bao cao thuc tap,thiet ke dong ho,thoi gian,thuc su dung,ds1307,hien thi,tren 6 led 7,thanh voi cac che do,hien thi thoi gian,cai dat gio,va cai dat,bao thuc

BÁO CÁO THỰC TẬP

THIẾT KẾ ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC SỬ DỤNG DS1307, HIỂN THỊ TRÊN 6 LED 7 THANH VỚI CÁC CHẾ ĐỘ: HIỂN THỊ THỜI GIAN, CÀI ĐẶT GIỜ VÀ CÀI ĐẶT BÁO THỨC

CHƯƠNG 2: GIAO TIẾP I2C VÀ IC THỜI GIAN THỰC DS1307

2.1. Giao tiếp I₂ C:

 Giao thức ưu tiên truyền thông nối tiếp được phát triển bởi Philips Semiconductor và được gọi là bus I₂ C. Vì nguồn gốc nó được thiết kế là để điều 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 I₂ C đều có thêm một giao diện tích hợp trên Chip để truyền thông trực tiếp với các thiết bị tương thích I₂ C khác. Việc truyền dữ 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 speed) —3.4 Mbits/sec

Đường bus thực hiện truyền thông nối tiếp I₂ C gồm hai đường là đường truyền dữ liệu nối tiếp SDA và đường truyền nhịp xung đồng hồ nối tiếp SCL. Vì cơ chế hoạt động là đồng bộ nên nó cần có một nhịp xung tín hiệu đồng bộ. Các thiết bị hỗ trợ I₂ C đều có một địa chỉ định nghĩa trước, trong đó một số bit địa chỉ là thấp có thể cấu 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 muốn truyền trong dữ 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 dữ liệu. Bus dữ liệu được thiết kế để cho phép thực hiện nhiều đơn vị Chủ và Tớ ở trên cùng Bus.

Quá trình truyền thông I₂ C 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) Dữ liệu. Tiếp theo sẽ là một bit ACK xác nhận bởi đơn vị nhận đã nhận được 1 byte trước đó hay không. Đơn vị truyền (gửi) Sẽ truyền đi 1 byte dữ liệu bắt đầu bởi MSB. Tại điểm cuối của byte truyền, đơn vị nhận sẽ tạo ra một bit xác nhận ACK mới. Khuôn mẫu 9 bit này (gồm 8 bit dữ 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 dừng STOP để kết thúc quá trình truyền thông.

 I₂ C 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 ngắn và tốc độ thấp. Ví dụ như truyền thông giữa CPU với các khối chức năng trên cùng một bo mạch như EEPROM, cảm biến, đồng hồ tạo thời gian thực.. . Hầu hết các thiết bị hỗ trợ I₂ C hoạt động ở tốc độ 400Kbps, một số cho phép hoạt động ở tốc độ cao vài Mbps. I₂ C khá đơn giản để thực thi kết nối nhiều đơn vị vì nó hỗ trợ cơ chế xác định địa chỉ

2.2. IC 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 như trong hình 2.1.

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.

• SCL và SDA là 2 đường giao xung nhịp và dữ liệu của giao diện I₂C.

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 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. Như đã trình bày, 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. 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. Tổ chức bộ nhớ của DS1307 được trình bày trong hình 2.2.

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 2.3

+ 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 (không có giây 60) Nên chỉ cần 3 bit 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 hồ), nếu bit này được set bằng 1 bộ dao động trong chip bị vô hiệu hóa, đồng hồ không 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.

+ Thanh ghi giờ (HOURS): Có thể nói đây là thanh ghi phức tạp nhất trong DS1307. Thanh ghi này có địa chỉ 02H. Trước hết 4-bits thấp của thanh ghi này được dùng cho chữ số hàng đơn vị của giờ. Do DS1307 hỗ trợ 2 loại hệ thống hiển thị giờ (gọi là mode) Là 12h (1h đến 12h) Và 24h (1h đến 24h) Giờ, bit6 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 thống 12h được chọn, với trường hợp này chỉ có bit 4 dùng mã hóa chữ số hàng chục của giờ, bit 5 chỉ buổi trong ngày, AM hoặc PM. Bit5 =0 là AM và bit5=1 là PM. Bit 7 luôn bằng 0.

+ Thanh ghi thứ (DAY – ngày trong tuần): Nằm ở địa chỉ 03H. Thanh ghi DAY chỉ 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 còn lại có cấu trúc tương tự, DATE chứa ngày trong tháng (1 đến 31), MONTH chứa tháng (1 đến 12) Và YEAR 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 còn có một thanh ghi khác nằm riêng gọi là con trỏ địa chỉ hay thanh ghi địa chỉ (Address Register). Giá trị củathanh ghi này là địa chỉ của thanh ghi trong bộ nhớ mà người dùng muốn truy cập.

------------------------------------

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG CỦA BORD MẠCH VI ĐIỀU KHIỂN

CHƯƠNG 2: GIAO TIẾP I2 C VÀ IC THỜI GIAN THỰC DS1307

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG VÀ LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN

--------------------------------------------

Keyword: download,bao cao thuc tap,thiet ke dong ho,thoi gian,thuc su dung,ds1307,hien thi,tren 6 led 7,thanh voi cac che do,hien thi thoi gian,cai dat gio,va cai dat,bao thuc

linkdownload: BÁO CÁO THỰC TẬP

THIẾT KẾ ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC SỬ DỤNG DS1307, HIỂN THỊ TRÊN 6 LED 7 THANH VỚI CÁC CHẾ ĐỘ: HIỂN THỊ THỜI GIAN, CÀI ĐẶT GIỜ VÀ CÀI ĐẶT BÁO THỨC