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

    隨著電子技術的日新月異, 單片機的應用技術已逐步成熟, 市場上也出現了基于單片機技術的儀器設備。本文基于STC89S52RC單片機設計了一種計時系統, 可精確到小數點后2位, 計時系統可實現開始計時、停止計時并保持讀數、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℃, 內置看門狗電路, 內部電源供電系統、時鐘電路和復位電路都經過特殊處理。“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單片機計時系統硬件
    系統硬件包括STC89C52RC單片機、中斷鍵(按下后計時系統停止計時, 顯示系統保持讀數)、顯示系統。
3 顯示系統
    顯示系統硬件介紹：4 bit 8段數碼管(本論文選用的是共陽極數碼管), 54/74LS138譯碼器(位選控制), 74HC245雙向總線發送器/接收器(控制數碼管顯示)。
    顯示系統采用單片機驅動數碼管顯示時間讀數, 由54/74LS138譯碼器控制數字顯示的位置, 74HC245雙向總線發送器/接收器控制數碼管顯示數字及何時開始顯示（上電開始計時即開始顯示）。顯示系統原理圖如圖1所示。

    本文中只用到了8位數碼管中的4位。
    顯示系統程序設計如下所示：
    void display(uint result)
    {
    P2=table[result/1000];                    //顯示十位數值
    P1=DIS_BIT[3];              
    delay50ms(1);
    P2=table[result%1000/100];               //顯示個位數值
    P1=DIS_BIT[2];
    delay50ms(1);
    P2=table[result%1000%100/10];  
                             //顯示小數點后第一位數值
    P1=DIS_BIT[1];
    delay50ms(1);
    P2=table[result%1000%100%10]; 
                              //顯示小數點后第二位數值
    P1=DIS_BIT[0];
    delay50ms(1);
    }
4 計時系統原理簡述及結構
    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, 同時顯示系統開始工作即開始計時。當中斷鍵按下時, 計時系統停止計時, 顯示系統保持停止時的讀數。P2口控制數碼管顯示的數字, P1接口接顯示系統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。系統結構如圖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
{  
    count++;     
    if(count==39)      //顯示到小數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, 部分程序內容需根據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
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[2] 徐仁貴. 微型計算機接口技術與應用[M].機械工業出版社,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.