摘   要:  闡述一種基于STC89C52RC單片機(jī)的計(jì)時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案, 詳細(xì)介紹系統(tǒng)的硬件構(gòu)成、顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、電路設(shè)計(jì)及程序設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞: 單片機(jī); 計(jì)時(shí)系統(tǒng); 顯示系統(tǒng); 程序設(shè)計(jì)

    隨著電子技術(shù)的日新月異, 單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)已逐步成熟, 市場(chǎng)上也出現(xiàn)了基于單片機(jī)技術(shù)的儀器設(shè)備。本文基于STC89S52RC單片機(jī)設(shè)計(jì)了一種計(jì)時(shí)系統(tǒng), 可精確到小數(shù)點(diǎn)后2位, 計(jì)時(shí)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)開(kāi)始計(jì)時(shí)、停止計(jì)時(shí)并保持讀數(shù)、復(fù)位等功能。
1 STC89C52RC單片機(jī)簡(jiǎn)介
    STC89C52RC單片機(jī)是宏晶科技推出的超強(qiáng)抗干擾、高速、低功耗單片機(jī), 指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)。其最高頻率時(shí)鐘為80 MHz, Flash存儲(chǔ)器為8 KB, RAM為512 bit, E2PROM為2 KB, 可反復(fù)擦寫編程。工作溫度為-40℃～+85℃, 內(nèi)置看門狗電路, 內(nèi)部電源供電系統(tǒng)、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路都經(jīng)過(guò)特殊處理。“6時(shí)鐘/機(jī)器周期”和“12時(shí)鐘/機(jī)器周期”可在ISP編程時(shí)反復(fù)設(shè)置。 
2 STC89C52RC單片機(jī)計(jì)時(shí)系統(tǒng)硬件
    系統(tǒng)硬件包括STC89C52RC單片機(jī)、中斷鍵(按下后計(jì)時(shí)系統(tǒng)停止計(jì)時(shí), 顯示系統(tǒng)保持讀數(shù))、顯示系統(tǒng)。
3 顯示系統(tǒng)
    顯示系統(tǒng)硬件介紹：4 bit 8段數(shù)碼管(本論文選用的是共陽(yáng)極數(shù)碼管), 54/74LS138譯碼器(位選控制), 74HC245雙向總線發(fā)送器/接收器(控制數(shù)碼管顯示)。
    顯示系統(tǒng)采用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示時(shí)間讀數(shù), 由54/74LS138譯碼器控制數(shù)字顯示的位置, 74HC245雙向總線發(fā)送器/接收器控制數(shù)碼管顯示數(shù)字及何時(shí)開(kāi)始顯示（上電開(kāi)始計(jì)時(shí)即開(kāi)始顯示）。顯示系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

    本文中只用到了8位數(shù)碼管中的4位。
    顯示系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)如下所示：
    void display(uint result)
    {
    P2=table[result/1000];                    //顯示十位數(shù)值
    P1=DIS_BIT[3];              
    delay50ms(1);
    P2=table[result%1000/100];               //顯示個(gè)位數(shù)值
    P1=DIS_BIT[2];
    delay50ms(1);
    P2=table[result%1000%100/10];  
                             //顯示小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)值
    P1=DIS_BIT[1];
    delay50ms(1);
    P2=table[result%1000%100%10]; 
                              //顯示小數(shù)點(diǎn)后第二位數(shù)值
    P1=DIS_BIT[0];
    delay50ms(1);
    }
4 計(jì)時(shí)系統(tǒng)原理簡(jiǎn)述及結(jié)構(gòu)
    當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)按下時(shí), 儀器設(shè)備開(kāi)始工作, 并將電壓信號(hào)傳送給STC89C52RC單片機(jī)的電源輸入端即VCC端, STC89C52RC單片機(jī)定時(shí)器開(kāi)始工作, 同時(shí)顯示系統(tǒng)開(kāi)始工作即開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)中斷鍵按下時(shí), 計(jì)時(shí)系統(tǒng)停止計(jì)時(shí), 顯示系統(tǒng)保持停止時(shí)的讀數(shù)。P2口控制數(shù)碼管顯示的數(shù)字, P1接口接顯示系統(tǒng)54/74LS138譯碼器做為位選控制。
    本設(shè)計(jì)中STC89C52RC單片機(jī)采用單片機(jī)中定時(shí)器/計(jì)時(shí)器0作為計(jì)時(shí)器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

    主程序設(shè)計(jì)如下：
void main()
{   
           EA=1;                                   //允許總中斷       

           EX0=1;                         //外部中斷0的允許
          IT0=1;               //下降沿觸發(fā)外部中斷
          TMOD=0x02;      //定時(shí)器工作方式2
              TH0=0;           //高位賦值
          TL0=0;           //低位賦值
        ET0=1;           //允許定時(shí)器0的中斷
        TR0=1;           //啟動(dòng)定時(shí)器0
        while(1)
    {
          display(second);
    }
}
    中斷程序設(shè)計(jì)：
void time0(void) interrupt 1   //外部中斷函數(shù)
{  
    count++;     
    if(count==39)      //顯示到小數(shù)點(diǎn)后兩位即最小分辨率
                             為10 ms, 定時(shí)器工作方式2最大計(jì)時(shí)
                            為28 μs,即0.256 ms,10/0.256=39.062 5,
          所以變量count設(shè)置為39
    {
    count=0;
    second++;
　　}
}
    完整程序設(shè)計(jì)如下所示：
    #include<REG52.H>
    #include"intrins.h"
    #define uint unsigned int
    #define uchar unsigned char
    uint second ,sec;
    code unsigned char table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
        0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00};
    uchar code DIS_BIT[10]={0xff,0xfe,0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,
        0xf9,0xf8};
    uint count=0;
    uint result；
    sbit  pause = P3^2;                       //定義暫停鍵

     void delay50ms(uint t)
    {
           uint j;
           for(;t>0;t--)
           for(j=245;j>0;j--);
    }
          void display(uint result)
    {
    P2=table[result/1000];
    P1=DIS_BIT[3];
    delay50ms(1);
    P2=table[result%1000/100];
    P1=DIS_BIT[2];
    delay50ms(1);
    P2=table[result%1000%100/10];
    P1=DIS_BIT[1];
    delay50ms(1);
    P2=table[result%1000%100%10];
    P1=DIS_BIT[0];
    delay50ms(1);
    }
    void Outside_Init0() interrupt 0
    {
    sec=second;
            P2=table[sec/1000];
            P1=DIS_BIT[3];
    delay50ms(20);
            P2=table[sec%1000/100];
            P1=DIS_BIT[2];
    delay50ms(20);
            P2=table[sec%1000%100/10];
            P1=DIS_BIT[1];
    delay50ms(20);
        P2=table[sec%1000%100%10];
        P1=DIS_BIT[0];
    delay50ms(20);
        EA=0;
        ET0=0;                     //允許定時(shí)器0的中斷
        TR0=0;                   //啟動(dòng)定時(shí)器0
           } 
    void main()
{   
         EA=1;                     //允許總中斷
          EX0=1;                 //外部中斷0的允許
          IT0=1;                 //下降沿觸發(fā)外部中斷
              TMOD=0x02;
              TH0=0;
              TL0=0;
          ET0=1;                //允許定時(shí)器0的中斷
          TR0=1;                //啟動(dòng)定時(shí)器0
    while(1)
    {
        display(second);
    }
}
void time0(void) interrupt 1
{  
    count++;     
    if(count==39)   
    {
    count=0;
    second++;
　　}
}
    以上程序是作者針對(duì)所用硬件設(shè)計(jì)的程序, 部分程序內(nèi)容需根據(jù)具體硬件做適當(dāng)更改。
    顯示誤差計(jì)算：
    定時(shí)器工作方式2最大計(jì)時(shí)為28 μs, 即0.256 ms, 10/0.256=39.062 5。此時(shí)設(shè)置計(jì)數(shù)器中斷運(yùn)行過(guò)程中變量為39, 即1 s誤差為0.062 5 ms。
參考文獻(xiàn)
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[3] 陳良銀,游洪躍,李旭偉.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社,2006.