【正文】 CC40P32ALE30EA31PSEN29P28P27P26P25P1P2P3P4P5P6P7P8RST9RXD10TXD11INT012INT113T014T115WR16GND20XTAL218RD17XTAL119AT89C51U?89C51A1B2C3E1 4E2 5E3 6Y015 Y114Y213 Y312Y411Y510 Y69Y77U?74ALS138A1B2C3E1 4E2 5E3 6Y015 Y114Y213 Y312Y411Y510 Y69Y77U?74ALS138A1B2C3E1 4E2 5E3 6Y015 Y114Y213 Y312Y411Y510 Y69Y77U?74ALS138DIN1DIG43GND4DIG65DIG26DIG37DIG78GND9DIG510DIG111LOAD12CLK13SEG A14SEG F15SEG B16SEG G17ISET18V+19SEG C20SEG E21SEG DP22SE GD23DOUT24DIG02U?MAX7219R1 R2R3 R4R5 R6R7R8C1C2C3C4C5Y1ab fcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpDS1ab fcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpDS2ab fcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpDS3ab fcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpDS4ab fcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpDS5ab fcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpDS6ab fcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpDS7R?RES2R?RES2R?RES2R?RES2 R?RES2R?RES2R?RES2R?RES2R?RES2R?RES2C?CAPC?CAPC?CAP5V5V5V5V5V5VGNDGNDGNDGNDGND GNDGNDGNDGNDC1C4Q3K?RELAYSPST1234D?BRIDGE1S?S W P BS?SWPBS?SWPB75V50HZ780578127812J?7812T?TRANS3220V50HZ12V5V12VR?RES2 R?RES2 R?RES2 R?RES2 R?RES2 R?RES2 R?RES2 R?RES2S?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBPortPortPortPortPortPortPortPortPortPortPortPortPortPortPortPortPortPortPortPortPortPortPortPort 8 輸出控制電路 本系統(tǒng)可控制 24 個外設(shè)，由 單片機 的 5位輸入位選擇信號， 5位地址可有32 種輸出，我們用其中的前 24種，采用三片 74HS138 級連組成 ， 74HS138 為一個非常 通用的 3線 8譯碼，芯片中 A A A0 是輸入端，輸入三位二進制代碼信號，Y0Y7為譯碼輸出端。獨立方式為按鍵直接與單片機 I/O 口線連接，當按鍵按下時，與之相連的口線機被清 0（低電平），而平時為 1（高電平），要判斷是否有鍵按下，用單片機的位處理指令十分方便 ，此方式需要占用較多的 I/O 口線，又由于采用了專用的顯示芯片 MAX7219，只用了三根 I/O 口線就完成了顯示的工作，節(jié)省了大量的 單片機 的 I/O 口線，所以為了程序編寫方便，本系統(tǒng)采用此方式，用 P0 口與 P2口的個別口線通過上拉電阻直接與按鍵相連，按鍵的另一端接地，即表示低電平有效。行列式是在幾條橫線與垂直線的交叉處以按鍵連接，若行線 M 條，列線 N 條，則可組成 M*N 個按鍵。然后通過一片 7805 和一片 7812 即可得到穩(wěn)定的 5v和 12v 電壓。由于后面的電路有一定的損耗，所以交流變壓器采用 220V/18V 隔離變壓器，輸入市電 220v，輸出 18v 交流電壓。另外芯片位驅(qū)動為低電平有效，所以數(shù)碼管選用普通 8斷共陰極數(shù)碼管。其中 DIN、 LOAD 和 CLK 端分別通過一個 21p 法電容接地，可以起到濾除干擾電流的作用。第 1 1 2 2 11 22 端分別為數(shù)碼管的段驅(qū) 動 段 。第 12 腳為 LOAD 信號鎖存控制端，也作為片選通信號端。其中第 1 腳為 DIN 串行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入端，第 24 腳為 DOUT 串行數(shù)據(jù)輸出端，此端為多片 MAX7219 級連使用，輸出數(shù)據(jù)接下一片的 DIN 端。我 們采用了 7 為數(shù)碼管來顯示，其中的 5 位顯示的是定 時時間值，三位為分值，兩位為秒值，最大可以定時 1000 分鐘，最后兩位數(shù)碼管顯示當前定時的是哪個外設(shè)。該芯片采用了串行輸入，節(jié)省了 單片機 有限的 I/O 口，使用方便。 以下圖 3為單片機外 圍電路圖： 5 圖 3 單片機外圍電路圖 顯示電路 本系統(tǒng)采用專用的顯示芯片 MAX7219 配合 7 位數(shù)碼管來顯示時間值，該芯片是市場上比較流行的顯示芯片，最多可以驅(qū)動 8 位的數(shù)碼管，支持級連功能來驅(qū)動更多的數(shù)碼管。 單片機的 31 腳為 EA 端，為程序存儲器控制信號，為低電平是，對 ROM 的操作限定在外部程序存儲器，當為高電平，讀 ROM 從內(nèi)部存儲器開始，并可延續(xù)到外部存儲器。電路如下： 復位電路采用按鍵電平復位方式，復位端經(jīng)電容與 VCC 電源相連，只要電源VCC 的上升 時間不超過 1ms，就可實現(xiàn)自動上電復位，選用 22 微法電容與 1k 電阻可以達到此要求，用 200 歐姆電阻通過按鍵與電容并聯(lián)，當按下按鍵時，對電容放電，實現(xiàn)手動復位。電路中 C1 和 C2 取 30P 法瓷片電容。 對外部信號進行記數(shù)，若外部輸入為固定頻率的信號，通過記數(shù)便可達到定時的作用，通過對初值寄存器付值即可得到所需的時間。定時時間計算方法如下： 定時時間 T=機器周期（ 65536記數(shù)初值） =（振蕩周期 12）（ 65536記數(shù)初值） 4 （ 3）利用單片機記數(shù)器的定時方式 這種方式其實是一個軟硬件結(jié)合的定時方式，把定時器 t0或 t1設(shè)置為記數(shù)方式，由控制字 TMOD 的 C/T 位來確定 在這種方式下 ， 計數(shù)脈沖來自外部引腳（ T0對應 P3 4 腳， T1對應 P3 5 腳）。首先設(shè)置 t0 或 t1的定時方式，當 t0或 t1 溢出，系統(tǒng)產(chǎn)生定時中斷，置中斷位，可采用中斷或查詢方式。由于這種定時方式的 特點是時間精確且不需要外加硬件電路，但軟件定時系統(tǒng)占用率高，所以本文不采用。 單片機定時方式 目前單片機定時主要有以下 3 種實現(xiàn)方式： （ 1）純軟件循環(huán)技術(shù)方式 這種方式需根據(jù)單片機的震蕩頻率計算出每條指令的指令周期，通過對執(zhí)行的指令（通常是 NOP 指令）的循環(huán)執(zhí)行，得到定時所需時間。這樣不但可以利用計數(shù)值算出定時時間，也可以反過來按定時時間要求計算出計數(shù)器的預置值。由于機器周期等于 12 個振蕩脈沖周期，因此計數(shù)頻率為振蕩頻率的 1/12。 MCS51單片機內(nèi)部就有兩個定時器 /計數(shù)器。 4K 程序存儲器，完全可以滿足一般工程的需求，兩個 16 位定時器 /記數(shù)器， 5 個中斷。本文使用的是一塊 ATMEL 公司的 AT89C51 單片機。單片機是典型的嵌入式系統(tǒng)，能最好的滿足面對控制對象，應用系統(tǒng)的嵌入，現(xiàn)場可靠運行以及非凡的控制品質(zhì)要求。與應用在個人電腦中的通用型微處理器相比，它更強調(diào)自供應（不用外接硬件）和節(jié)約成本。加入了光電隔離，過壓保護，抗干擾電源，去偶電容等抗干擾技術(shù)，使電路更穩(wěn)定。顯示部分采用專用顯示芯片 MAX7219 完成，來驅(qū)動 7 位共陰極數(shù)碼管，兩位顯示秒，三位顯示分，兩位顯示外設(shè)索引號。 2 系統(tǒng)原理概述 硬件總體設(shè)計方案 本系統(tǒng)采用目前比較通用的 ATMEL 公司的 51 系列單片機 AT89C51，功能強大，即可以設(shè)置時間使被控制設(shè)備在指定時間動作，也可以檢測設(shè)備工作時間并記錄下來，供調(diào) 試人員讀取數(shù)據(jù)。但是專業(yè)的單片機定時器由于其設(shè)計精度高，電路復雜，后期維護麻煩，進而使得成本過高，不易推廣。 關(guān)鍵詞 ： 單片機 定時 計時 抗干擾