MIT

RTC - Real time clock

RTC modul (Real-Time Clock), je specializovaný integrovaný obvod, který uchovává přesný čas a datum i při výpadku napájení díky zabudované záložní baterii. S mikroprocesorem komunikuje přes I2C sběrnici. Záložní baterie (obvykle malá knoflíková, v našem případě CR1225) zajišťuje chod i bez hlavního napájení. V našem přípravku máme osazen RTC modul DS1307 (datasheet zde).

K RTC obvodu se obvykle připojuje krystal o frekvenci 32,768 kHz. Proč zrovna tato hodnota? Protože 32 768 je mocnina dvou (2¹⁵ = 32 768), to znamená, že RTC obvod může tuto frekvenci 15krát vydělit dvěma a dostane přesně 1 Hz – tedy jeden puls za sekundu. Díky tomu není potřeba složitý dělicí obvod, stačí jednoduchý binární čítač.

image

I2C (TWI) komunikace - základy, adresa, master/slave

I²C (Inter-Integrated Circuit, u Atmelu označována TWI) je sériová sběrnice pro komunikaci mezi mikrokontroléry a periferiemi. Používá dva signální vodiče: SDA (Serial Data) – přenos dat SCL (Serial Clock) – hodinový signál

Komunikace probíhá v režimu master-slave, kde master řídí přenos. Každé zařízení má unikátní adresu a lze připojit více zařízení na stejné dvě linky. Hezký článek o I2C komunikaci zde. A další článek o různých dalších sběrnicích

image

Zdroj obrázku: https://www.hibit.dev/posts/102/communication-protocols-uart-i2c-and-spi

image

Registry DS1307

Pomocí I2C sběrnice můžeme vyčítat nebo zapisovat obsah registrů DS1307. V datasheetu najdeme rozložení jednotlivých časových údajů:

image

RAM paměť v DS1307

RTC čip DS1307 obsahuje kromě obvodu reálného času i 56 bajtů RAM paměti. Ta je sice napěťově závislá (narozdíl od paměti EEPROM) a bez napájení se data ztratí, ale tím, že má modul vlastní baterii, data zůstanou zachována i když odpojíme napájecí adaptér přípravku. Paměť lze libovolně číst a zapisovat přes I²C sběrnici. Využít ji můžeme například k ukládání uživatelských dat a parametrů, které by měly zůstat zachovány i po vypnutí napájení. Adresa RAM v DS1307 začíná od 0x08 a končí na 0x3F.

Knihovny pro I2C a DS1307

Pro usnadnění práce můžeme použít hotové knihovny pro I2C a RTC obvod DS1307 i2c.c, i2c.h, DS1307.c, DS1307.h. Knihovny přidáte stejně jako knihovnu pro LCD. Projděte si zejména soubor DS1307.h kde najdete deklarace funkcí, které knihovna obsahuje.

Úkoly

  1. Zobrazte na LCD displeji čas a datum.
    • Přidejte si do projektu potřebné knihovny. Stáhněte si následující soubory (přes pravé tlačítko a Uložit odkaz jako): i2c.c, i2c.h, DS1307.c, DS1307.h, lcd.c a lcd.h.
    • Na začátek programu přidejte include všech přidaných knihoven:
     #include "lcd.h" // knihovna pro práci s LCD displejem
 #include <stdio.h> // tato knihovna obsahuje funkci sprintf()
 #include "i2c.h" // knihovna pro práci s I2C sběrnicí
 #include "DS1307.h" // knihovna pro ovládání RTC obvodu DS1307
    • Na začátku funkce main() také musíte inicializovat I2C komunikaci. K tomu slouží funkce i2c_ini();.
    • Funkce pro získání času najdete v souboru DS1307.h . Začněte nejprve zobrazením sekund. Pokud by RTC modul vracel hodnotu sekund 80, znamená to, že je RTC modul zastaven (bit Clock Hold (CH) na adrese 0x00 je nastaven v log. 1. To napravíte tak, že bit CH vynulujete, např. takto: DS1307_set_seconds(0);.

  2. Pokud není na RTC přesný čas, nastavte jej funkcemi DS1307_set_xx().

  3. Napište program, který čte z RTC pouze sekundy (jednou za sekundu). Změřte I2C komunikaci pomocí logického analyzeru (signál SCL je na pinu PD.0, SDA je na pinu PD.1). Zkuste v softwaru logického analyzeru nastavit dekódování I2C sběrnice a rozlišit v datech informaci o sekundách.

  4. Na displeji zobrazujte počet stisknutí tlačítka. Po odpojení a opětovném připojení napájení by se tento počet neměl vynulovat, ale pokračovat od poslední zaznamenané hodnoty. Pro ukládání počtu stisků použijte RAM v modulu DS1307 a při startu programu hodnotu načtěte zpět.

Zpět na obsah

This site is open source. Improve this page.