【文章內(nèi)容簡介】 PX0IP PX0（）：外部中斷0優(yōu)先級設定位；PT0（）：定時/計數(shù)器T0優(yōu)先級設定位；PX1（）：外部中斷0優(yōu)先級設定位；PT1（）：定時/計數(shù)器T1優(yōu)先級設定位；PS （）：串行口優(yōu)先級設定位；PT2 () ：定時/計數(shù)器T2優(yōu)先級設定位。同一優(yōu)先級中的中斷申請不止一個時，則有中斷優(yōu)先權(quán)排隊問題。同一優(yōu)先級的中斷優(yōu)先權(quán)排隊，由中斷系統(tǒng)硬件確定的自然優(yōu)先級形成，：表23 同優(yōu)先級中斷源等級序號 序號中斷源中斷標志優(yōu)先級順序0外部中斷0IE0最高級最低級1定時器T0中斷TF02外部中斷1IE13定時器T1中斷TF14串行口中斷RI或TI①中斷源有中斷請求；②此中斷源的中斷允許位為1；③CPU開中斷（即EA=1）。 定時器與計數(shù)器加1計數(shù)器輸入的計數(shù)脈沖有兩個來源,一個是由系統(tǒng)的時鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來；一個是T0或T1引腳輸入的外部脈沖源。每來一個脈沖計數(shù)器加1，當加到計數(shù)器為全1時，再輸入一個脈沖就使計數(shù)器回零，且計數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU發(fā)出中斷請求（定時/計數(shù)器中斷允許時）。如果定時/計數(shù)器工作于定時模式，則表示定時時間已到；如果工作于計數(shù)模式，則表示計數(shù)值已滿?？梢?，由溢出時計數(shù)器的值減去計數(shù)初值才是加1計數(shù)器的計數(shù)值[4]。工作方式寄存器TMOD工作方式寄存器TMOD用于設置定時/計數(shù)器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下：表24 工作方式寄存器TMOD位76543210字節(jié)地址 89HGATEM1M0GATEM1M0TMOD各位功能如下：(1) GATE：門控位。GATE＝0時，只要用軟件使TCON中的TR0或TR1為1，就可以啟動定時/計數(shù)器工作；GATA＝1時，要用軟件使TR0或TR1為1，同時外部中斷引腳或也為高電平時，才能啟動定時/計數(shù)器工作。即此時定時器的啟動多了一條件。(2) ：定時/計數(shù)模式選擇位。＝0為定時模式；=1為計數(shù)模式。(3) M1M0：工作方式設置位。定時/計數(shù)器有四種工作方式，由M1M0進行設置。：表25 定時/計數(shù)器工作方式設置表M1M0工作方式說 明00方式013位定時/計數(shù)器01方式116位定時/計數(shù)器10方式28位自動重裝定時/計數(shù)器11方式3T0分成兩個獨立的8位定時/計數(shù)器；T1此方式停止計數(shù)TCON的低4位用于控制外部中斷,已在前面介紹。TCON的高4位用于控制定時/計數(shù)器的啟動和中斷申請。其格式如下：表26 控制寄存器TCON位76543210字節(jié)地址 88HTF1TR1TF0TR0TCON TOCN各位功能如下：TF1（）：T1溢出中斷請求標志位。T1計數(shù)溢出時由硬件自動置TF1為1。CPU響應中斷后TF1由硬件自動清0。T1工作時，CPU可隨時查詢TF1的狀態(tài)。所以，TF1可用作查詢測試的標志。TF1也可以用軟件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一樣。TR1（）：T1運行控制位。TR1置1時，T1開始工作；TR1置0時，T1停止工作。TR1由軟件置1或清0。所以，用軟件可控制定時/計數(shù)器的啟動與停止。TF0（）：T0溢出中斷請求標志位，其功能與TF1類同。TR0（）：T0運行控制位，其功能與TR1類同。①對TMOD賦值，以確定T0和T1的工作方式[9]。②計算初值,并將其寫入TH0、TL0或THTL1。③中斷方式時，則對IE(ET0/ET1)賦值，開放中斷。④使TR0或TR1置位(TCON)，啟動定時/計數(shù)器定時或計數(shù)。 本章小結(jié)本章主要介紹了本次設計需要用到的MCS51單片機的部分基本原理。第一，單片機的概述，介紹了單片機的定義和歷史；第二，以80C51為例，大致的介紹了單片機的基本組成原理；第三，介紹了單片機的40條引腳功能，特別對輸入輸出接口進行了詳細的介紹；第四，介紹了單片機的一個重要部分：中斷。首先對中斷進行了闡述，然后對中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和中斷響應條件進行了介紹。第五，比較簡單的介紹了定時器。在對單片機的基本原理介紹的基礎上，接下來就是對系統(tǒng)總體方案的設計，以完成本次設計。第3章 系統(tǒng)總體設計方案 采用STC89C52為核心的單片機控制方案。利用單片機靈活的編程設計和豐富的IO端口，及其控制的準確性，不但能實現(xiàn)基本的定時控制電源開關功能，還能添加時間設定，蜂鳴器報警提示等功能。對于硬件部分的設計，本著簡單可靠的思想。本次設計的對象是針對一個應用系統(tǒng)，本電子定時器能定時給電器供電或斷電，其系統(tǒng)構(gòu)圖如圖1所示。系統(tǒng)中主要用到：AT89C52單片機與晶振時鐘電路；繼電器；按鍵與LED顯示等。89C52單片機數(shù)碼管顯示時間設定電路繼電器控制電路系統(tǒng)復位電路圖31系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 數(shù)碼管 數(shù)碼管是一種半導體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管。 按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應用時應將公共極COM接到+5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應用時應將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。 靜態(tài)顯示驅(qū)動靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅(qū)動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要58＝40根I/O端口來驅(qū)動，要知道一個89S51單片機可用的I/O端口才32個呢：），實際應用時必須增加譯碼驅(qū)動器進行驅(qū)動，增加了硬件電路的復雜性。 動態(tài)顯示驅(qū)動數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。 硬件電路設計圖32 總體電路圖圖32 總體電路圖具體的說明如下：數(shù)碼管為分鐘，秒計時三個按鍵分別為選擇，計數(shù)加，計數(shù)減1 通電，默認為15秒倒計時，如果不按按鍵，15秒倒計時結(jié)束，繼電器閉合，LED亮，蜂鳴器響2 通電，按選擇按鍵，可以選擇分鐘，秒計時設置，再按加，減，即可實現(xiàn)定時時間設置使用四位一體的共陽數(shù)碼管，也能減少數(shù)碼管與單片機接口時所占用的I/O線的數(shù)目，在數(shù)碼管較多的情況下，通常采用這樣方法。其原理如圖圖33 數(shù)碼管顯示電路四位數(shù)碼管實物圖如下： 圖34 數(shù)碼管實物圖四位數(shù)碼管，內(nèi)部的4個數(shù)碼管共用a~dp這8根數(shù)據(jù)線，為人們的使用提供了方便，因為里面有4個數(shù)碼管，所以它有4個公共端，加上a~dp，共有12個引腳，下面便是一個共陰的四位數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（共陽的與之相反）。引腳排列依然是從左下角的那個腳（1腳）開始，以逆時針方向依次為1~12腳，下圖中的數(shù)字與之一一對應。圖35 引腳排列 設定時間電路設計按鍵使用方法有很多，因為系統(tǒng)按鍵較少，所以采用獨立按鍵。如圖圖36 鍵盤電路獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根I/O口線，因此，在按鍵較多時，I/O口線浪費較大，不宜采用。圖中按鍵輸入均采用低電平有效，此外，上拉電阻保證了按鍵斷開時，I/O口線有確定的高電平。當I/O口線內(nèi)部有上拉電阻時，外電路可不接上拉電阻。本系統(tǒng)使用P0口作為按鍵輸入口，所以需要上拉電阻。 繼電器控制電源電路圖37 繼電器控制電源電路繼電器采用松樂繼電器SRD5V系列，具體參數(shù)如下觸點形式：1C（SPDT）觸點負載： 3A 220V AC/30V DC阻 抗： ≤100mΩ額定電流： 3A電氣壽命：≥10萬次機械壽命：≥1000萬次線圈參數(shù)：阻值(士10%)： 120Ω 線圈功耗： 額定電壓：DC 5V 吸合電壓：DC 釋放電壓：DC 工作溫度：25℃～+70℃ 絕緣電阻：≥100MΩ 線圈與觸點間耐壓：4000VAC/1分鐘 觸點與觸點間耐壓：750VAC/1分鐘從上面的繼電器線圈參數(shù)得知，≈40mA。三極管的選擇：功率PCM：大于5V*繼電器電流 (5*40 mA = )的兩倍；最大集電極電流（ICM）：大于繼電器吸合電流的兩倍以上；耐壓BV（CEO）：大于繼電器工作電壓5V,可選10V以上；直流放大倍數(shù)：取100。三極管可選：PCM（↑），ICM（80mA↑）,BV (10V↑)三極管基極輸入電流：繼電器的吸合電流/放大倍數(shù)=基極電流(40mA