多路定时器的电路设计与制作.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流多路定时器的电路设计与制作.精品文档.多路定时器的电路设计与制作摘 要多路定时器的电路简单，实现容易，操作方便，在日常生活中有广泛的应用。以单片机AT89S51为核心的多路定时控制器，可以对多路家用电器进行定时开关控制，实现一个控制器可以控制多路用电设备，同时还具有时钟校准、时间显示、报警等功能，为以后实现网络控制的数字家庭提供一些基础。在本文中，着重介绍了多路定时器的实现方法，元器件的选择。首先，本文介绍了多路定时控制器的背景及其设计思路。其次，本文着重介绍了单片机应用系统的设计和元器件的选择，以及他们的工作原理。最后，实物的制作，介绍了电

2、路板的焊接以及焊接时的注意事项。在附录中，本文给出了定时控制器的设计程序。关键词：单片机，定时器，元器件 The design and production of multiple timer circuit Author: Jiang shuangshuang Tutor: Tang hailingAbstractSummary multiple timer circuit is simple, achieving easy, easy to operate and has a wide range of applications in everyday life. With the cor

3、e of single-chip AT89S51 multiplex time controller, time switch controls over multiple appliances, implements a controller can control multiple devices, and also has a time clock calibration, display, alarm function, implemented for the future digital home provides some basis for network control. In

4、 this article, focuses on the method of multiplexing timer and The choice of components.First of all, this article discusses an overview of multiplex time controller and the emergence of the inevitability and design ideas. Second, this article focuses on single-chip microcomputer application system

5、design and component selection, and how they work. Finally, the article was using universal plate made in kind, introduced the Boards considerations for welding and soldering. In the Appendix, the time controller design procedures are given in this article.Keywords: Monolithic integrated circuit，Tim

6、er，Components目 录1 绪论.11.1 设计背景.11.2 设计内容.12 整体设计方案.12.1 设计思路.2.2 硬件电路设计框图.23 单片机应用系统的硬件设计.33.1 单片机的选择.33.2单片机最小应用系统33.2.1时钟电路的设计.53.2.2复位电路的设计.63.3蜂鸣器电路的设计73.4 按键电路设计与器件选择.83.5 LED显示器电路设计与元器件的选择.93.5.1 LED显示器的选择.93.5.2 LED段驱动芯片的选择.103.5.3 LED位驱动芯片的选择.113.5.4 LED显示器接口电路.123.6 继电器电路的设计. .133.7串行接口RTC芯

7、片DS1307的介绍.133.7.1 DS1307时钟芯片的引脚功能.133.7.2 DS1307时钟格式和地址分配.153.7.2.1 DS1307的内部寄存器与RAM地址分配.153.7.2.2时钟和日历格式.153.7.2.3 DS1307操作时序.163.8 定时控制器的硬件电路原理图.184 单片机应用系统的软件设计195 实物的制作及调试205.1 实物的制作流程.205.2 实物的调试.5.3元件焊接的相关知识.20结论23致谢24参考文献25附录A26附录B341 绪 论1.1设计背景 人类最早使用的定时工具是沙漏或水漏，但在钟表诞生发展成熟之后，人们开始尝试使用这种全新的计时

8、工具来改进定时器，达到准确控制时间的目的。随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测的更新，定时、延时装置在工业控制中得到广泛利用。它可以实现信号的异步传送，同时它也被广泛的利用在仪表、通信、家电控制等。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机通常是作为一个核心部件来使用，根据硬件结构和具体应用对象的特点，通过与软件的结合来加以完善。单片机由于具有独特的定时和计数功能得以广泛利用1。定时器一般分两种类型，一种是基于模拟技术的传统产品，曾经被广泛的应用过，但现在已进入淘汰之列。另一种是基于数字技术的心产品，该产品功能强大，已取代了前者。随着单片机性能比的不断提高，新

9、一代产品的应用越来越广泛，大的可以构成复杂的工业过程控制系统，完成复杂的控制功能，小的可以用于家电控制，甚至能够用来做儿童的电子玩具等。新产品功能强大，灵活好用，体积小，与适当的接口芯片配合连接，可以构成各种功能各异的微电子产品2。1.2设计内容本文主要设计一个多路定时控制器，它是在完成单片机最小系统板设计与制作的基础上通过软件设计的一款多路定时器，使它具有正常数字钟功能，包括时间校正，具有至少两路定时开关控制功能，每路定时时间可以任意设置。其可以控制多种家电如点灯、电视、录音机、热水器、空调、电饭煲等。要求控制精确、时间误差小，主要考虑如何实现精确定时及定时长度问题。2整体设计方案 2.1

10、设计思路 本设计是基于AT89S51的多路定时器的设计，所以51单片机是核心（1） 用时钟芯片DS1307作为系统的时钟/日历，当前的时间通过它来读出。（2） 系统的显示采用的4位数码管，分别用74LS48和ULN2803来作为LED的段驱动和位驱动芯片，从而控制数码管的显示。（3） 时间调整与定时时间的输入通过接入按键电路实现，分别定义为：SET键（时间调整设置位）：其功能是当该键按下时，进入时间调整功能。ALM键（定时时间设置键）：其功能是当该键按下时，进入定时时间输入功能。+1键：其功能是当该键按下时，被调整位加一。 RET键：其功能是当该键按下时，指向下一个要调整的位（4） 报警声响由

11、蜂鸣器产生（5） 外部电路电源的通断用继电器来完成2.2硬件电路的设计框图根据设计思路，硬件电路设计框图如图1.1所示。其中包括七个部分：按键输入电路、时钟与复位电路、蜂鸣器电路、LED显示器及驱动电路、继电器电路、电源电路和时钟、日历电路。图1.1 硬件电路设计框图3 硬件设计单片机应用系统是指以单片机为核心，配以一定的外围电路和软件，能实现某种或几种功能的应用系统。一个单片机应用系统的硬件设计包括两部分内容：一是单片机系统的扩展部分设计，它包括存储器扩展和接口扩展。存储器扩展指EPROM、EEPROM和RAM的扩展。接口扩展是指8255、8155、8279以及其他功能器件的扩展。二是各功能

12、模块的设计，根据系统功能要求配置相应的A/D，D/A，键盘，显示器，打印机等外围设备1。2.1 单片机的选择AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes

13、Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器2。图2.1 AT89S51引脚配置图AT89S51各引脚功能：VCC：AT89S51 电源正端输入，接+5V。VSS:电源地端。XTAL1：系统时钟的反相放大器输入端。XTAL2：系统时钟的反相放大器输出端，一般只要在XTAL1和 XTAL2 上接一个石英振荡晶体系统就可以了，此外可以在两引脚与地之间加入一 个30PF 的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰从而

14、死机。RESET：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 EA/Vpp：访问程序存储器控制信号/编程电源输入。当EA端保持高电平时，访问内部程序存储器，访问地址范围为0-4KB。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（Vpp）。ALE/PROG：低八位地址锁存器启用信号。AT89S51可以利用这支引脚来触发外部的8位锁存器（如74LS373），将端口0的地址总线（A0A7）锁进锁存器中，可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。PSEN：外部程序储存的读选信号输出端，低电平有效。AT89S51可以利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM

15、，使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址范围。PORT0（P0.0P0.7）：8位通用输入/输出端口和片外8位数据，低8位地址复用总线端口。当EA引脚为低电平时（即取用外部程序代码或数据存储器），P0就以多工方式提供地址总线（A0A7）及数据总线（D0D7）。必须外加一个锁存器将端口0送出的地址锁存成为A0A7，再配合端口2所送出的A8A15合成一个完整的16位地址总线，而定址到64K的外部存储器空间。PORT1（P1.0P1.7）：一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，其输出缓冲器可以推动4个LS TTL负载，同样地若将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。P

16、ORT2（P2.0P2.7）：8位通用输入/输出端口和片外8位数据，高8位地址复用总线端口。将端口2的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。P2除了当作一般I/O端口使用外，若是在AT89S51扩充外接程序存储器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节A8A15，这个时候P2便不能当作I/O来使用了。PORT3（P3.0P3.7）：8位通用输入/输出端口，具有第二功能：串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。其引脚分配如下：P3.0：RXD，串行通信输入。P3.1：TXD，串行通信输出。P3.2：INT0，外部中断0输入。P3.3：INT1，外部

17、中断1输入。P3.4：T0，计时计数器0输入。P3.5：T1，计时计数器1输入。P3.6：WR，外部数据存储器的写入信号。P3.7：RD，外部数据存储器的读取信号3。2.2 主单片机最小应用系统 用AT89S51芯片构成最小应用系统时，只需将单片机接上时钟电路和复位电路即可。如图2.4所示。2.2.1时钟电路的设计单片机的晶振电路是一种典型电路，分为内部时钟和外部时钟，本文采用的是内部时钟方式。选择一个12MHZ的晶振外接两个30PF的谐振电容，电路图如图2.2所示：图2.2 时钟电路AT89S51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反向放大器的输入端为芯片引脚XTAL1

18、，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。由于该晶振使用的是12MHZ的晶体，因此它的时间周期是0.167us，机器周期为1us。2.2.2 复位电路的设计单片机的复位是由外部的复位电路来实现的，只要在REST复位引脚接一个电容到VCC，接一个电阻到地就可以了。其原理：在给系统通电时，电容两端相当于是短路，从而加到REST复位引脚一个短暂的高电平信号，这个复位信号随着VCC对电容的充电过程而回落，单片机开始正常工作。电路图如下：图2.3 复位电路图2.4 单片机最小应用系2.3 蜂鸣器电路的设计按设计要求，当定时时间到时要有声音提醒信号产生，

19、可选择一只蜂鸣器来实现这一功能。压电式蜂鸣器（HA）工作时约需10mA的驱动电流，并设计一个相应的驱动及控制电路。电路设计如图2.5所示，蜂鸣器（HA）作为三极管VT1的集电极负载，当VT1导通时，蜂鸣器发出鸣叫声音，VT1截止时，蜂鸣器不发声。R3是限流电阻（防止BE结过流损坏以及减轻对前级的影响）。图2.5 蜂鸣器电路原理图蜂鸣器电路与单片机的接口：VT1的基极接到单片机P1口的P1.7引脚，P1.7引脚作为输出口使用。当P1.7=0时，VT1导通，使蜂鸣器中有电流通过，而产生蜂鸣音。当P1.7=1时，VT1截止，蜂鸣器的两引脚间的直流电压接近于0V，蜂鸣器不发生。2.4 按键电路设计与器

20、件的选择按键是一组常开的按键开关，闭合和释放过程都要经过一定的过程才能达到稳定，这一过程是处于高、低电平之间的一种不稳定状态，称为抖动。为了消除抖动，本文在软件中采用了相应的软件程序来处理，当发现有键按下时，延时10-20ms再查询是否有键按下，若没有键按下，说明上次查询结果为干扰或抖动；若仍有键按下。则说明闭合键已稳定。在本设计中需要4个按键，因此选择独立式键盘。如图2.6所示，电路由按键和4个电阻组成，按键分别命名为SET、ALM、+1和RET键，按键可以采用轻触开关。图2.6 键盘接口电路原理图（1）当SET键被按下时，在单片机的INT1引脚产生一个低电平触发中断请求信号，CPU响应中断

21、请求时，就转移到INT1中断服务程序入口地址，执行INT1的中断服务程序。设计INT1的中断服务程序的功能是调整当前时间。（2）当ALM键被按下时，在单片机的INT0引脚产生一个低电平触发中断信号，CPU响应中断请求时，就转移到INT0中断服务程序的入口地址，执行INT0的中断服务程序。INT0的中断服务程序的功能是输入定时时间。（3）+1调整健功能：分别对时间值的分十位、分个位、秒的十位、秒的个位进行+1调整，即该键每按下一次，对应的时间调整位+1闸管的伏安特性和主要参数。（4）RET确认键功能：确认，即对+1调整位进行确认，当该键按下时，说明被调整位的值已经确定，转去调整下一位46。2.5

22、 LED显示器电路设计与元器件的选择 LED显示器的驱动是一个非常重要的问题，由系统硬件设计框图可知，显示电路由LED显示器、段驱动电路和位驱动电路组成。由于单片机的并行口不能直接驱动LED显示电路，必须采用专用的驱动电路芯片，使之产生足够大的电流，显示器才能够正常工作。如果驱动能力差，即负载能力不够时，显示器亮度就低，而且驱动电路长期在超负荷下运行容易损坏。因此，在实际使用中必须接入LED驱动电路。本文用到的4个数码管均是共阴极的。当发光二极管导通时，它就会发光。每个二极管就是一个笔划，若干个二极管发光时，就构成了一个显示字符。将单片机的I/O口控制相应的芯片与数码管的a-g相连，高电平的位

23、对应的发光二极管亮，这样，由I/O口输出不同的代码，就可以控制数码管显示不同的字符。例如：当I/O口控制芯片输出的代码是00111111时，数码管显示的字符为0。这样形成的显示字符的代码称为显示代码或段选码。2.5.1 LED显示器的选择本设计中，选择4位一体的时钟型LED显示器，简称“4-LED”，如图2.7所示。用“：”前的2位显示“分”的十位和个位，用“：”后的2位显示“秒”的十位和个位。图2.7 4-LED显示器引脚4-LED显示器引脚如图所示，是一个共阴极接法的4位时钟型LED显示器。其中a、b、c、d、e、f、g为4位LED各段的公共引出端。D1、D2、D3、D4分别是每一个的共阴

24、极输出端，dp是小数点引出端。4位一体时钟型LED显示器的内部结构是由4个单独的LED和一个“:”LED组成，每个LED的段输出引脚在内部并联后，引出到器件的外部。 对于这种结构的LED显示器，它的体积和结构都符合设计要求，由于4位LED阴极的各段已经在内部接在一起，所以是用动态扫描方式。2.5.2 LED段驱动芯片的选择在本设计中，可以选择BCD-7段译码/驱动器作为段驱动电路。这类芯片的型号有74LS47、74LS48、74LS247、74LS248等，该类芯片具有译码、驱动的功能。即在输入端输入要显示字形的BCD码，在输出端可以得到具有一定驱动能力的7段显示字形码。图2.7 74LS48

25、芯片引脚如图2.7所示，引脚图中大写字母A、B、C、D为BCD码的输入端，小写字母a、b、c、d、e、f、g为字形码输出端，LT测试输入端，RBI为消隐输入，RBO为消隐输出。在使用时，将该芯片的输入端引脚A、B、C、D与单片机的P0口连接，该芯片的输出端7个引脚，与LED显示器的7个段码引脚相连接。74LS48的作用 是接受来自单片机的BCD码型的输入信号，经过译码和放大后，输出7段字形码到LED显示器，完成对BCD码到7段字形码的译码和驱动的功能。表2.1给出了74LS48BCD-7段译码/驱动器的输入与输出信号的对应关系。表2.1 74LS48 BCD-7 段译码器输入/输出端信号对照表

26、输入端电平输出端电平 显示字形输入端电平输出端电平 显示字形 D C B A gfedcba D C B A gfedcba 0 0 0 0011 1111 0 0 1 0 1110 1101 5 0 0 0 1000 0110 1 0 1 1 0111 1101 6 0 0 1 0101 1011 2 0 1 1 1000 0111 7 0 0 1 1100 1111 3 1 0 0 0111 1111 8 0 1 0 0110 0110 4 1 0 0 1110 1111 92.5.3 LED位驱动芯片的选择LED的位驱动较常用的芯片有ULN2003A和ULN2803。前者是具有7个达林顿

27、电路的集成芯片，后者是具有8个达林顿电路的集成芯片。2803芯片的电路原理和2003完全相同，只是在结构上2803比2003多一路驱动器。本文采用ULN2803，其引脚图和电路原理图如图2.8所示：图2.8 ULN2803芯片引脚图上图中的IN1IN8引脚为输入端，OUT1OUT8引脚为输出端。在本设计中选用ULN2803作为位驱动电路，将该芯片的输入端引脚IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7 与单片机的P2口连接，该芯片的输出端引脚OUT1、OUT2、OUT3、OUT4与LED显示器的4个位码引脚D1D4相连接。ULN2803的作用是接受来自单片机的位码输入信号，经过反相放

28、大后输出，送到LED显示器的位码引脚，完成对位码信号的反向和驱动的功能。2.5.4 4-LED显示器接口电路可以采用单片机的P0口作为与LED的输出接口，即P0口的低四位作为LED的段码输出信号，P2口的低四位作为LED位码的输出控制信号。硬件电路连接如图2.8所示。图2.9 4-LED显示器接口电路原理图工作原理：当P0口的低四位输出段码信号的BCD码后，通过74LS48芯片的译码和驱动作用，在其输出端输出具有一定驱动能力的七段字形码，由于4-LED的段码输入引脚是并联在一起的，所以每一位LED的段码输入引脚都能获得这个段码信号。若要控制在每一时刻只有一位LED被点亮，必须靠位码信号控制。P

29、2口的低4位输出位码信号，经ULN2803A反向后接到LED的位码控制端，因此P2口的位码信号在每一时刻只有一位是“1”，其他位全为“0”，然后按时间顺序改变输出“1”的位置，控制在每一时刻只有一位LED被点亮，达到动态显示的目的。2.6 继电器电路设计外部电路采用继电器控制，继电器的触点控制外部电源的通与断，触点闭合接通电源，触点断开切断电源。三极管VT2电阻R4续流二极管VD1组成的继电器的控制电路。当VT2的基极为低电平时，VT2导通，继电器线圈通电，控制触点闭合；当VT2的基极为高电平时，VT2截止，继电器线圈断电，控制触点断开。从而实现了外部电路控制67。控制电路如图2.9所示：图2

30、.9 继电器输出电路图2.7 串行接口RTC芯片DS1307DS1307串行实时时钟芯片，是一种具有I2C总线接口的外围器件，该芯片内部具有BCD码时钟/日历和56个自己的非易失性SRAM的数据存储器；两线串行接口和频率可变的单方波输出；自动的掉电保护和开关循环等功能。由于它具有可编程、低功耗、体积较小和引脚少的特点，特别适用于单片机应用系统中。2.7.1 DS1307时钟芯片的引脚功能DS1307的封装方式有8引脚DIP和16引脚SOIC方式，8引脚DIP封装方式如图2.10所示。图2.10 DS1307引脚图图2.11 DS1307内部结构图各引脚功能如下：Vcc，GND：直流电源接入引脚

31、。Vbat：电池接入端，电池电压必须在2.0V和3.5V之间，能使DS1307再没有电源的情况下工作十年。SCL：时钟信号输入端，使数据在串行接口的传送同步进行，需外接上拉电阻。SDA：串行数据输入/输出的引脚，需外接上拉电阻。SQW/OUT：频率可变的方波输出端，有4种频率信号：1Hz，4kHz，8kHz和32kHz可以选择。SQW/OUT引脚需要外部上拉电阻。X1，X2：外接晶振引脚，与标准32kHz晶振相连，可以修正时钟的精确性。2.7.2 DS1307时钟格式和地址分配2.7.2.1 DS1307的内部寄存器与RAM地址分配DS1307的内部有存储器RAM与RTC时间寄存器两部分组成，

32、地址分配如图2.13所示。RTC时间寄存器的地址从00H到07H。RAM有56个字节，地址从08H到3FH。在多字节数据存取时，地址指针自动加一，当地址指针指到RAM最后一位3FH时，自动循环到00H地址。使用时，只要在程序中规定好第一个字节地址及读写字节数，读写N个字节与一个字节是一样方便。图2.11 地址分配2.7.2.2 时钟和日历格式时间和日期都以BCD码形式分别存放在7个寄存器中，通过读这些相应的寄存器字节可以得到时钟和日期的信息。通过写入相应寄存器字节可以设置时间和日期。（1）秒寄存器（地址00H）。最高位CH（bit7）是时钟工作控制位，CH=0，晶振工作，当CH=1时，晶振停止

33、工作。其他7位是“秒”的时间值，bit6bit4三位是“秒”的个位数。数的范围：00H59H。最初上电时，寄存器的状态没有被定义。因此，在初始化时，首先将CH=0时振荡器工作。（2）分寄存器（地址01H）。最高位bit=0，其他7位的含义与秒寄存器相同。（3）小时寄存器（地址02H）。DS1307可以选择12小时或24小时两种工作模式：小时寄存器的最高位bit=0，第6位（12/24）小时模式选择位。若12/24位为1，选择12小时模式。在12小时模式时，第5位是AM/PM设置位，高电平时为PM，第4位是小时的十数位；当12/24位为0时，DS1307工作在24小时模式。在24小时模式下，第5

34、位和第4位是小时的十数位，低4位是小时的个位数。（4）星期寄存器（地址03H）只使用了后3位表示星期值。（5）控制寄存器（地址07H）。控制寄存器的功能是设置SQW/OUT引脚的输出方式以及输出方波的频率。控制寄存器由8位组成，其中有4位的设置如下：SQWE：SQW/OUT引脚输出方波控制位，当SQWE=1时，SQW/OUT引脚的输出固定频率方波，方波频率决定于RS1、RS0位的值。当SQWE=0时，SQW/OUT引脚的输出由OUT位控制。当输出方波的频率为1Hz时，时钟寄存器的值在方波下降沿时被更新。OUT：当方波输出无效时，控制SQW/OUT引脚的输出。如果SQWE=0，当OUT=1时，S

35、QW/OUT引脚输出高电平，当OUT=0时，SQW/OUT引脚输出低电平。RS1、RS0：当方波输出有效时，这两位的值控制方波输出频率。表列出了输出方波的频率。表2.2 SQW/OUT引脚输出方波的频率与RS1、RS0的对应关系RS1 RS0输出方波的频率0 01Hz0 14.096kHz1 08.192kHz1 132.768kHz2.7.2.3 DS1307的操作时序DS1307的操作时序是由起始信号START、停止信号STOP、器件寻址、读/写操作、应答信号ACK和非应答信号NACK等组成，可以概括的归纳为以下几个步骤：（1）发送起始信号START。（2）发送DS1307的读/写命令字。

36、（3）发送DS1307的读/写地址。（4）执行读写数据操作。（5）接受或发送应答信号。（6）发送停止信号STOP。1.器件地址格式与读写命令 器件地址字含有2个部分。第一部分是高7位，它们称为DS1307标识。第二部分是最低位，它是读/写操作选择位，并用R/表示。当R/=1时，执行读操作；当R/=0时，执行写操作。2.DS1307工作时有两种工作模式，即DS1307写操作和DS1307读操作（1）DS1307写模式 串行数据和时钟数据可通过SDA和SCL接受。在接受到每一字节后，发送一个ACK信号表示数据收到。在主机产生开始状态后，第一个接收到的是设备地址与读写命令字节，该字节包括两部分内容：

37、高7位是DS1307设备地址(1101000），最低位是读写操作选择位（R/）。在写操作时，该位R/=0，DS1307接受并译码设备地址后，对主机地址和写位地址确认后，在SDA输出一个确认信号ACK。接下来主机传送一个DS1307寄存器地址，使DS1307设置寄存器地址指针，然后主机开始传送数据字节。DS1307在每个字节收到后，发出确认信号ACK，终止写数据时由主机产生一个STOP信号来实现。（2）DS1307读模式 在主机传送模式下，数据传送方向将改变。在这个模式下，当串行时钟从SCL引脚输入时，串行数据从DS1307的SDA引脚被送出。第一个字节（设备寻址字节）仍由7位DS1307地址1

38、101000和读写标识位组成。在DS1307读模式时，R/W=1，即DS1307的设备读命令字位D1H。设备寻址完成后，DS1307从寄存器指针所指向的寄存器地址开始传送数据。如果寄存器指针在读模式初始化时没有定义，则所读第一个数据的地址将由寄存器指针的当前值确定。DS1307收到一个NOT ACK（没有确认）信号时将结束读操作8。2.8 定时控制器的硬件电路原理图图2.12 多路定时器的原理图上图是定时控制器的硬件电路图，与电子时钟比较，多了4个LED数码管，位驱动电路芯片采用8位驱动器的2803芯片，显示器与单片机的接口是通过P0、P2二个并行端口与74LS48、UNL2803相连接组成。

39、用P0口输出段码信号BCD码，P2口输出位码信号值。VT1、R3组成蜂鸣器控制电路。VT4、R6、R7组成DISP小数点驱动电路。由DS1307芯片产生标准时间，通过读DS1307获得。外部电路采用继电器控制，多个继电器并联实现多路的控制。通过按键来调整当前时间以及设定好定时时间，再通过时钟芯片来显示当前时间，设定好定时时间后，由单片机P0口的低四位输出BCD码通过74LS48，经过译码和放大后，输出7段字形码送到LED显示器的段码引脚。同时由单片机P2口的低四位接位驱动芯片，经过反相放大后输出，送到LED显示器的位码引脚，从而使得LED显示器显示倒计时，当定时时间到时，断开继电器，并且蜂鸣器

40、发出报警。该定时器的具有以下特点：定时时间精确，定时时间长；应用范围广，可同时控制多个电器；操作简单，功能实用10。 3软件设计定时控制器程序设计包括主程序设计，当前时间调整子程序的设计，定时时间输入子程序设计，LED动态扫描子程序设计，读时钟子程序设计等等。相关程序在附录A中10，主程序流程图如图3.1所示：图3.1 主程序流程图4 实物的制作及调试如下图所示，是该多路定时控制器的印制电路板接线图，此图是在电路原理图的基础上，利用PROTEL 99 SE 画图工具生成的。PROTEL 99 SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行

41、联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作11。图4.1 PCB板图由于芯片太多不好排线，我利用双面布线画了一个双面板的PCB板图，但是因为学校的设备有限，只能制作出单面板的PCB板，所以我最终采取了用万能板焊接电路，完成实物的制作。4.1实物的制作流程本文采用的是万能板焊制电路板，首先，要绘制电路原理图，如2.12的电路原理图所示，根据电路图的排版在万能板上大致的对应位置进行元器件的插装及焊接，焊接的方法：一般遵循，先小后大（先焊接电阻、瓷片电容等较小的器件，然后焊接三极管，最后焊接较大的器件如电解电容）、先里后外（先焊接电路板中间的再焊接边上的）、先低后高（先焊接瓷片电容后焊接电解电容）。焊完之后进行连线，确定整个电路全部焊接完毕之后，对照电路图和实际线路检查连线是否正确，有没有少接或错接等，再用万用表检测电路中有用万用表电阻档检查焊接和接插是否良好；元器件引脚之间有无短路，连接处有无接触不良，二极管、三极管、集成电路和电解电容的极性是否正确；电源供电包括极性、信号源连线是否正确；电源端对地是否存在短路（用