Relógio em tempo real usando PIC16F877A e DS1307 RTC – CCS C

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Interface PIC16F877A com DS1307 RTC

Este tópico mostra como construir um relógio de tempo real (RTC) usando o microcontrolador PIC16F877A e um chip de baixo custo que é o DS1307.

O DS1307 é um circuito integrado de 8 pinos que utiliza o protocolo de comunicação I2C para se comunicar com o dispositivo mestre que no nosso caso é o microcontrolador PIC16F877A. Este pequeno chip pode contar segundos, minutos, horas, dia, data, mês e ano com ano bissexto até o ano 2100.

O DS1307 recebe e transfere dados (dados do relógio e dados do calendário) no formato BCD, então após receber os dados temos que converter esses dados em dados decimais, e antes de gravar os dados no DS1307 temos que converter esses dados do formato decimal para BCD. Por exemplo temos o número BCD 33, convertendo este número em decimal dá 21.

A imagem a seguir mostra as configurações de pinos do DS1307:

E o circuito a seguir é um circuito operacional típico para o DS1307 RTC:

Uma bateria de 3V pode ser conectada entre VBAT e GND, que pode ser usada como entrada de alimentação de backup.
O DS1307 usa um cristal externo de 32.768KHz e não há necessidade de adicionar resistores ou capacitores com ele.
Mais informações estão no datasheet do DS1307 RTC.

Interface PIC16F877A com DS1307 RTC:

A imagem a seguir mostra o diagrama esquemático do circuito de interface.

O circuito é claro e simples. O LCD é usado para exibir a hora e a data. Existem dois botões de pressão para ajustar a hora e a data, conforme mostrado no vídeo abaixo.

 

Interface PIC16F877A com código DS1307 RTC CCS C:

O código C a seguir é o código completo deste projeto.
O módulo I2C de hardware PIC16F877A é usado em 100KHz.

// Interfacing PIC16F877A with DS1307 RTC CCS C code

//LCD module connections
#define LCD_RS_PIN PIN_B0
#define LCD_RW_PIN PIN_B1
#define LCD_ENABLE_PIN PIN_B2
#define LCD_DATA4 PIN_B3
#define LCD_DATA5 PIN_B4
#define LCD_DATA6 PIN_B5
#define LCD_DATA7 PIN_B6
//End LCD module connections

#include <16F877A.h>
#fuses HS,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP                       
#use delay(clock = 8000000)
#include 
#use fast_io(D)
#use I2C(master, I2C1, FAST=100000)

char time[] = "TIME:  :  :  ";
char calendar[] = "DATE:  /  /20  ";
unsigned int8 second, second10, minute, minute10,
               hour, hour10, date, date10, month, month10,
               year, year10, day;
void ds1307_display(){
  second10  =  (second & 0x70) >> 4;
  second = second & 0x0F;
  minute10  =  (minute & 0x70) >> 4;
  minute = minute & 0x0F;
  hour10  =  (hour & 0x30) >> 4;
  hour = hour & 0x0F;
  date10  =  (date & 0x30) >> 4;
  date = date & 0x0F;
  month10  =  (month & 0x10) >> 4;
  month = month & 0x0F;
  year10  =  (year & 0xF0) >> 4;
  year = year & 0x0F;
  time[12]  = second  + 48;
  time[11]  = second10  + 48;
  time[9]  = minute  + 48;
  time[8]  = minute10  + 48;
  time[6]  = hour  + 48;
  time[5]  = hour10  + 48;
  calendar[14]  = year  + 48;
  calendar[13]  = year10  + 48;
  calendar[9]  = month + 48;
  calendar[8]  = month10 + 48;
  calendar[6]  = date + 48;
  calendar[5]  = date10 + 48;
  lcd_gotoxy(1, 1);                     // Go to column 1 row 1
  printf(lcd_putc, time);               // Display time
  lcd_gotoxy(1, 2);                     // Go to column 1 row 2
  printf(lcd_putc, calendar);           // Display calendar
}
void ds1307_write(unsigned int8 address, data_){
  i2c_start();                          // Start I2C
  i2c_write(0xD0);                      // DS1307 address
  i2c_write(address);                   // Send register address
  i2c_write(data_);                     // Write data to the selected register
  i2c_stop();                           // Stop I2C
}
void main(){
  output_d(0);
  set_tris_d(6);                        // Configure RD1 & RD2 as inputs
  lcd_init();                           // Initialize LCD module
  lcd_putc('f');                       // LCD clear
  ds1307_write(0, 0);                   //Reset seconds and start oscillator
  while(TRUE){
   if(input(PIN_D1) == 0){
    // Convert BCD to decimal
    minute = minute + minute10 * 10;
    hour = hour + hour10 * 10;
    date = date + date10 * 10;
    month = month + month10 * 10;
    year = year + year10 * 10;
    // End conversion
    lcd_putc('f');                     // LCD clear
    lcd_gotoxy(5, 1);                   // Go to column 5 row 1
    lcd_putc("Minutes:");
    delay_ms(200);
    while(TRUE){
     if(input(PIN_D2) == 0)
      minute++;
     if(minute > 59)
      minute = 0;
     lcd_gotoxy(8, 2);                  // Go to column 8 row 2
     printf(lcd_putc,"%02u", minute);
     if(input(PIN_D1) == 0)
      break;
     delay_ms(200);
    }
    lcd_putc('f');                     // LCD clear
    lcd_gotoxy(6, 1);                   // Go to column 6 row 1
    lcd_putc("Hour:");
    delay_ms(200);
    while(TRUE){
     if(input(PIN_D2) == 0)
      hour++;
     if(hour > 23)
      hour = 0;
     lcd_gotoxy(8, 2);                  // Go to column 8 row 2
     printf(lcd_putc,"%02u", hour);
     if(input(PIN_D1) == 0)
      break;
     delay_ms(200);
    }
    lcd_putc('f');                     // LCD clear
    lcd_gotoxy(6, 1);                   // Go to column 6 row 1
    lcd_putc("Date:");
    delay_ms(200);
    while(TRUE){
     if(input(PIN_D2) == 0)
      date++;
     if(date > 31)
      date = 1;
     lcd_gotoxy(8, 2);                  // Go to column 8 row 2
     printf(lcd_putc,"%02u", date);
     if(input(PIN_D1) == 0)
      break;
     delay_ms(200);
    }
    lcd_putc('f');                     // LCD clear
    lcd_gotoxy(6, 1);                   // Go to column 6 row 1
    lcd_putc("Month:");
    delay_ms(200);
    while(TRUE){
     if(input(PIN_D2) == 0)
      month++;
     if(month > 12)
      month = 1;
     lcd_gotoxy(8, 2);                  // Go to column 8 row 2
     printf(lcd_putc,"%02u", month);
     if(input(PIN_D1) == 0)
      break;
     delay_ms(200);
    }
    lcd_putc('f');                     // LCD clear
    lcd_gotoxy(6, 1);                   // Go to column 6 row 1
    lcd_putc("Year:");
    lcd_gotoxy(7, 2);                   // Go to column 7 row 1
    lcd_putc("20");
    delay_ms(200);
    while(TRUE){
     if(input(PIN_D2) == 0)
      year++;
     if(year > 99)
      year = 0;
     lcd_gotoxy(9, 2);                  // Go to column 9 row 2
     printf(lcd_putc,"%02u", year);
     if(input(PIN_D1) == 0){
      // Convert decimal to BCD
      minute = ((minute/10) << 4) + (minute % 10);
      hour = ((hour/10) << 4) + (hour % 10);
      date = ((date/10) << 4) + (date % 10);
      month = ((month/10) << 4) + (month % 10);
      year = ((year/10) << 4) + (year % 10);
      // End conversion
      ds1307_write(1, minute);
      ds1307_write(2, hour);
      ds1307_write(4, date);
      ds1307_write(5, month);
      ds1307_write(6, year);
      ds1307_write(0, 0);               //Reset seconds and start oscillator
      delay_ms(200);
      break;
     }
     delay_ms(200);
    }
   }
   i2c_start();                         // Start I2C
   i2c_write(0xD0);                     // DS1307 address
   i2c_write(0);                        // Send register address
   i2c_start();                         // Restart I2C
   i2c_write(0xD1);                     // Initialize data read
   second =i2c_read(1);                 // Read seconds from register 0
   minute =i2c_read(1);                 // Read minutes from register 1
   hour = i2c_read(1);                  // Read hour from register 2
   day = i2c_read(1);                   // Read day from register 3
   date = i2c_read(1);                  // Read date from register 4
   month = i2c_read(1);                 // Read month from register 5
   year = i2c_read(0);                  // Read year from register 6
   i2c_stop();                          // Stop I2C
   ds1307_display();                    // Diaplay results
   delay_ms(50);
  }
}

Interface PIC16F877A com código DS1307 RTC CCS C:

O código C a seguir é o código completo deste projeto.
O módulo I2C de hardware PIC16F877A é usado em 100KHz.

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