【摘要】 設(shè)計(jì)了一種以AT89 C51為核心、結(jié)構(gòu)緊湊和功能齊全的多用途定時(shí)器。它可通過小鍵盤輸入任意定時(shí)時(shí)間，最大可定時(shí)10h，能滿足各種層次答辯、各種賽事以及某些特殊定時(shí)需要。文章對(duì)其結(jié)構(gòu)作了介紹。<!--摘要CH(結(jié)束)←-->
<!--→關(guān)鍵CH(開始)-->關(guān)鍵詞：AT89 C51，定時(shí)器，Intel 8279，Inte l<!--關(guān)鍵CH(結(jié)束)←-->8253
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1 引 言
“定時(shí)器”總的來說有兩種類型。其一是基于模擬技術(shù)的傳統(tǒng)產(chǎn)品，這種定時(shí)器功能簡(jiǎn)單，盡管曾被廣泛應(yīng)用過，但已進(jìn)入淘汰之列。另一種就是基于數(shù)字技術(shù)的新一代產(chǎn)品，這種產(chǎn)品功能強(qiáng)，是前者的換代之物。然而，此類產(chǎn)品大多是較大型的設(shè)備，真正實(shí)用、攜帶方便、功能齊全的“大路”商品則就不多見了。隨著單片機(jī)性能價(jià)格比的不斷提高，新一代產(chǎn)品的應(yīng)用越來越廣泛，大可構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng)，完成復(fù)雜的控制功能，小則可以用于家電控制，甚至能夠用來做兒童電子玩具。它功能強(qiáng)大，體積小，重量輕，靈活好用，配以適當(dāng)?shù)慕涌谛酒梢詷?gòu)造各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品。鑒此，我們?cè)O(shè)計(jì)開發(fā)了一種基于單片機(jī)的多用途定時(shí)器。這種定時(shí)器除了AT89 C51芯片以外，只采用Intel8253、Intel 8279為主要芯片，是典型的“三片系統(tǒng)”。它造價(jià)低，功能全，整體功能價(jià)格比高，配以小鍵盤和LED顯示器，可適應(yīng)各種場(chǎng)合的定時(shí)預(yù)警之用。
2 硬件結(jié)構(gòu)
AT系列單片機(jī)是美國(guó)ATMEL公司在IntelMCS－51單片機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)出的一種新產(chǎn)品，片內(nèi)帶有4k E2ROM，編程／擦除全部采用電實(shí)現(xiàn)（有5V和12V兩種模式），既能進(jìn)行在線編程擦寫，亦可采用電話線進(jìn)行遠(yuǎn)程編程擦寫�？芍貜�(fù)性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，可重復(fù)擦寫 1000次以上，并且擦寫速度快，4k編程大約需3s，擦除僅需10ms。程序保存時(shí)間長(zhǎng)，可達(dá)100年，與IntelMCS－51系列單片機(jī)完全兼容，且有超強(qiáng)的加密功能，能完全替代IntelMCS－8751／Intel MCS－8752和Intel MCS－87C51／Intel MCS－87C52，低電壓，低電流，低功耗，除了有DIP、PLCC、QFP等多種封裝形式，還有商用級(jí)、工業(yè)級(jí)、汽車用級(jí)、軍用級(jí)等多種規(guī)格。因此，目前它在微計(jì)算機(jī)產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用越來越“火”。我們的系統(tǒng)不需要復(fù)雜的計(jì)算，程序代碼量不大，4k ROM已足夠，無須外擴(kuò)ROM和RAM。
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。之所以沒有選用液晶，主要是從廣泛的實(shí)用環(huán)境來考慮的，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
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)
1 張友德等．單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)踐．上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，1992
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
