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)開始顯示（上電開始計(jì)時(shí)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(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)原理簡述及結(jié)構(gòu)
當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)按下時(shí), 儀器設(shè)備開始工作, 并將電壓信號傳送給STC89C52RC單片機(jī)的電源輸入端即VCC端, STC89C52RC單片機(jī)定時(shí)器開始工作, 同時(shí)顯示系統(tǒng)開始工作即開始計(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：
#includeREG52.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)行過程中變量為39, 即1 s誤差為0.062 5 ms。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊文龍.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社,1997.
[2] 徐仁貴. 微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)與應(yīng)用[M].機(jī)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(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社,2006.