệu ra của IC 74HC595.
Chân 4 và chân 16 là các chân cấp nguồn cho IC hoạt động.
Các chân RCK, SRCK và chân SER là các chân quyết định việc đẩy dữ liệu ra của IC 74HC595.
Chân DATA_IN tức chân SER là chân dữ liệu vào (bít dữ liệu nối tiếp). Một xung tác động vào chân SRCK sẽ đưa dữ liệu vào thanh ghi dịch trong IC 74HC595.
Sau khi dịch 8 bít liên tục thi thanh ghi dịch này sẽ đầy. Nếu ta tiếp tục đưa bit thứ 9 vào thì bit đầu tiên sẽ được đẩy sang IC 74595 tiếp theo qua chân số 9 (chân số 9 của IC74595 này nối vào chân số 14 của IC74595 tiếp theo) và cũng sẽ là bít đầu tiên của IC 74595 tiếp theo.
Tuy nhiên tất cả các dữ liệu được đưa vào IC 74595 chỉ nằm ở thanh ghi dịch của IC, muốn đưa các dữ liệu này ra ngoài thì ta cần có 1 xung RCK để đẩy dữ liệu ra các chân của IC 74595 (chân số 12).
Hình 2.15: Sơ đồ logic của IC74595.
2.3.4. Nguyên lý hoạt động của DS1307
Hình 2.16: Sơ đồ chân của DS1307.
DS1307 là IC thời gian thực với nguồn cung cấp nhỏ để (sử dụng Pin 3V)cập nhật thời gian và ngày tháng.
DS1307 có 7 byte dữ liệu, 1 byte điều khiển và 56 byte lưu trữ dành cho người sử dụng.
DS1307 hoạt động với vai trò slave trên đường Bus nối tiếp,việc truy cập được thi hành với chỉ thị start và một mã thiết bị nhất định được cung cấp bởi địa chỉ các thanh ghi. Tiếp theo đó là thanh ghi được truy cập liên tục cho đến khi chỉ thị stop được thực thi.
Vcc: nối với nguồn
X1,X2: nối với thạch anh 32,768 kHz
Vbat: đầu vào pin 3V
GND: nối Mass
SDA: chuỗi data
SCL: dãy xung clock
DS1307 có 56 byte SRAM,dữ liệu được truyền và nhận qua đường Bus 2 chiều, nó cung cấp thông tin về giờ-phút-giây, ngày-tháng-năm.
Chân số 7 của IC DS1307 là chân SQW/OUT.Đây là chân đo xung của DS1307 hoạt động ở 4 chế độ 1HZ,4.096HZ,8.192HZ,32.768HZ.Các chế độ này được quy định bởi thanh ghi Control register.
Khi nguồn pin 3V được cấp vào và VCC nhỏ hơn 1.25VBAT thì quá trình đọc và viết không được thực thi tuy nhiên chức năng timekeeper không bị ảnh hưởng bởi điện áp vào thấp. Khi VCC < VBAT thì RAM và Timekeeper sẽ được chuyển tới nguồn cung cấp trong (thường là nguồn Pin 3V) .
Chân SCL (Serial clock input) : SCL được sử dụng để đồng bộ sự chuyển dữ liệu trên đường dây nối tiếp.
Chân SDA (Serial data input/out) : là chân vào ra cho 2 đường nối tiếp,chân SDA thiết kế theo kiểu cực máng hở,đòi hỏi phải có một điện trở kéo trong khi hoạt động.
Hai chân X1,X2 được nối với thạch anh tần số 32.768KHZ, là một mạch tạo dao động ngoài, để mạch hoạt động ổn định thì cần phải mắc thêm 2 tụ 27n.
Sơ đồ địa chỉ RAM và RTC:
Hình 2.17: Sơ đồ địa chỉ RAM và RTC.
Thông tin về thời gian và ngày tháng được lấy ra bằng cách đọc các byte thanh ghi thích hợp. Thời gian và ngày tháng được thiết lập cũng thông qua các byte thanh ghi này bằng cách viết vào đó những giá trị thích hợp. Nội dung của các thanh
ghi dưới dạng mã BCD (Binary coded decreaseimal). Bit 7 của thanh ghi second là bit clock haft (CH), khi bit này được thiết lập 1 thì giao động disable,khi nó được xóa về 0 thì dao động enable.
Hình 2.18: Sơ đồ nguyên lý của DS1307.
DS1307 có thể chạy được ở chế độ 24h hay 12h. Bit thứ 6 của thanh ghi hours là bít chọn chế độ 24h hoặc 12h.
Trong quá trình truy cập dữ liệu,khi chỉ thị START được thực thi thì dòng thời gian được truyền tới 1 thanh ghi thứ 2, thông tin thời gian sẽ được đọc từ thanh ghi thứ cấp này. Trong khi đó đồng hồ vẫn tiếp tục chạy.
DS1307 hỗ trợ Bus 2 dây 2 chiều và giao thức truyền dữ liệu. Thiết bị gửi dữ liệu lên Bus được gọi là bộ phát và thiết bị nhận dữ liệu gọi là bộ thu. Thiết bị điều khiển quá trình này gọi là Master. Thiết bị nhận sự điều khiển của Master gọi là Slave. Các Bus nhận sự điều khiển của Master là thiết bị phát ra chuỗi xung clock (SCL). Master sẽ điều khiển sự truy cập Bus, tạo ra các chỉ thị START-STOP.
Sự truyền nhận dữ liệu trên chuỗi Bus 2 dây: Tùy thuộc vào bit R/W mà hai loại truyền dữ liệu sẽ được thực thi.
Truyền dữ liệu từ Master truyền và Slave nhận: Master sẽ truyền Byte đầu tiên là địa chỉ của Slave, tiếp theo đó là các byte dữ liệu. Slave sẽ gửi lại bit thông
Truyền dữ liệu từ slave và master nhận: byte đầu tiên (địa chỉ của slave) được truyền tới slave bởi master. Sau đó slave sẽ gửi lại master bit acknowLEDge, tiếp theo đó slave sẽ gửi các byte dữ liệu tới master. Master sẽ gửi cho slave các bit acknowLEDge sau mỗi byte nhận được trừ byte cuối cùng, sau khi nhận được byte cuối cùng thì bit acknowLEDge sẽ không được gửi .
Hình 2.19: Sơ đồ đồng bộ.