RTC to urządzenie elektroniczne, które odgrywa istotną rolę w projektowanie systemów wbudowanych w czasie rzeczywistym . Zapewnia dokładny czas i datę w różnych aplikacjach, takich jak zegar systemowy, system obecności uczniów i alarm itp., Które śledzą aktualny czas i zapewniają spójne wyniki dla odpowiedniego zadania. W artykule przedstawiono interfejs RTC z mikrokotrolerem 8051 oraz podstawowe zasady dostępu do rejestrów wewnętrznych.

“na generatorze fal sinusoidalnych wzmacniacza ”

Połączenie RTC z mikrokontrolerem 8051

Programowanie i łączenie zegara czasu rzeczywistego

Interfejs RTC z mikrokontrolerem 8051 jest podobny do wszystkich innych rodzajów „zegarów czasu rzeczywistego”, z którymi jest połączony. Przyjrzyjmy się więc prostemu interfejsowi RTC z Mikrokontroler 8051 i procedura programowania z tym związana.

Krok 1: Wybierz urządzenie RTC

W świecie wbudowanym czasu rzeczywistego dostępne są różne rodzaje chipów RTC, które są klasyfikowane na podstawie różnych kryteriów, takich jak typ pakietu, napięcie zasilania i konfiguracja pinów itp. Kilka typów urządzeń RTC jest

Dwuprzewodowy interfejs szeregowy (magistrala I2C)
Trójprzewodowy interfejs szeregowy (magistrala USB)
Czteroprzewodowy interfejs szeregowy (SPI BUS)

Najpierw musimy wybrać typ urządzenia RTC według kategorii w oparciu o wymagania, takie jak I2C Bus RTC lub SPI Bus RTC lub inne, które są odpowiednie do połączenia z odpowiednim mikrokontrolerem. Następnie możemy wybrać cechy urządzenia RTC w zależności od wymagań aplikacji, takich jak żywotność baterii, odpowiedni pakiet i częstotliwość zegara. Rozważmy połączenie dwuprzewodowe RTC z mikrokontrolerem 8051, takim jak DS1307 .

Krok 2: Rejestr wewnętrzny i adres urządzenia RTC

RTC oznacza zegar czasu rzeczywistego, który podaje lata, miesiące, tygodnie, dni, godziny, minuty i sekundy w oparciu o częstotliwość kryształów. RTC składa się z wbudowanego Pamięć RAM do przechowywania danych . Podtrzymanie bateryjne zostanie zapewnione w przypadku awarii głównego zasilania poprzez podłączenie baterii do urządzenia RTC.

Konfiguracja RTC DB1307:

Wewnętrzne bloki RTC i schemat pinów

A0, A1, A2: to piny adresowe układu RTC DB1307, które mogą służyć do komunikacji z urządzeniem nadrzędnym. Możemy sterować ośmioma urządzeniami za pomocą interfejsu RTC Mikrokontroler 8051 przez bity A0, A1, A2 przy użyciu protokołu I2C.

VCC i GND: VCC i GND to odpowiednio piny zasilania i uziemienia. To urządzenie działało w zakresie od 1,8 V do 5,5 V.

VBT: VBT to pin zasilania bateryjnego. Zasilanie bateryjne musi być utrzymywane w zakresie od 2 V do 3,5 V.

SCL: SCL jest pinem zegara szeregowego i służy do synchronizacji danych w interfejsie szeregowym.

SDL: Jest to szeregowy pin wejścia i wyjścia. Służy do przesyłania i odbierania danych przez interfejs szeregowy.

Wylogowanie: Jest to opcjonalny pin wyjściowy fali prostokątnej.

OSC0 i OSC1: Są to piny oscylatora kwarcowego, które służą do dostarczania sygnałów zegarowych do urządzenia RTC. Standardowa częstotliwość kryształu kwarcu wynosi 22,768 kHz.

Adresowanie urządzeń:

Protokół magistrali I2C umożliwia jednoczesne korzystanie z wielu urządzeń podrzędnych. Każde urządzenie slave musi mieć własny adres do reprezentowania na nim. Urządzenie master komunikuje się z określonym urządzeniem slave za pomocą adresu. Adres urządzenia RTC to „0xA2”, gdzie „1010” jest nadawany przez producenta, a A0, A1, A2 to adres definiowany przez użytkownika, który jest używany do komunikacji z ośmioma urządzeniami RTC na Protokół magistrali I2C .

Adresowanie urządzenia

Bit R / W jest używany do wykonywania operacji odczytu i zapisu w RTC. Jeśli R / W = 0, operacja zapisu jest wykonywana, a R / W = 1 dla operacji odczytu.

Adres operacji odczytu RTC = „0xA3”

Adres operacji zapisu RTC = „0xA2”

Rejestry pamięci i adres:

Rejestry RTC są zlokalizowane w lokalizacjach adresowych od 00h do 0Fh, a rejestry pamięci RAM są zlokalizowane w lokalizacjach adresowych od 08h do 3Fh, jak pokazano na rysunku. Rejestry RTC służą do zapewnienia funkcjonalności kalendarza i godziny jazdy oraz do wyświetlania weekendów.

Rejestry pamięci i adres

Rejestry kontroli / statusu:

DB1307 składa się z dwóch dodatkowych rejestrów, takich jak sterowanie / stan1 i sterowanie / stan2, które są używane do sterowania zegarem czasu rzeczywistego i przerywa .

Rejestr sterowania / stanu 1:

Rejestr stanu kontroli 1

TEST1 = 0 tryb normalny

= 1 tryb testowy zegara zewnętrznego

STOP = 0 RTC uruchamia się

= 1 zatrzymanie RTC

TESTC = 0 reset po włączeniu wyłączony

= resetowanie po włączeniu włączone

Rejestr sterowania / stanu 2:

Rejestr stanu kontroli 2

TI / TP = 0 INT aktywny cały czas

= 1 INT aktywny wymagany czas

AF = 0 Alarm nie pasuje

= 1 Dopasowanie alarmu

TF = 0 Przepełnienie timera nie występuje

= 1 Wystąpiło przepełnienie timera

ALE = 0 Przerwania alarmowe wyłączone

= 1 Przerwania alarmu włączone

TIE = 0 Przerwania timera wyłączone

= 1 Przerwania timera włączone

Krok 3: Łączenie RTC ds1307 z 8051

RTC może być połączony z mikrokontrolerem używając różnych protokołów magistrali szeregowej, takich jak I2C i Protokoły SPI które zapewniają łącze komunikacyjne między nimi. Rysunek pokazuje interfejs zegara czasu rzeczywistego z mikrokontrolerem 8051 przy użyciu protokołu magistrali I2C. I2C to dwukierunkowy protokół szeregowy, który składa się z dwóch przewodów, takich jak SCL i SDA, do przesyłania danych między urządzeniami podłączonymi do magistrali. Mikrokontroler 8051 nie ma wbudowanego urządzenia RTC, dlatego połączyliśmy się zewnętrznie za pomocą Komunikacja szeregowa za zapewnienie składanych danych.

Połączenie RTC z mikrokontrolerem 8051

Urządzenia I2C mają wyjścia z otwartym drenem, dlatego rezystory podciągające muszą być podłączone do linii magistrali I2C ze źródłem napięcia. Jeśli rezystory nie zostaną podłączone do linii SCL i SDL, magistrala nie będzie działać.

Krok 4: Format ramek danych RTC

Ponieważ interfejs RTC z mikrokontrolerem 8051 korzysta z magistrali I2C, transfer danych odbywa się w postaci bajtów lub pakietów, a po każdym bajcie następuje potwierdzenie.

Przesyłanie ramki danych:

W trybie nadawania master zwalnia warunek startu po wybraniu urządzenia slave za pomocą bitu adresu. Bit adresu zawiera 7-bitów, które wskazują urządzenia slave jako adres ds1307. Dane szeregowe i zegar szeregowy są przesyłane liniami SCL i SDL. Warunki START i STOP są rozpoznawane jako początek i koniec transferu szeregowego. Po operacjach odbioru i transmisji następuje bit R / W.

Przesyłanie ramki danych

Początek: Przede wszystkim sekwencja przesyłania danych zainicjowana przez mastera generującego warunek startowy.

Adres 7-bitowy: Następnie master wysyła adres slave w dwóch formatach 8-bitowych zamiast pojedynczego adresu 16-bitowego.

Adres rejestru kontroli / stanu: Adres rejestru sterowania / stanu ma zezwalać na rejestry stanu sterowania.

Rejestr sterowania / stanu 1: Rejestr statusu sterowania1 używany do włączania urządzenia RTC

Rejestr sterowania / stanu 2: Służy do włączania i wyłączania przerwań.

R / W: Jeśli wartość bitów odczytu i zapisu jest niska, wykonywana jest operacja zapisu.

NIESTETY: Jeżeli operacja zapisu jest wykonywana w urządzeniu slave, to odbiornik wysyła 1-bitowy ACK do mikrokontrolera.

Zatrzymać: Po zakończeniu operacji zapisu w urządzeniu slave mikrokontroler wysyła stan zatrzymania do urządzenia slave.

Odbieranie ramki danych:

Odbieranie ramki danych

Początek: Przede wszystkim sekwencja przesyłania danych zainicjowana przez mastera generującego warunek startowy.

Adres 7-bitowy: Następnie master wysyła adres slave w dwóch formatach 8-bitowych zamiast pojedynczego adresu 16-bitowego.

Adres rejestru kontroli / stanu: Adres rejestru sterowania / stanu ma zezwalać na rejestry stanu sterowania.

Rejestr sterowania / stanu1: Rejestr stanu sterowania1 używany do włączania urządzenia RTC

Rejestr sterowania / stanu 2: Służy do włączania i wyłączania przerwań.

R / W: Jeśli wartość bitów odczytu i zapisu jest wysoka, wykonywana jest operacja odczytu.

NIESTETY: Jeżeli operacja zapisu jest wykonywana w urządzeniu slave, to odbiornik wysyła 1-bitowy ACK do mikrokontrolera.

Zatrzymać: Po zakończeniu operacji zapisu w urządzeniu slave mikrokontroler wysyła stan zatrzymania do urządzenia slave.

Krok 5: Programowanie RTC

Napisz operację z Master do Slave:

Wydaj warunek początkowy z mastera na slave
Prześlij adres slave w trybie zapisu na linii SDL
Wyślij adres rejestru kontrolnego
Wyślij kontrolę / status register1value
Wyślij wartość register2 sterowania / stanu
Wyślij datę, podobnie jak minuty, sekundy i godziny
Wyślij bit stopu

#zawierać

sbit SCL = P2 ^ 5
sbit SDA = P2 ^ 6
void start ()
void hosts (unsigned char)
opóźnienie (znak bez znaku)

void main ()
{

początek()
write (0xA2) // adres slave //
write (0x00) // adres rejestru kontrolnego //
write (0x00) // wartość rejestru sterującego 1 //
write (0x00) // control regiter2 vlaue //
write (0x28) // wartość sec //
write (0x50) // wartość minutowa //
write (0x02) // wartość godzin //
}

void start ()
{

SDA = 1 // przetwarzanie danych //
SCL = 1 // zegar jest wysoki //
opóźnienie (100)
SDA = 0 // wysłał dane //
opóźnienie (100)
SCL = 0 // sygnał zegara jest niski //
}
void write (unsigned char d)
{

Odczytaj operację ze slave do mastera:

#zawierać
sbit SCL = P2 ^ 5
sbit SDA = P2 ^ 6
void start ()
void write (usigned char)
void read ()
void ACK ()
void delay (unsigned char)
void main ()
{
początek()
write (0xA3) // adres slave w trybie odczytu //
czytać()
Niestety()
sec = wartość
}
void start ()
{

bez znaku char k, j = 0 × 80
dla (k = 0k<8k++)
{
SDA = (d & j)
J = j >> 1
SCL = 1
opóźnienie (4)
SCL = 0
}
SDA = 1
SCL = 1
opóźnienie (2)
c = SDA
opóźnienie (2)
SCL = 0
}
nieważne opóźnienie (int p)
{
unsignedinta, b
Dla (a = 0a<255a++) //delay function//
Dla (b = 0b}
Nieważne przeczytaj ()
{
Znak bez znaku j, z = 0 × 00, q = 0 × 80
SDA = 1
dla (j = 0j<8j++)
{
SCL = 1
opóźnienie (100)
flaga = SDA
if (flaga == 1)

z = (z
void ACK ()
{
SDA = 0 // Linia SDA przechodzi na niski //
SCL = 1 // zegar od wysokiego do niskiego //
opóźnienie (100)
SCL = 0
}

Są to kroki niezbędne do połączenia RTC z mikrokontrolerem 8051. Oprócz tych kroków, ramki danych używane do przesyłania i odbierania danych są również omówione w tym artykule w celu zrozumienia przez użytkownika odpowiedniego programowania. Aby uzyskać dalszą pomoc dotyczącą tej koncepcji, możesz zostawić komentarz poniżej.