一种基于STC89C52RC单片机的计时系统的设计方案

摘 要: 阐述一种基于STC89C52RC单片机的计时系统的设计方案, 详细介绍系统的硬件构成、显示系统的设计方案、电路设计及程序设计。
关键词: 单片机; 计时系统; 显示系统; 程序设计

随着电子技术的日新月异, 单片机的应用技术已逐步成熟, 市场上也出现了基于单片机技术的仪器设备。本文基于STC89S52RC单片机设计了一种计时系统, 可精确到小数点后2位, 计时系统可实现开始计时、停止计时并保持读数、复位等功能。
1 STC89C52RC单片机简介
STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的超强抗干扰、高速、低功耗单片机, 指令代码完全兼容传统8051单片机。其最高频率时钟为80 MHz, Flash存储器为8 KB, RAM为512 bit, E2PROM为2 KB, 可反复擦写编程。工作温度为-40℃～+85℃, 内置看门狗电路, 内部电源供电系统、时钟电路和复位电路都经过特殊处理。“6时钟/机器周期”和“12时钟/机器周期”可在ISP编程时反复设置。
2 STC89C52RC单片机计时系统硬件
系统硬件包括STC89C52RC单片机、中断键(按下后计时系统停止计时, 显示系统保持读数)、显示系统。
3 显示系统
显示系统硬件介绍：4 bit 8段数码管(本论文选用的是共阳极数码管), 54/74LS138译码器(位选控制), 74HC245双向总线发送器/接收器(控制数码管显示)。
显示系统采用单片机驱动数码管显示时间读数, 由54/74LS138译码器控制数字显示的位置, 74HC245双向总线发送器/接收器控制数码管显示数字及何时开始显示（上电开始计时即开始显示）。显示系统原理图如图1所示。

本文中只用到了8位数码管中的4位。
显示系统程序设计如下所示：
void display(uint result)
{
P2=table[result/1000]; //显示十位数值
P1=DIS_BIT[3];
delay50ms(1);
P2=table[result%1000/100]; //显示个位数值
P1=DIS_BIT[2];
delay50ms(1);
P2=table[result%1000%100/10];
//显示小数点后第一位数值
P1=DIS_BIT[1];
delay50ms(1);
P2=table[result%1000%100%10];
//显示小数点后第二位数值
P1=DIS_BIT[0];
delay50ms(1);
}
4 计时系统原理简述及结构
当启动开关按下时, 仪器设备开始工作, 并将电压信号传送给STC89C52RC单片机的电源输入端即VCC端, STC89C52RC单片机定时器开始工作, 同时显示系统开始工作即开始计时。当中断键按下时, 计时系统停止计时, 显示系统保持停止时的读数。P2口控制数码管显示的数字, P1接口接显示系统54/74LS138译码器做为位选控制。
本设计中STC89C52RC单片机采用单片机中定时器/计时器0作为计时器。系统结构如图2所示。

主程序设计如下：
void main()
{
EA=1; //允许总中断

EX0=1; //外部中断0的允许
IT0=1; //下降沿触发外部中断
TMOD=0x02; //定时器工作方式2
TH0=0; //高位赋值
TL0=0; //低位赋值
ET0=1; //允许定时器0的中断
TR0=1; //启动定时器0
while(1)
{
display(second);
}
}
中断程序设计：
void time0(void) interrupt 1 //外部中断函数
{
count++;
if(count==39) //显示到小数点后两位即最小分辨率
为10 ms, 定时器工作方式2最大计时
为28 μs,即0.256 ms,10/0.256=39.062 5,
所以变量count设置为39
{
count=0;
second++;
　　}
}
完整程序设计如下所示：
#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; //定义暂停键

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; //允许定时器0的中断
TR0=0; //启动定时器0
}
void main()
{
EA=1; //允许总中断
EX0=1; //外部中断0的允许
IT0=1; //下降沿触发外部中断
TMOD=0x02;
TH0=0;
TL0=0;
ET0=1; //允许定时器0的中断
TR0=1; //启动定时器0
while(1)
{
display(second);
}
}
void time0(void) interrupt 1
{
count++;
if(count==39)
{
count=0;
second++;
　　}
}
以上程序是作者针对所用硬件设计的程序, 部分程序内容需根据具体硬件做适当更改。
显示误差计算：
定时器工作方式2最大计时为28 μs, 即0.256 ms, 10/0.256=39.062 5。此时设置计数器中断运行过程中变量为39, 即1 s误差为0.062 5 ms。
参考文献
[1] 杨文龙.单片机原理及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社,1997.
[2] 徐仁贵. 微型计算机接口技术与应用[M].机械工业出版社,北京：2005.
[3] 陈良银,游洪跃,李旭伟.C语言程序设计[M].北京：清华大学出版社,2006.