ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ THỜI GIAN THỰC TRÊN LCD CÓ HẸN GIỜ

Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
TÊN ĐỀ TÀI: ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ THỜI GIAN THỰC TRÊN LCD
CÓ HẸN GIỜ
1.Yêu cầu đề tài:
- Sử dụng vi điều khiển 89C51
- Chương trình điều khiển có thể thay đổi được.
2. Nội dung cần hoàn thành:
- Tính toán, lựa chọn các thông số kỹ thuật cho mạch
- Chế tạo mô hình
- Sản phẩm đáp ứng được yêu cầu mỹ thuật ,kỹ thuật
- Quyển thuyết minh đề tài ,các bản vẽ, sơ đồ ,…mô tả đầy đủ nội dung
đề tài.
3. Sản phẩm:
- 01 cuốn thuyết minh.
- Mô hình phần cứng.
Giáo viên hướng dẫn :Đặng Văn Khanh.
-Ngày giao đề tài:
-Ngày hoàn thành:
Trang: 1
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
………………………………………………
Hưng Yên, Ngày….tháng….năm 2011
Giáo viên hướng dẫn
Đặng Văn Khanh
Trang: 2
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Hưng Yên, Ngày….tháng….năm 2011
Giáo viên phản biện


Mục Lục
Trang: 3
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
Trang: 4
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay với sự phát triển không ngừng công nghệ khoa học kỹ thuật, việc
ứng dụng các thành tựu khoa học vào cuộc sống ngày càng mạnh mẽ dần giải
thoát lao động chân tay cho con người. Ngàng công nghệ kỹ thuật điện tử là
một trong những ngành phát triển với tốc độ chóng mặt với rất nhiều ứng
dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày. Từ hệ thống internet toàn cầu đến
những dây chuyền sản xuất tự động hóa hiện đại và những thiết bị điện tử dân
dụng rất tiện ích và đa dạng.
Sau một thời gian học tập trên giảng đường của trường Đại Học Sư
Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên,chúng em đã được tiếp cận với những kiến thức
khoa học và công nghệ hiện đại. Cùng với kinh nghiệm thực tế, chúng em đã
có cơ hội chuyển những kiến thức lý thuyết đã học được thành sản phẩm thực

tế qua đề tài đồ án môn học tích hợp mức một ,với nội dung là “Hiển thị thời
gian thực trên LCD có hẹn giờ”,dùng vi điều khiển.
Trong quá trình thực hiện đề tài nêu trên ,chúng em đã nhận được sự
quan tâm và chỉ bảo tận tình của thầy Đặng Văn Khanh ,cùng với sự giúp đỡ
của các thầy cô giáo trong khoa và bạn bè chúng em đã hoàn thành được sản
phẩm của mình .
Song với khả năng được học tập nghiên cứu và tự nghiên cứu còn hạn
chế về nội dung và kiến thức trong phạm vi đồ án ,sẽ không tránh khỏi những
thiếu sót và hạn chế .Thông qua đồ án này ,chúng em rất mong được các thầy
cô chỉ bảo thêm, để chúng em có điều kiện nâng cao trình độ ,hiểu biết cũng
như kỹ năng của bản thân.Chúng em rất mong được tiếp thu những ý kiến
đóng góp của các thầy cô!
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Trang: 5
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1. Giới thiệu
Trong các ứng dụng dân dụng và công nghiệp, các bộ vi mạch vi điều
khiển
được
ứng dụng rộng rãi và đã phát huy được tính năng ưu việt
của nó và ngày càng được
sử
dụng rộng rãi. Việc sử dụng các bộ vi
điều khiển để điều khiển các công việc
mang
tính lặp lại có chu kỳ là
cần thiết để thay thế sự giám sát của con người. Ở đây em
xin

trình
bày việc ứng dụng vi điều khiển để hiển thị, báo giờ thời gian thực
trên
LCD.
1.2. Sơ đồ khối
KHỐI HIỂN THỊ
KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN
CHUÔNG BÁO
KHỐI THỜI GIAN THỰC
KHỐI HIỆU CHỈNH
1.3. Chức năng các khối
+ Khối điều chỉnh gồm 4 nút nhấn để đặt, hiệu chỉnh và hẹn thời
gian.
+ Khối hiển thị là
LCD.
+ Khối điều khiển sử dụng vi điều khiển AT89C51 điều khiển toàn bộ
Trang: 6
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
các hoạt
động
chính của mạch : nhận tín hiệu điều khiển của khối điều
chỉnh và tìn hiệu của từ con
thời
gian thực xuất ra khối hiển thị và chuông
báo.
+ Khối chuông báo là một chuông hoặc còi điện để báo hẹn
giờ.
+ Khối thời gian thực là
DS1307.

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG
2.1. Sơ đồ mạch
• Mạch
nguồn
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn
• Mạch điều khiển
Trang: 7
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển
• Mạch Hiển Thị:
Trang: 8
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý mạch hiển thị
2.2. Giới thiệu về các linh kiện trong
mạch
2.2.1. Giới thiệu chung về vi điều khiển AT98C51
AT89C51

là

vi

điều

khiển

do

Atmel

sản

xuất,

chế

tạo

theo

công
nghệ

CMOS

có

các

đặc

tính

như

sau:
-4 KB PEROM (Flash Progarammable and Erasable Read Only Memory), có
khả năng tới 1000 chu kỳ ghi xóa.

-Tần số hoạt động từ :0Hz đến 24 MHZ
- 3 mức khóa bộ nhớ lập trình
-128 Byte RAM nội
-4 Port xuất /nhập I/O 8 bit
-2 bộ Timer /counter 16 bit
-6 nguồn ngắt
Trang: 9
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
-Giao tiếp nối tiếp với điều khiển bằng phần cứng
-64 KB vùng nhớ mã ngoài
-64 vùng nhớ dữ liệu ngoài
- Cho pháp xử lý bit.
-210 vị trí nhớ có thể định vị bit.
-4 chu kỳ máy (4
µs

đối

với

thạch

anh

12MHz)

cho

hoạt

động

nhân

hoặc
chia.
-
Có

các

chế

độ

nghỉ

(Low-power

Idle)

và

chế

độ

nguồn

giảm

(Power-down).
•
Sơ đồ khối:
Hình 2.4: Sơ đồ khối VĐK 89C51
Trang: 10
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
•
Sơ đồ chân tín hiệu của 80C51 và 89C51:
1 40
2 39
3 38
4 37
5 36
6 35
7 34
8 33
9 32
10 31
11 30
12 29
13 28
14 27
15 26
16 25
17 24
18 23
19 22

20 21
P1.0 --
P1.1--
P1.2--
P1.3--
P1.4--
P1.5--
P1.6--
P1.7--
RST--
(RxD) P3.0--
(TxD) P3.1--
(/INT0) P3.2--
(/INT1) P3.3--
(T0) P3.4--
(T1) P3.5--
(/Wr) P3.6--
(/Rd) P3.7--
XTAL2--
XTAL1--
GND--
--Vcc
--P0.0 (AD0)
--P0.1 (AD1)
--P0.2 (AD2)
--P0.3 (AD3)
Trang: 11
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
--P0.4 (AD4)

--P0.5 (AD5)
--P0.6 (AD6)
--P0.7 (AD7)
--/EA/Vpp
--ALE/(/PROG)
--/PSEN
--P2.7 (A15)
--P2.6 (A14)
--P2.5 (A13)
--P2.4 (A12)
--P2.3 (A11)
--P2.2 (A10)
--P2.1 (A9)
--P2.0 (A8)


Hình 2.5: Sơ đồ chân của vi điều khiển
Chức năng của các chân như sau:
+ Port 0 (chân 32-39) có 2 chức năng:
Chức năng IO (xuất /nhập): Dùng cho các thiết kế nhỏ .Tuy nhiên ,khi
dung chức năng này thì Port 0 phải dung thêm các điện trở kéo (Pull –up), giá
trị của điện trở phụ thuộc vào thành phần kết nói với Port 0
Trang: 12
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
Khi

dùng

làm

ngõ

ra,

Port

0

có

thể

kéo

được

8

ngõ

TTL.

Khi

dùng

làm

ngõ

vào,

Port

0

phải

được

set

mức

logic

1

trước

đó.
Chức

năng

địa

chỉ

/

dữ

liệu

đa

hợp:

khi

dùng

các

thiết

kế

lớn,

đòi

hỏi
phải

sử dụng

bộ

nhớ

ngoài

thì

Port

0

vừa

là

bus

dữ

liệu

(8

bit)

vừa

là

bus
địa

chỉ(8 bit thấp).
Ngoài

ra

khi

lập

trình

cho

AT89C51,

Port

0

còn

dùng

để

nhận

mã

khi
lập

trình

và

xuất

mà

khi

kiểm

tra

(quá

trình

kiểm

tra

đòi

hỏi

phải

có

điện

trở
kéo

lên).
+ Port1

(chân

1

–

8)

chỉ

có

một

chức

năng

là

IO,

không

dùng

cho

mục
đích

khác (chỉ

trong

8032/8052/8952

thì

dùng

thêm

P1.0

và

P1.1

cho

bộ
định

thời

thứ

3).

Tại Port

1

đã

có

điện

trở

kéo

lên

nên

không

cần

thêm
điện

trở

ngoài.
Port

1

có

khả

năng

kéo

được

4

ngõ

TTL

và

còn

dùng

làm

8

bit

địa

chỉ
thấp trong quá

trình

lập

trình

hay

kiểm

tra.
Khi

dùng

làm

ngõ

vào,

Port

1

phải

được

set

mức

logic

1

trước

đó.
+ Port

2

(chân

21

–

28)

là

port

có

2

chức

năng:
Chức

năng

IO

(xuất

/

nhập):

có

khả

năng

kéo

được

4

ngõ

TTL.
Chức

năng

địa

chỉ:

dùng

làm

8

bit

địa

chỉ

cao

khi

cần

bộ

nhớ

ngoài

có

địa
chỉ16

bit.

Khi

đó,

Port

2

không

được

dùng

cho

mục

đích

IO.
Khi

dùng

làm

ngõ

vào,

Port

2

phải

được

set

mức

logic

1

trước

đó.
Khi

lập

trình,

Port

2

dùng

làm

8

bit

địa

chỉ

cao

hay

một

số

tín

hiệu

điều
khiển.
+ Port

3

(chân

10

–

17)

là

port

có

2

chức

năng:
Chức

năng

IO:

có

khả

năng

kéo

được

4

ngõ

TTL.
Khi

dùng

làm

ngõ

vào,

Port

3

phải

được

set

mức

logic

1

trước

đó.
Chức

năng

khác:

mô

tả

như

bảng

dưới đây
Trang: 13
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
Bảng 2.1: Chức năng chân Port 3
Nguồn: Chân 40: VCC = 5V± 20%
Chân 20: GND
PSEN (Program

Store

Enable)

(chân

29):
C
ho

phép

đọc

bộ

nhớ

chương
trình

mở

rộng

đối

với

các

ứng
d

ụng

sử

dụng

ROM

ngoài,
thường được nối
đến chân OC (Out put Control)
của ROM

đểđọc

các

byte

mã

lệnh.

PSEN

sẽ
ở

mức

logic

0

trong

thời

gian

AT89C51

lấylệnh.Trong

quá

trình

này,

PSEN
sẽ

tích

cực

2

lần

trong

1

chu

kỳ

máy.
Mã

lệnh

của

chương

trình

được

đọc

từ

ROM

thông

qua

bus

dữ

liệu

(Port0)
và bus

địa

chỉ

(Port0

+

Port2).
Khi

8951

thi

hành

chương

trình

trong

ROM nội,

PSEN

sẽ

ở

mức

logic

1.
ALE/

PROG

(Address

Latch

Enable

/

Program)

(chân

30):
C
ho

phép

tách
các

đường

địa

chỉ

và

dữ

liệu

tại

Port

0 khi

truy

xuất

bộ

nhớ

ngoài.

ALE
thường

nối

với

chân

Clock

của

IC

chốt

(74373,74573).
Các

xung

tín

hiệu

ALE

có

tốc

độ

bằng

1/6

lần

tần

số

dao

động

trên

chip

và
Trang: 14
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
có thể

được

dùng

làm

tín

hiệu

clock

cho

các

phần

khác

của

hệ

thống.
Xung

này

có

thể cấm

bằng

cách

set

bit

0

của

SFR

tại

địa

chỉ

8Eh

lên

1.
Khi

đó,

ALE

chỉ

có

tác

dụng khi

dùng

làm

ngõ

vào xung

lập

trình

cho
ROM

nội

(

PR
OG

).
EA/VPP (External A
ccess)
(chân

31):
D
ùng

để

cho

phép

thực

thi

chương
trình

từ

ROM

ngoài.

Khi

nối

chân

31

với

Vcc,

AT89C51

sẽ

thực

thi

chương
trình

từ

ROM

nội

(tối

đa

8KB),ngượclại

thì

thực

thi

từ

ROM

ngoài

(tối

đa

64KB).

Ngoài ra chân EA được lấy làm chân cấp nguồn 12V lập trình cho
ROM.
RST

(chân

9):
C
ho

phép

reset

AT89C51

khi

ngõ

vào

tín

hiệu

đưa

lên
mức
“
1”

trong

ít

nhất

là

2

chu

kỳ

máy.
X1,X2(Chân 18.19):

Ngõ

vào

và

ngõ

ra

bộ

dao

động,

khi

sử

dụng

có

thể
chỉ

cần

kết

nối

thêm

thạch anh

và

các

tụ

như

hình

vẽ

trong

sơ

đồ.

Tần
số

thạch

anh

thường

sử

dụng

cho AT89C51

là

12Mhz.
Hình 2.6:

Sơ

đồ

kết

nối

thạch

anh
2.2.2. LCD
•
Cấu trúc cơ bản của LCD:
+ Cấu Tạo: Tính chất quang học của các tinh thể lỏng chúng được sử
dụng trong các hiển thị LCD (Liquid Crystal Display) .Các tinh thể bình
thường chúng ở thể rắn với sự định hướng đặc biệt . Tuy nhiên ở đây các thẻ
lỏng được cấu trúc từ các tinh thể động. Các tinh thể này có thể điều chỉnh bởi
Trang: 15
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
một điện trường đây là một cách để điều khiển chất lỏng thay đổi từ trong
suốt đến trạng thái mờ đục(Chắn sáng). Sơ đồ cấu trúc cơ bản của LCD như

hình dưới:
Hình 2.7: Sơ đồ cấu trúc của LCD
+ Nguyên Lý:
Tinh thể lỏng thì được chứa giữa hai tấm thủy tinh.Các điện cực chúng
được làm bay hơi và nắng đọng lên bên trong của các tấm thủy tinh,các điện
cực thì được cách li bởi tinh thể lỏng.Các tấm lọc phân cực sáng thì nằm bên
ngoài trên tấm thủy tinh.Có thể phụ thuộc vào vị trí của mặt phẳng phân
cực ,mà ánh sáng tới đi qua các điện cực có thể lọt qua tế bào hoặc
không.Tương ứng với mặt phẳng phân cực, tế bào không được điều khiển
xuất hiện hoàn toàn sáng hoặc tối.Ngày nay,hiển thị LCD được chế tạo chủ
yếu là sáng khi không có điều khiển.Để hiển thị các hệ thống chữ số hoặc ma
Trang: 16
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
trận điểm,thì các điện cực phải được chế tạo theo dạng như vậy. Nếu một điện
áp được cung cấp cho các điện cực và một điện trường sẽ được tạo ra giữa các
điện cực ,các phân tử của tinh thể lỏng được điều chỉnh .Những ảnh tối tương
ứng với hình dạng của điện cực được tạo ra trong trường hợp màn hình hoàn
toàn trong suốt ,trong lúc đó những ảnh được tạo ra trong trường hợp màn
hình hiển thị ở trạng thái cực mờ(chắn sáng:Ảnh trắng nền đen). Màn hình
hiển thị LCD vì vậy không phát sáng, do đó một nguồn sáng bên ngoài thì
luôn cần phải có. Với vấn đề chiếu sáng của màn hình LCD ,có 3 cách khác
nhau:
-Chế độ phản chiếu(Reflective Mode).
Trong chế độ này ánh sáng được chiếu tới từ phía trước của màn hình qua các
tấm lọc phân cực và điện cực rồi gặp đến gương(Mirror) phản xạ trở lại tạo
nguồn sáng xuyên qua màn hình đến mắt người.Trong trường hợp này ánh
sáng ban ngày hoặc ánh sáng trong phòng cũng đủ để làm nguồn sáng.
-Chế độ xuyên thẳng(Transflective Mode).
Trong chế độ này ánh sáng được chiếu từ phía trước và phía sau của màn hình

để tăng hiệu quả chiếu sáng. Gương phản xạ được sử dụng ở đây là một lớp
bán dẫn trong suốt chỉ cho ánh sáng từ phía sau đi qua và ánh sáng từ phía
trước tới.
-Chế độ truyền(Transmission Mode).
Trong chế độ này ánh sáng được chiếu từ phía saucuar màn hình bằng một
nguồn sáng nhân tạo có thẻ là một bóng đèn hoặc LED thậm chí là một miếng
phát sáng đặc biệt.
Tùy theo nhà sản xuất và loại LCD mà nguồn cung cấp từ 3 đến 15v.
Chúng được mô tả như hình vẽ dưới đây:
Trang: 17
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
Hình 2.8: Các kiểu cấu trúc của màn hình LCD
•
Chức năng các chân:
Chân Tên Chức Năng
1
Vss
Chân nối đất cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân
này với GND
của
mạch điều
khiển
2
Vdd
Chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối
chân này
với
V
cc

=5V của mạch điều
khiển
3
Vee
Chân này dùng để điều chỉnh độ tương phản của
LCD
4
RS
Chân chọn thanh ghi (Register
select).
+ Logic “0”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi
lệnh IR của LCD
(ở
chế độ “ghi” - write) hoặc nối
với bộ đếm địa chỉ của LCD (ở chế
độ
“đọc” -
read)
+ Logic “1”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ
Trang: 18
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
liệu DR bên
trong

LCD.
5
RW
Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write). Nối chân
R/W với logic “0”

để
LCD
hoạt
động ở chế độ ghi, hoặc nối với logic “1” để
LCD ở chế độ
đọc.
6
E
Chân cho phép (Enable). Sau khi các tín hiệu được đặt
lên bus
DB0-
DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có
1 xung cho phép của chân
E.
+ Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển
vào(chấp
nhận)
thanh ghi bên trong nó khi phát
hiện một xung (high-to-low
transition)
của tín hiệu
chân
E.
+ Ở chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-
DB7 khi phát
hiện
cạnh lên (low- to-high transition) ở chân E và được
LCD giữ ở bus
đến
khi nào chân E xuống mức

thấp.
7 14
DB0-
DB7
Tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin
với MPU. Có
2
chế độ sử dụng 8 đường bus này
:
+ Chế độ 8 bit : Dữ liệu được truyền trên cả 8 đường,
với bit MSB là
bit
DB7.
+ Chế độ 4 bit : Dữ liệu được truyền trên 4 đường từ
DB4 tới DB7,
bit
MSB là
DB7.
15,16
A,K
Đèn của
LCD
2.2.3. IC thời gian thực DS1307
• Chức năng các chân:
Trang: 19
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
Hình 2.9: Sơ đồ chân DS1307
X1,X2: nối với thạch anh 32,768 kHz
Vcc,GND: nguồn một chiều được cung cấp tới các chân này. Vcc là đầu vào

5V. Khi 5V được cung cấp thì thiết bị có thể truy cập hoàn chỉnh và dữ liệu có
thể đọc và viết. Khi pin 3V được nối tới thiết bị này và Vcc nhỏ hơn 1,25Vbat
thì quá trình đọc và viết không được thực thi,tuy nhiên chức năng
timekeeping không bị ảnh hưởng bởi điện áp vào thấp. Khi Vcc nhỏ hơn Vbat
thì RAM và timekeeper sẽ được ngắt tới nguồn cung cấp trong (thường là
nguồn 1 chiều 3V).
Vbat: Đầu vào pin cho bất kỳ một chuẩn pin 3V. Điện áp pin phải được giữ
trong khoảng từ 2,5 đến 3V để đảm bảo cho sự hoạt động của thiết bị.
SDA(serial data input/out): là chân vào ra cho 2 đường dây nối tiếp. Chân
SDA thiết kế theo kiểu cực máng hở , đòi hỏi phải có một điện trở kéo trong
khi hoạt động.
SCL(serial clock input): SCL được sử dụng để đồng bộ sự chuyển dữ liệu
trên đường dây nối tiếp
SQW/OUT(square wave/output driver)- khi được kích hoạt thì bit SQWE
được thiết lập, chân SQW/OUT phát đi 1 trong 4 tần số (1Hz, 4kHz, 8kHz,
32kHz). Chân này cũng được thiết kế theo kiểu cực máng hở vì vậy nó cũng
cần có một điện trở kéo trong. Chân này sẽ hoạt động khi cả Vcc và Vbat
được cấp.
• Một vài thông số kỹ thuật:
DS1307 là một IC thời gian thực với nguồn cung cấp nhỏ, dùng để cập
nhật thời gianvà ngày tháng với 56 bytes NV SRAM. Địa chỉ và dữliệu được
Trang: 20
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
truyền nối tiếp qua 2 đường bus 2 chiều. Nó cung cấp thông tin về
giờ,phút,giây ,thứ,ngày ,tháng, năm. Ngày cuối tháng sẽ tự động được điều
chỉnh với các tháng nhỏ hơn 31 ngày, bao gồm cả việc tự động nhảy năm.
Đồng hồ có thể hoạt động ở dạng 24h hoặc 12h với chỉ thị AM/PM. DS1307
có một mạch cảm biến điện áp dùng để dò các điện áp lỗi và tự động đóng
ngắt với nguồn pin cung cấp. DS 1307 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 các thanh
ghi sẽ được truy cập liên tục đến khi chỉ thị STOP được thực thi.
• Sơ đồ khối của DS1307:
Hình 2.10: Sơ đồ khối của DS1307
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
Trang: 21
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
decreaseimal). Bit 7 của thanh ghi seconds là bit clock halt(CH), khi bit này
được thiết lập 1 thì dao động disable, khi nó được xoá về 0 thì dao động được
enable.
Bảng 2.2: Bảng địa chỉ RAM
DS1307 có thể chạy ở chế độ 24h cũng như 12h. Bit thứ 6 của thanh ghi
hours là bit chọn chế độ 24h hoặc 12h. khi bit này ở mức cao thì chế độ 12h
được chọn. ở chế độ 12h thì bit 5 là bit AM/PM với mức cao là là PM. ở chế
độ 24h thì bit 5 là bit chỉ 20h(từ 20h đến 23h).
+ OUT(output control): Bit này điều khiển mức ra của chân SQW/OUT khi
đầu raxung vuông bị cấm. Nếu SQWE=0 thì mức logic ở chân SQW/OUT sẽ
là 1 nếu OUT=1,và =0 nếu OUT=0
+ SQWE(square wave enable): Bit này được thiết lập 1 sẽ cho phép đầu ra
của bộ tạo dao động. Tần số của đầu ra sóng vuông phụ thuộc vào giá trị của
RS1 và RS0.
Hoạt động:
DS1307 hỗ trợ truyền dữ liệu bus 2 dây 2 chiều. Một thiết bị gửi dữ
liệu lên đường truyền được định nghĩa như là 1 máy phát và một thiết bị nhận
dữ liệu như là máy nhận. Thiết bị điều khiển thông điệp gọi là Master. Thiết

Trang: 22
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
bị được điều khiển bởi Master được gọi là Slaver. Đường truyền (Bus) phải
được điều khiển bởi thiết bị master mà phát ra xung nối tiếp (Serial
Clock_SCL) điều khiển sự truy cập đường truyền và phát ra điều kiện bắt
đầu, dừng (Start ,Stop condition). DS1307 hoạt động như là Slave trên bus 2
dây.
Hình 11: Cấc hình bus 2 dây điển hình
Việc truyền dữ liệu chỉ có thể được bắt đầu khi bus không bận
Trong lúc truyền dữ liệu, đường dữ liệu phải ổn định bất cứ khi nào đường
Clock là cao (High). Do đó, các điều kiền về đường truyền sau được định
nghĩa:
Bus not busy:cả đường dữ liệu và xung đều ở mức cao (High)
Start data transfer: một sự thay đổi trong trang thái của đường dữ liệu từ
HIGH - LOW trong khi xung clock vẫn cao (H), đây là điều kiện bắt đầu
(Start Condition).
Stop data transfer: một sự thay đổi trong trang thái của đường dữ liệu từ
LOW - HIGH trong khi xung clock vẫn cao (H), đây là điều kiện dừng (Stop
Condition) .
Data valid: trạng thái của đường dữ liệu biểu diễn dữ liệu hợp lệ khi mà : sau
điều kiện Start đường dữ liệu ổn định trong khoảng thời gian chu kỳ cao
(HIGH) của tín hiệu clock. Dữ liệu trên đường phải thay đổi trong chu kỳ
Trang: 23
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
thấp (LOW) của tín hiệu clock. Có 1 xung clock/ 1 bit dữ liệu. Mỗi dữ liệu
truyền đi với điều kiện Start và kết thúc với điều kiện Stop. Số byte dữ liệu
truyền giữa điều kiện Start và Stop là không giới hạn và được quyết định bởi
thiết bị master. Sau khi một byte được truyền thì được báo nhận ở bộ thu với

bit thứ 9.
Acknowledge: Mỗi thiết bị nhận khi được định địa chỉ thì phải phát ra tín
hiệu báo nhận sau khi nhận mỗi byte. Thiết bị master phải phat ra thêm 1
xung clock để ghép với bit báo nhận này. Thiết bị báo nhận phải kéo đường
SDA xuống trong suốt xung clock báo nhận như là cách mà đường SDA ổn
định thấp trong chu kỳ High của xung clock báo nhận. Dĩ nhiên, thời gian
thiết lập và thời gian giữ (chờ) phải được tính toán đến. Master phải báo hiệu
kết thúc dữ liệu đến Slave bằng cách không phát ra một bit báo nhận trên byte
cuối cùng mà được ghi vào Slave. Trong trường hơp này, Slave phải để đường
dữ liệu ở mức cao (H) để cho phép Master phát ra điều kiện STOP.
Hai chế độ hoạt động của DS1307:
DS1307 có thể hoạt động ở 2 chế độ sau:
Chế độ slave nhận( chế độ DS1307 ghi):chuỗi dữ liệu và chuỗi xung clock 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 một truyền 1 chuỗi. nhận dạng địa chỉ được thực
hiện bởi phần cứng sau khi chấp nhận địa chỉ của slave và bit chiều. Byte địa
chỉ là byte đầu tiên nhận được sau khi điều kiện START được phát ra từ
master. Byte địa chỉ có chứa 7 bit địa chỉ của DS1307, là 1101000, tiếp theo
đó là bit chiều (R/ w ) cho phép ghi khi nó bằng 0. sau khi nhận và giải mã
byte địa chỉ thì thiết bị sẽ phát đi 1 tín hiệu acknowledge lên đường SDA. Sau
khi DS1307 nhận dạng được địa chỉ và bit ghi thì master sẽ gửi một địa chỉ
thanh ghi tới DS1307 , tạo ra một con trỏ thanh ghi trên DS1307 và master sẽ
Trang: 24
Trýờng Ðại Học SPKT Hýng yên Ðồ Án Tích Hợp Mức I
Khoa Ðiện_Ðiện Tử
truyền từng byte dữ liệu cho DS1307 sau mỗi bit acknowledge nhận được.
sau đó master sẽ truyền điều kiện STOP khi việc ghi hoàn thành.
Chế độ slave phát ( chế độ DS1307 đọc): byte đầu tiên slave nhận được tương
tự như chế độ slave ghi. Tuy nhiên trong chế độ này thì bit chiều lại chỉ chiều

truyền ngược lại. Chuỗi dữ liệu được phát đi trên SDA bởi DS 1307 trong khi
chuỗi xung clock vào chân SCL. Các điều kiện START và STOP được nhận
dạng khi bắt đầu hoặc kết thúc truyền một chuỗi. byte địa chỉ nhận được đầu
tiên khi master phát đi điều kiện START. Byte địa chỉ chứa 7 bit địa chỉ của
slave và 1 bit chiều cho phép đọc là 1. sau khi nhận và giải mã byte địa chỉ thì
thiết bị sẽ nhận 1 bit acknowledge trên đường SDA. Sau đó DS1307 bắt đầu
gửi dữ liệu tới địa chỉ con trỏ thanh ghi thông qua con trỏ thanh ghi. nếu con
trỏ thanh ghi không được viết vào trước khi chế độ đọc được thiết lập thì địa
chỉ đầu tiên được đọc sẽ là địa chỉ cuối cùng chứa trong con trỏ thanh ghi.
DS1307 sẽ nhận được một tín hiệu Not Acknowledge khi kết thúc quá trình
đọc.
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH
1.1. Mạch mô phỏng
Trang: 25