摘   要:  闡述一種基于STC89C52RC單片機的計時系統(tǒng)的設計方案, 詳細介紹系統(tǒng)的硬件構(gòu)成、顯示系統(tǒng)的設計方案、電路設計及程序設計。
關鍵詞: 單片機; 計時系統(tǒng); 顯示系統(tǒng); 程序設計

    隨著電子技術(shù)的日新月異, 單片機的應用技術(shù)已逐步成熟, 市場上也出現(xiàn)了基于單片機技術(shù)的儀器設備。本文基于STC89S52RC單片機設計了一種計時系統(tǒng), 可精確到小數(shù)點后2位, 計時系統(tǒng)可實現(xiàn)開始計時、停止計時并保持讀數(shù)、復位等功能。
1 STC89C52RC單片機簡介
    STC89C52RC單片機是宏晶科技推出的超強抗干擾、高速、低功耗單片機, 指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機。其最高頻率時鐘為80 MHz, Flash存儲器為8 KB, RAM為512 bit, E2PROM為2 KB, 可反復擦寫編程。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)、時鐘電路和復位電路都經(jīng)過特殊處理。“6時鐘/機器周期”和“12時鐘/機器周期”可在ISP編程時反復設置。 
2 STC89C52RC單片機計時系統(tǒng)硬件
    系統(tǒng)硬件包括STC89C52RC單片機、中斷鍵(按下后計時系統(tǒng)停止計時, 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)采用單片機驅(qū)動數(shù)碼管顯示時間讀數(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)字及何時開始顯示（上電開始計時即開始顯示）。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)程序設計如下所示：
    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];               //顯示個位數(shù)值
    P1=DIS_BIT[2];
    delay50ms(1);
    P2=table[result%1000%100/10];  
                             //顯示小數(shù)點后第一位數(shù)值
    P1=DIS_BIT[1];
    delay50ms(1);
    P2=table[result%1000%100%10]; 
                              //顯示小數(shù)點后第二位數(shù)值
    P1=DIS_BIT[0];
    delay50ms(1);
    }
4 計時系統(tǒng)原理簡述及結(jié)構(gòu)
    當啟動開關按下時, 儀器設備開始工作, 并將電壓信號傳送給STC89C52RC單片機的電源輸入端即VCC端, STC89C52RC單片機定時器開始工作, 同時顯示系統(tǒng)開始工作即開始計時。當中斷鍵按下時, 計時系統(tǒng)停止計時, 顯示系統(tǒng)保持停止時的讀數(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。
    本設計中STC89C52RC單片機采用單片機中定時器/計時器0作為計時器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

    主程序設計如下：
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;      //定時器工作方式2
              TH0=0;           //高位賦值
          TL0=0;           //低位賦值
        ET0=1;           //允許定時器0的中斷
        TR0=1;           //啟動定時器0
        while(1)
    {
          display(second);
    }
}
    中斷程序設計：
void time0(void) interrupt 1   //外部中斷函數(shù)
{  
    count++;     
    if(count==39)      //顯示到小數(shù)點后兩位即最小分辨率
                             為10 ms, 定時器工作方式2最大計時
                            為28 μs,即0.256 ms,10/0.256=39.062 5,
          所以變量count設置為39
    {
    count=0;
    second++;
　　}
}
    完整程序設計如下所示：
    #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;                     //允許定時器0的中斷
        TR0=0;                   //啟動定時器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;                //允許定時器0的中斷
          TR0=1;                //啟動定時器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所用硬件設計的程序, 部分程序內(nèi)容需根據(jù)具體硬件做適當更改。
    顯示誤差計算：
    定時器工作方式2最大計時為28 μs, 即0.256 ms, 10/0.256=39.062 5。此時設置計數(shù)器中斷運行過程中變量為39, 即1 s誤差為0.062 5 ms。
參考文獻
[1] 楊文龍.單片機原理及應用[M].西安：西安電子科技大學出版社,1997.
[2] 徐仁貴. 微型計算機接口技術(shù)與應用[M].機械工業(yè)出版社,北京：2005.
[3] 陳良銀,游洪躍,李旭偉.C語言程序設計[M].北京：清華大學出版社,2006.