Download miễn phí Đồ án Đồng hồ trường học - Chương 3: Thiết kế phần cứng
Power-Up/Down: RTC hoạt động update thời gian và tất cả các dữ liệu trong RAM được lưu giữ không quan tâm tới nguồn cấp Vcc. Khi nguồn cấp trong phạm vi lớn hơn 4,25V thiết bị sẽ được truy cập sau 200ms, do oscillotor bên trong, đây cũng là thời gian để ổn định hệ thống bên trong.
Khi điện áp vào Vcc < 4,25V, chip-select input sẽ chịu tác động ở bên trong không tích cực, không quan tâm đến giá trị đầu vào . Do đó không thể viết được bất kỳ dữ liệu gì vào trong RTC (write-protected). Ở trạng thái này tất cả các chân vào bị được bỏ qua, các chân ra cao trở.
Khi điện áp Vcc ở mưc dưới hay xấp xỉ 3V RTC được cấp nguồn dự phòng bên trong để RTC tự update thời gian và lưu dữ liệu trong RAM.
Khi không có nguồn việc update thời gian có độ chính xác là: ± 1 giây trong 1 tháng ở 250C.
Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.
Ketnooi -
You must be registered for see links
Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ketnooi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
có thể lập trình được.
Chân đưa xung tạo ngắt tương thích với bus là .
Có 3 loại ngắt: Ngắt update thời gian 1 giây 1 lần, ngắt theo chu kỳ từ 122ms ÷ 500ms, ngắt theo sự kiện. Làm việc trong dải nhiệt độ 00C ÷ 700C.
3.2.1.3. Hoạt động và chức năng của các chân.
Hình 4. Sơ đồ hoạt động và chức năng của các chân DS12887.
Power-Up/Down: RTC hoạt động update thời gian và tất cả các dữ liệu trong RAM được lưu giữ không quan tâm tới nguồn cấp Vcc. Khi nguồn cấp trong phạm vi lớn hơn 4,25V thiết bị sẽ được truy cập sau 200ms, do oscillotor bên trong, đây cũng là thời gian để ổn định hệ thống bên trong.
Khi điện áp vào Vcc < 4,25V, chip-select input sẽ chịu tác động ở bên trong không tích cực, không quan tâm đến giá trị đầu vào . Do đó không thể viết được bất kỳ dữ liệu gì vào trong RTC (write-protected). Ở trạng thái này tất cả các chân vào bị được bỏ qua, các chân ra cao trở.
Khi điện áp Vcc ở mưc dưới hay xấp xỉ 3V RTC được cấp nguồn dự phòng bên trong để RTC tự update thời gian và lưu dữ liệu trong RAM.
Khi không có nguồn việc update thời gian có độ chính xác là: ± 1 giây trong 1 tháng ở 250C.
Vcc, GND: Cung cấp nguồn một chiều Vcc = 5V, cho phép truy cập dữ liệu vào ra. Khi Vcc < 4,25V không cho phép đọc viết, tuy nhiên dữ liệu trong RAM được lưu giữ RTC vẫn sử dụng nguồn ngoài. Vcc < 3V việc lưu giữ và update thời gian sẽ sử dụng nguồn bên trong.
MOT (Mode select): Chọn chế độ bus cho RTC. Khi chân này nối với Vcc thì mode của Motorola được chọn. Nối với GND mode của Intel được chọn.
SQW (Square -Wave Output): Chân này phát xung vuông với tần số tuỳ theo người lập trình viết giá trị thích hợp vào thanh ghi A, RTC không hoạt động khi Vcc < 4,25V.
Bảng 2. Bảng các tần số có thể lập trình được cho DS12887.
Select Bits Register A
TP1 Periodic Interrupt Rate
SQW Output Frequency
RS3
RS2
RS1
RS0
0
0
0
0
None
None
0
0
0
1
3.90625ms
256Hz
0
0
1
0
7.8125ms
128Hz
0
0
1
1
122.070µs
8.192kHz
0
1
0
0
244.141µs
4.096kHz
0
1
0
1
488.281µs
2.048kHz
0
1
1
0
976.5625µs
1.024kHz
0
1
1
1
1.953125ms
512Hz
1
0
0
0
3.90625ms
256Hz
1
0
0
1
7.8125ms
128Hz
1
0
1
0
15.625ms
64Hz
1
0
1
1
31.25ms
32Hz
1
1
0
0
62.5ms
16Hz
1
1
0
1
125ms
8Hz
1
1
1
0
250ms
4Hz
1
1
1
1
500ms
2Hz
AD0–AD7 (Multiplexed Bidirectional Address/Data Bus): Là bus chứa cả địa chỉ và dữ liệu trên cùng đường tín hiệu. Phần địa chỉ sẽ xuất hiện trong phần đầu tiên của một chu kỳ bus, phần thứ hai dành cho dữ liệu của chu kỳ. Sự chuyển đổi từ địa chỉ sang dữ liệu trong thời gian truy nhập RAM trong. Khi chốt địa chỉ thì AS/ALE ở mức thấp. Tiếp theo là dữ liệu sau khi DS hay tích cực trong chu kỳ viết. DS hay tích cực trong chu kỳ đọc. Khi kết thúc bus ở trạng thái cao trở khi DS ở mức thấp (trong chế độ bus của Motorola) hay không tích cực (trong chế độ bus của Intel).
AS (Address Strobe Input): Khi AS/ALE thấp địa chỉ được chốt trong DS12887.
DS (Data Strobe or Read Input): Chân DS/ có hai chế độ hoạt động, nó phụ thuộc vào mức của chân MOT. Khi MOT ở mức cao (chế độ Motorola), DS ở mức cao trong suốt phần còn lại của chu kỳ có tên là data strobe. Trong chu kỳ đọc tín hiệu DS điều khiển bus 2 chiều, trong chu kỳ viết dùng để chốt dữ liệu. Khi MOT ở mức thấp (chế độ bus của INTEL),DS được gọi là . Khi có tín hiệu thì DS12887 sẽ điều khiển bus đọc dữ liệu (giống như Output Enable).
R/ (Read/Write Input): Có hai chế độ:
Nếu bus kiểu Motorola R (Read) ở mức cao, (Write) ở mức thấp.
Nếu bus kiểu Intel R/ ở mức thấp giống như Output Enable.
(Chip - Select Input): Ở mức thấp để khi truy cập DS12887.
Hình 5. Đa hợp Bus địa chỉ và Bus dữ liệu của DS12887.
Bảng 3. Các tín hiệu trong chu kỳ hoạt động Bus của DS 12887.
AC ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vcc = 4,5V to 5,5V, 00C to +700C)
PARAMETER
SYMBOL
MIN
TYP
MAX
UNITS
NOTES
Cycle Time
TCYC
385
DC
ns
Pulse Width, DS/E Low or RD/ High
PWEL
150
ns
Pulse Width, DS/E High or RD/ Low
PWEH
125
ns
Input Rise and Fall Time
tR, tF
30
ns
R/Hold Time
tRWH
10
ns
R/Setup Time Before DS/E
tRWS
50
ns
Chip-Select Setup Time BeforeDS,, or
tCS
20
ns
Chip- Select Hold Time
tCH
0
ns
Read- Data Hold Time
tDHR
10
80
ns
Write- Data Hold Time
tDHW
0
ns
Muxed Address Valid Time to AS/ALE Fall
tASL
30
ns
Muxed Address Hold Time
tASH
10
ns
Delay Time DS/E to AS/ALE Rise
tASD
20
ns
Pulse Width AS/ALE High
PWASH
60
ns
Delay Time, AS/E to DS/E Rise
tASED
40
ns
Output Data Delay Time From DS/E or
tDDR
20
120
ns
6
Data Setup Time
tDSW
100
ns
Reset Pulse Width
tRWL
5
µs
Release from DS
tIRDS
2
µs
Release from
tIRR
2
µs
(Interrupt Request Ouput): Là một đầu ra tích cực thấp của DS12887, có thể được sử dụng làm một ngắt đầu vào cho vi xử lý.
(Reset Input): Chân này không ảnh hưởng tới giá trị của thanh ghi.Khi reset hay nguồn dưới 4,25V thì:
Các bit PEI, AIE, UF, IRQF, PF, AF, SQWE,UIE được xoá xuống 0.
Không cho phép truy cập cho đến khi RESET ở mức cao.
IRQ ở trạng thái cao trở.
Khi sử dụng DS12887 được nối với nguồn thì các thanh ghi điều khiển không bị ảnh hưởng.
3.2.1.4. Tổ chức bộ nhớ.
RTC12887 gồm 128 byte NV-RAM.
10 byte ghi thời gian và lịch.
4 byte dành cho điều khiển và đặt chế độ hoạt động của RTC.
114 byte RAM đa mục đích dành cho người sử dụng.
0
13
14
127
14 byte
00
0D
0E
7F
0
1
2 3 4
5 6 7 8 9 10 11 12 13
Seconds Seconds alarm Minutes Minutes alarm Hours Hours alarm Day of week Day of month Month
Year
Register A
Register B
Register C
Register D
Hình 6. Tổ chức bộ nhớ của DS12887.
Bảng 4. Địa chỉ của các thanh ghi chức năng của DS12887.
ADDRESS LOCATION
FUNTION
DECIMAL RANGE
DATA MODE RANGE
BINARY
BCD
0
Seconds
0 – 59
0 – 3B
00 – 59
1
Seconds Alarm
0 – 59
0 – 3B
00 – 59
2
Minutes
0 – 59
0 – 3B
00 – 59
3
Minutes Alarm
0 – 59
0 – 3B
00 – 59
4
Hours, 12-hour Mode
1 – 12
01– 0C AM, 81 – 8C PM
01– 12 AM, 81 – 92 PM
Hours, 24-hour Mode
0 – 23
00 – 17
0 – 23
5
Hours Alarm, 12-hour
1 – 12
01– 0C AM, 81 – 8C PM
01– 12 AM, 81 – 92 PM
Hours Alarm, 24-hour
0 – 23
00 – 17
0 – 23
6
Day of the week Sunday = 1
1 – 7
01 – 07
01 – 07
7
Date of the Month
1 – 31
01 – 1F
01 – 31
8
Month
1 – 12
01 – 1F
01 – 12
9
Year
0 – 99
00 – 63
00 - 99
Thanh ghi A:
BIT7
BIT6
BIT5
BIT4
BIT3
BIT2
BIT1
BIT0
UIP
DV2
DV1
DV0
RS3
RS2
RS1
RS0
UIP: Bit được set khi có ngắt, được xoá khi thực hiện update xong hay khi reset..
DV0 ÷ DV2: Các bit khởi động cho oscillater (010).
RS0 ÷ RS3: Các bit định tần số hoạt động của chân SQW.
Thanh ghi B:
BIT7
BIT6
BIT5
BIT4
BIT3
BIT2
BIT1
BIT0
IRQE
PF
AF
UF
0
0
0
0
IRQF: Bit cho phép tất cả các ngắt.
PF : Bit cho phép ngắt periodic.
AF : Bit cho phép ngắt alarm.
UP : Bit cho phép ngắt update.
Các bit trên phải được đọc để xoá về 0 thì mới gọi ngắt hay có thể được xoá về 0 khi reset.
Thanh ghi C:
BIT7
BIT6
BIT5
BIT4
BIT3
BIT2
BIT1
BIT0
SET
PIE
AIE
UIE
SQWE
DM
24/12
DSE
SET :Không ảnh hưởng khi reset, 0: update theo mỗi giây, 1: update theo chương trình đặt.
PIE :Cho phép ngắt periodic được xoá bởi reset.
AIE :Cho phép ngắt alarm được xoá bởi reset.
UIE :Cho phép ngắt update được xoá bởi reset.
SQWE :Cho phép phát xung ở chân SQW được xoá bởi reset.
DM :Chế độ viết Binary hay BCD.
24/12 :Chế độ đặt 24 giờ hay 12 giờ..
DSE :Chế độ đặt giờ theo mùa.
Nhiệt kế điện tử.
3.2.2.1. Mạch tương tự.
a) Chọn linh kiện.
Dải đo nhiệt độ môi trường trong khoảng 00C ÷ 1000C. Dùng cảm biến LM335 và mạch trừ có khuyếch đại.
Hoạt động của LM335: Khi bơm dòng 400 mA ÷ 5 mA cho...
Chân đưa xung tạo ngắt tương thích với bus là .
Có 3 loại ngắt: Ngắt update thời gian 1 giây 1 lần, ngắt theo chu kỳ từ 122ms ÷ 500ms, ngắt theo sự kiện. Làm việc trong dải nhiệt độ 00C ÷ 700C.
3.2.1.3. Hoạt động và chức năng của các chân.
Hình 4. Sơ đồ hoạt động và chức năng của các chân DS12887.
Power-Up/Down: RTC hoạt động update thời gian và tất cả các dữ liệu trong RAM được lưu giữ không quan tâm tới nguồn cấp Vcc. Khi nguồn cấp trong phạm vi lớn hơn 4,25V thiết bị sẽ được truy cập sau 200ms, do oscillotor bên trong, đây cũng là thời gian để ổn định hệ thống bên trong.
Khi điện áp vào Vcc < 4,25V, chip-select input sẽ chịu tác động ở bên trong không tích cực, không quan tâm đến giá trị đầu vào . Do đó không thể viết được bất kỳ dữ liệu gì vào trong RTC (write-protected). Ở trạng thái này tất cả các chân vào bị được bỏ qua, các chân ra cao trở.
Khi điện áp Vcc ở mưc dưới hay xấp xỉ 3V RTC được cấp nguồn dự phòng bên trong để RTC tự update thời gian và lưu dữ liệu trong RAM.
Khi không có nguồn việc update thời gian có độ chính xác là: ± 1 giây trong 1 tháng ở 250C.
Vcc, GND: Cung cấp nguồn một chiều Vcc = 5V, cho phép truy cập dữ liệu vào ra. Khi Vcc < 4,25V không cho phép đọc viết, tuy nhiên dữ liệu trong RAM được lưu giữ RTC vẫn sử dụng nguồn ngoài. Vcc < 3V việc lưu giữ và update thời gian sẽ sử dụng nguồn bên trong.
MOT (Mode select): Chọn chế độ bus cho RTC. Khi chân này nối với Vcc thì mode của Motorola được chọn. Nối với GND mode của Intel được chọn.
SQW (Square -Wave Output): Chân này phát xung vuông với tần số tuỳ theo người lập trình viết giá trị thích hợp vào thanh ghi A, RTC không hoạt động khi Vcc < 4,25V.
Bảng 2. Bảng các tần số có thể lập trình được cho DS12887.
Select Bits Register A
TP1 Periodic Interrupt Rate
SQW Output Frequency
RS3
RS2
RS1
RS0
0
0
0
0
None
None
0
0
0
1
3.90625ms
256Hz
0
0
1
0
7.8125ms
128Hz
0
0
1
1
122.070µs
8.192kHz
0
1
0
0
244.141µs
4.096kHz
0
1
0
1
488.281µs
2.048kHz
0
1
1
0
976.5625µs
1.024kHz
0
1
1
1
1.953125ms
512Hz
1
0
0
0
3.90625ms
256Hz
1
0
0
1
7.8125ms
128Hz
1
0
1
0
15.625ms
64Hz
1
0
1
1
31.25ms
32Hz
1
1
0
0
62.5ms
16Hz
1
1
0
1
125ms
8Hz
1
1
1
0
250ms
4Hz
1
1
1
1
500ms
2Hz
AD0–AD7 (Multiplexed Bidirectional Address/Data Bus): Là bus chứa cả địa chỉ và dữ liệu trên cùng đường tín hiệu. Phần địa chỉ sẽ xuất hiện trong phần đầu tiên của một chu kỳ bus, phần thứ hai dành cho dữ liệu của chu kỳ. Sự chuyển đổi từ địa chỉ sang dữ liệu trong thời gian truy nhập RAM trong. Khi chốt địa chỉ thì AS/ALE ở mức thấp. Tiếp theo là dữ liệu sau khi DS hay tích cực trong chu kỳ viết. DS hay tích cực trong chu kỳ đọc. Khi kết thúc bus ở trạng thái cao trở khi DS ở mức thấp (trong chế độ bus của Motorola) hay không tích cực (trong chế độ bus của Intel).
AS (Address Strobe Input): Khi AS/ALE thấp địa chỉ được chốt trong DS12887.
DS (Data Strobe or Read Input): Chân DS/ có hai chế độ hoạt động, nó phụ thuộc vào mức của chân MOT. Khi MOT ở mức cao (chế độ Motorola), DS ở mức cao trong suốt phần còn lại của chu kỳ có tên là data strobe. Trong chu kỳ đọc tín hiệu DS điều khiển bus 2 chiều, trong chu kỳ viết dùng để chốt dữ liệu. Khi MOT ở mức thấp (chế độ bus của INTEL),DS được gọi là . Khi có tín hiệu thì DS12887 sẽ điều khiển bus đọc dữ liệu (giống như Output Enable).
R/ (Read/Write Input): Có hai chế độ:
Nếu bus kiểu Motorola R (Read) ở mức cao, (Write) ở mức thấp.
Nếu bus kiểu Intel R/ ở mức thấp giống như Output Enable.
(Chip - Select Input): Ở mức thấp để khi truy cập DS12887.
Hình 5. Đa hợp Bus địa chỉ và Bus dữ liệu của DS12887.
Bảng 3. Các tín hiệu trong chu kỳ hoạt động Bus của DS 12887.
AC ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vcc = 4,5V to 5,5V, 00C to +700C)
PARAMETER
SYMBOL
MIN
TYP
MAX
UNITS
NOTES
Cycle Time
TCYC
385
DC
ns
Pulse Width, DS/E Low or RD/ High
PWEL
150
ns
Pulse Width, DS/E High or RD/ Low
PWEH
125
ns
Input Rise and Fall Time
tR, tF
30
ns
R/Hold Time
tRWH
10
ns
R/Setup Time Before DS/E
tRWS
50
ns
Chip-Select Setup Time BeforeDS,, or
tCS
20
ns
Chip- Select Hold Time
tCH
0
ns
Read- Data Hold Time
tDHR
10
80
ns
Write- Data Hold Time
tDHW
0
ns
Muxed Address Valid Time to AS/ALE Fall
tASL
30
ns
Muxed Address Hold Time
tASH
10
ns
Delay Time DS/E to AS/ALE Rise
tASD
20
ns
Pulse Width AS/ALE High
PWASH
60
ns
Delay Time, AS/E to DS/E Rise
tASED
40
ns
Output Data Delay Time From DS/E or
tDDR
20
120
ns
6
Data Setup Time
tDSW
100
ns
Reset Pulse Width
tRWL
5
µs
Release from DS
tIRDS
2
µs
Release from
tIRR
2
µs
(Interrupt Request Ouput): Là một đầu ra tích cực thấp của DS12887, có thể được sử dụng làm một ngắt đầu vào cho vi xử lý.
(Reset Input): Chân này không ảnh hưởng tới giá trị của thanh ghi.Khi reset hay nguồn dưới 4,25V thì:
Các bit PEI, AIE, UF, IRQF, PF, AF, SQWE,UIE được xoá xuống 0.
Không cho phép truy cập cho đến khi RESET ở mức cao.
IRQ ở trạng thái cao trở.
Khi sử dụng DS12887 được nối với nguồn thì các thanh ghi điều khiển không bị ảnh hưởng.
3.2.1.4. Tổ chức bộ nhớ.
RTC12887 gồm 128 byte NV-RAM.
10 byte ghi thời gian và lịch.
4 byte dành cho điều khiển và đặt chế độ hoạt động của RTC.
114 byte RAM đa mục đích dành cho người sử dụng.
0
13
14
127
14 byte
00
0D
0E
7F
0
1
2 3 4
5 6 7 8 9 10 11 12 13
Seconds Seconds alarm Minutes Minutes alarm Hours Hours alarm Day of week Day of month Month
Year
Register A
Register B
Register C
Register D
Hình 6. Tổ chức bộ nhớ của DS12887.
Bảng 4. Địa chỉ của các thanh ghi chức năng của DS12887.
ADDRESS LOCATION
FUNTION
DECIMAL RANGE
DATA MODE RANGE
BINARY
BCD
0
Seconds
0 – 59
0 – 3B
00 – 59
1
Seconds Alarm
0 – 59
0 – 3B
00 – 59
2
Minutes
0 – 59
0 – 3B
00 – 59
3
Minutes Alarm
0 – 59
0 – 3B
00 – 59
4
Hours, 12-hour Mode
1 – 12
01– 0C AM, 81 – 8C PM
01– 12 AM, 81 – 92 PM
Hours, 24-hour Mode
0 – 23
00 – 17
0 – 23
5
Hours Alarm, 12-hour
1 – 12
01– 0C AM, 81 – 8C PM
01– 12 AM, 81 – 92 PM
Hours Alarm, 24-hour
0 – 23
00 – 17
0 – 23
6
Day of the week Sunday = 1
1 – 7
01 – 07
01 – 07
7
Date of the Month
1 – 31
01 – 1F
01 – 31
8
Month
1 – 12
01 – 1F
01 – 12
9
Year
0 – 99
00 – 63
00 - 99
Thanh ghi A:
BIT7
BIT6
BIT5
BIT4
BIT3
BIT2
BIT1
BIT0
UIP
DV2
DV1
DV0
RS3
RS2
RS1
RS0
UIP: Bit được set khi có ngắt, được xoá khi thực hiện update xong hay khi reset..
DV0 ÷ DV2: Các bit khởi động cho oscillater (010).
RS0 ÷ RS3: Các bit định tần số hoạt động của chân SQW.
Thanh ghi B:
BIT7
BIT6
BIT5
BIT4
BIT3
BIT2
BIT1
BIT0
IRQE
PF
AF
UF
0
0
0
0
IRQF: Bit cho phép tất cả các ngắt.
PF : Bit cho phép ngắt periodic.
AF : Bit cho phép ngắt alarm.
UP : Bit cho phép ngắt update.
Các bit trên phải được đọc để xoá về 0 thì mới gọi ngắt hay có thể được xoá về 0 khi reset.
Thanh ghi C:
BIT7
BIT6
BIT5
BIT4
BIT3
BIT2
BIT1
BIT0
SET
PIE
AIE
UIE
SQWE
DM
24/12
DSE
SET :Không ảnh hưởng khi reset, 0: update theo mỗi giây, 1: update theo chương trình đặt.
PIE :Cho phép ngắt periodic được xoá bởi reset.
AIE :Cho phép ngắt alarm được xoá bởi reset.
UIE :Cho phép ngắt update được xoá bởi reset.
SQWE :Cho phép phát xung ở chân SQW được xoá bởi reset.
DM :Chế độ viết Binary hay BCD.
24/12 :Chế độ đặt 24 giờ hay 12 giờ..
DSE :Chế độ đặt giờ theo mùa.
Nhiệt kế điện tử.
3.2.2.1. Mạch tương tự.
a) Chọn linh kiện.
Dải đo nhiệt độ môi trường trong khoảng 00C ÷ 1000C. Dùng cảm biến LM335 và mạch trừ có khuyếch đại.
Hoạt động của LM335: Khi bơm dòng 400 mA ÷ 5 mA cho...