基于單片機(jī)的多用途定時(shí)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
由于AT89 C51的內(nèi)部計(jì)數(shù)器是16位的,即便采用2MHz的時(shí)鐘,計(jì)滿一次為32767.5μs,因此通過(guò)Intel 8253外擴(kuò)了計(jì)數(shù)器,并且用AT89 C51的ALE輸出作為8253的時(shí)鐘脈沖,這樣就大大地?cái)U(kuò)展了量程范圍。
通過(guò)Intel8279外擴(kuò)了鍵盤/顯示器,由于Intel8279內(nèi)部自帶按鍵消抖電路和鍵值自動(dòng)掃描電路,故無(wú)須再進(jìn)行編程,這樣既提高了可靠性,同時(shí)也減少了整個(gè)程序的代碼量。
鍵盤為4×4物理鍵陣(部分鍵是復(fù)用的),除了0~9數(shù)字鍵外,還有計(jì)時(shí)鍵、修改鍵、確認(rèn)鍵、設(shè)置鍵/復(fù)位↑、↓等功能鍵,鍵位排布情況見(jiàn)圖1。因?yàn)檫x用了塑膜按鍵(定做的),所以既防塵又美觀。
顯示器選用5位高紅LED管,分別表示時(shí)、分、秒。之所以沒(méi)有選用液晶,主要是從廣泛的實(shí)用環(huán)境來(lái)考慮的,比如球賽,大多是在戶外進(jìn)行的,LCD就顯得亮度不夠了。另外用了4個(gè)發(fā)光二極管作為時(shí)與分、分與秒之間的分界符,如圖2所示。
達(dá)到預(yù)定時(shí)間,聲光同時(shí)報(bào)警,采用高亮度LED和所需語(yǔ)音(時(shí)間到,請(qǐng)停止 )。CPU對(duì)8279的監(jiān)視采用了查詢方式,故8279的中斷請(qǐng)求信號(hào)IRQ懸空未用。
系統(tǒng)有直流(4節(jié)1號(hào)干電池)和交流(220V市電)兩種供電方式。整流電源是與系統(tǒng)配裝在一起
3 軟件結(jié)構(gòu)
8253的工作時(shí)鐘是ALE,輸出為1MHz。它有三個(gè)計(jì)數(shù)器,為了能夠最大限度地?cái)U(kuò)大計(jì)時(shí)量程,三個(gè)計(jì)數(shù)器采用了“套用”方式,即計(jì)數(shù)器0的輸出作為計(jì)數(shù)器1的輸入脈沖,計(jì)數(shù)器1的輸出作為計(jì)數(shù)器2的輸入脈沖,最后計(jì)數(shù)器2的輸出才輸入到的。整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3所示。
AT89 C51的T0進(jìn)行計(jì)數(shù),一個(gè)“硬件計(jì)時(shí)周期”就能定時(shí)71min1.41s,這已能滿足一般的賽事定時(shí)需要。從更廣的范圍考慮,編制了不同“軟定時(shí)”延遲程序,可用嵌套的形式啟動(dòng)“硬件計(jì)時(shí)周期”,以達(dá)到更長(zhǎng)的定時(shí)需要,但是顯示器的位數(shù)已定,最長(zhǎng)能夠定時(shí)10h,這已足夠長(zhǎng)了。
系統(tǒng)軟件分為三大模塊,即初始化模塊,鍵盤掃描/顯示模塊,時(shí)間延遲(脈沖計(jì)數(shù))模塊。關(guān)鍵技術(shù)為延遲時(shí)間的計(jì)算和對(duì)8279編程,工作期間要?jiǎng)討B(tài)地顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間,結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文所介紹的多用途定時(shí)器設(shè)計(jì)巧妙,體積小,造價(jià)低,功能強(qiáng),計(jì)時(shí)范圍大,用途廣泛,操作攜帶方便,是一種較理想的定時(shí)工具,經(jīng)多次試用改進(jìn)后已基本定型。該系統(tǒng)市場(chǎng)前景廣闊,具有較明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
參 考 文 獻(xiàn)
2 李華.MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1993
3 李秉操等.單片機(jī)接口技術(shù)及其在工業(yè)控制中的應(yīng)用.陜西:陜西電子編輯部,1991
4 陳鍵鐸.8098單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù).北京:電子工業(yè)出版社,1995
評(píng)論