【正文】 ： GATE：門(mén)控制位。 C／ T：定時(shí)器／計(jì)數(shù)器選擇位。 M1M0：工作方式選擇位，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的 4種工作方式由 M1M0設(shè)定。復(fù)位時(shí)， TMOD所有位均為 0。 TCON 的作用是控制定時(shí)器的啟、停，標(biāo)志定時(shí)器溢出和中斷情況 。其中， TFl， TRl， TF0 和 TR0位用于定時(shí)器／計(jì)數(shù)器； IEl， ITl， IE0 和 IT0位用于中斷系統(tǒng)。當(dāng)字時(shí)器 1 計(jì)滿(mǎn)溢出時(shí)，由硬件使 TF1 置 “1” ，并且申請(qǐng)中斷。 TR1： 定時(shí)器 1 運(yùn)行控制位。當(dāng) GATE=1，且INT1為高電平時(shí)， TR1 置 “1” 啟動(dòng)定時(shí)器 1；當(dāng) GATE=0， TR1置 “1” 啟動(dòng)定時(shí)器 1。其功能及操作情況同 TF1。其功能及操作情況同 TR1。 IT1： 外部中斷 1觸發(fā)方式選擇位。 IT0： 外部中斷 0觸發(fā)方式選擇位。由于 TCON是可以位尋址的，因而如果只清溢出或啟動(dòng)定時(shí)器工作，可以用位操 作命令。 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的初始化： 由于定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的功能是由軟件編程確定的，所以一般在使用定時(shí) /計(jì)數(shù)器前都要對(duì)其進(jìn)行初始化，使其按設(shè)定的功能工作。當(dāng)實(shí)現(xiàn)了啟動(dòng)要求后，定時(shí)器即按規(guī)定的工作方式和初值開(kāi)始計(jì)數(shù)或定時(shí)）。 現(xiàn)假設(shè)最大計(jì)數(shù)值為 M，那么各方式下的最大值 M值如下： 方式 0： M=213=8 192 方式 1： M=216=65 536 方式 2： M=28=256 方式 3：定時(shí)器 0分成兩個(gè) 8位計(jì)數(shù)器，所以?xún)蓚€(gè) M均為 256。除方式 3外， T0和 T1有完全相同的工作狀態(tài)。 工作方式 0： 13 位方式由 TL1的低 5位和 TH1的 8位構(gòu)成 13位計(jì)數(shù)器（ TL1的高 3位無(wú)效）。 定時(shí)器 T1 能否啟動(dòng)工作，還受到了 R GATE 和引腳信號(hào) INT1 的控制。 GATE， TR1， C／ T的狀態(tài)選擇由定時(shí)器的控制寄存器 TMOD， TCON 中相應(yīng)位狀態(tài)確定， INT1則是外部引腳上的信號(hào)。在特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，例如利用定時(shí)器測(cè)量接于INT1引腳上的 外部脈沖高電平的寬度時(shí)，可使 GATE＝ 1， TRl＝ 1。 定時(shí)器啟動(dòng)后，定時(shí)或計(jì)數(shù)脈沖加到 TLl 的低 5 位，從預(yù)先設(shè)置的初值 (時(shí)間常數(shù) )開(kāi)始不斷增 1。當(dāng) TL1和 THl都計(jì)滿(mǎn)之后，置位 T1 的定時(shí)器回零標(biāo)志 TFl，以此表明定時(shí)時(shí)間或計(jì)數(shù)次數(shù)已到，以供查詢(xún)或在打開(kāi)中斷的條件下，可向 CPU 請(qǐng)求中斷。 方式 0 是 13 位 計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)的工作方式，其計(jì)數(shù)器由 TH0 全部 8 位和 TL0 的低5位構(gòu)成。 ⑵ TMOD 寄存器初始化 為把定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 設(shè)定為方式 0，則 M1M0＝ 00；為實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，應(yīng)使 C/T＝ 0；為實(shí)現(xiàn)定時(shí) 15 器 /計(jì)數(shù)器 1的運(yùn)行控制，則 GATE＝ 0。因此 TMOD寄存 器應(yīng)初始化為 00H。 工作 方式 1： 1 是 16 位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)的工作方式，計(jì)數(shù)器由 TH0 全部 8 位和 TL0 全部 8 位構(gòu)成。 工作方式 2 8位自動(dòng)裝入時(shí)間常數(shù)方式。啟動(dòng) T1 前， TLl 和 THl 裝入相同的時(shí)間常數(shù)，當(dāng) TL1 計(jì)滿(mǎn)后，除定時(shí)器回零標(biāo)志 TFl置位，具有向 CPU請(qǐng)求中斷的條件外， THl中的時(shí)間常數(shù)還會(huì)自動(dòng)地裝入TLl，并重新開(kāi)始定時(shí)或計(jì)數(shù)。由于這種方式不需要指令重裝時(shí)間常數(shù)，因而操作方便，在允許的條件下，應(yīng)盡量使用這種工作方式。工作方式 2的結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖． 當(dāng)計(jì)數(shù)溢出后，不是像前兩種工作方式那樣通過(guò)軟件方法，而是由預(yù)置寄存器TH以硬件方法自動(dòng)給計(jì)數(shù)器 TL重新加載。 16 初始化時(shí)， 8 位計(jì)數(shù)初值同時(shí)裝入 TL0 和 TH0 中。如此重復(fù)不止。但這種工作方式下是 8位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)，計(jì)數(shù)值有限，最大只能到 255。 工作方式 3 2 個(gè) 8 位方式。如果使定時(shí)器 1 為工作方式3，則定時(shí)器 1將處于關(guān)閉狀態(tài)。其中， TL0既可用作定時(shí)器，又可用作計(jì)數(shù)器，并使用原 T0 的所有控制位及其定時(shí)器回零標(biāo)志 和中斷源。 通常情況下， T0 不運(yùn)行于工作方式 3，只有在 T1 處于工作方式 2，并不要求中斷的條件下才可能使用。所以，方式 3 是為了使單片機(jī)有 1個(gè)獨(dú)立的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、 1個(gè)定時(shí)器以及 1個(gè)串行口波特率發(fā)生器的應(yīng)用場(chǎng)合而特地提供的。 17 下才可能使用。所以，方式 3是為了使單片機(jī)有 1個(gè)獨(dú)立的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、 1個(gè)定時(shí)器以及 1個(gè)串行口波特率發(fā)生器的應(yīng)用場(chǎng)合而特地提供的。 3 電子定時(shí)器的設(shè)計(jì) 總體的設(shè)計(jì)要求 本文所涉及的電子定時(shí)器要求能定時(shí)給電器供電或斷電，最大時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)30h,操作使用方便，采用 AT89C2051單片機(jī)控制， 4位共陽(yáng)數(shù)碼管顯示時(shí)間，繼電器做電器電源輸出控制。若采用 40 腳的單片機(jī)有利于設(shè)計(jì)，但會(huì)增大電路板的體積。性?xún)r(jià)比比較高。本設(shè)計(jì)采用的是前一種 —— 繼電器控制。為了在定時(shí)達(dá)到分（鐘）的時(shí)候能顯示出時(shí)鐘在計(jì)時(shí)，兩個(gè)數(shù)碼管之間增加一個(gè)發(fā)光二極管，以其閃爍來(lái)代 表秒走動(dòng)；為了使硬件電路簡(jiǎn)單，采用單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管（ AT89C2051 輸出口能吸收 20mA 電流），用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn) LED 顯示。 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 程序采用模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，并采用軟件抗干擾，使軟件的可靠性比較高，可維護(hù)性較強(qiáng)。 程序保密 89C2051 設(shè)計(jì)有 2 個(gè)程序保密位，保密位 1 被編程之后，程序存儲(chǔ)器不能再被編程除非做一次擦除，保密位 2 被編程之后，程序不能被讀出。 （ 1） 由于 89C2051 內(nèi)部程序存貯器為 Flash，所以修改它內(nèi)部的程序十分方便快捷，只要配備一個(gè)可以編程 89C2051 的編程器即可。當(dāng)做這種調(diào)試不能夠了解片內(nèi) RAM 的內(nèi)容和程 序的走向等有關(guān)信息。 21 AT89C2051主要性能 AT89C2051是 ATMEL 公司生產(chǎn)的帶 2K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)的 8位單片機(jī) ,它具有如下主要特性： 2K 字節(jié)可重編程閃速存儲(chǔ)器 ～ 6V的操作范圍 兩級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 15 根可編程 I/O引線(xiàn) 六個(gè)中斷源 直接 LED驅(qū)動(dòng)輸出 低功耗空載和掉電方式 AT89C2051的 內(nèi)部結(jié)構(gòu) AT89C2051是一帶有 2K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲(chǔ)體 (EEPROM)的低電壓 ,高性能 8位 CMOS 微型計(jì)算機(jī)。它采用 ATMEL的高密非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造并和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MCS— 51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。 22 圖 1 AT89C2051 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖 2 AT89C2051 內(nèi)部示意圖 此外 ,從 AT89C2051 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖也可看出 ,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與 8051 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本 23 一致（除模擬比較器外） ,引腳 RST、 XTAL XTAL2 的特性和外部連接電路也完全與 51系列單片機(jī)相應(yīng)引腳一致 ,但 P1口、 P3口有其獨(dú)特之處 AT89C2051的引腳說(shuō)明 AT89C2051是一個(gè)有 20個(gè)引腳的芯片 ,引腳如圖 1所示 ,與 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比可發(fā)現(xiàn) ,AT89C2051 減少了兩個(gè)對(duì)外端口（即 P0、 P2口） ,使它最大可能地減少了對(duì)外引腳 ,因而芯片尺寸有所減少。 2. GND：地?？谝_ ～ 阻。 和 較器的同相輸入 (AIN0)和反相輸入（ AIN1)。當(dāng) P1口引腳寫(xiě)入 “1” 時(shí) ,其可用作輸入端。 P1口還在閃速編程和程序校驗(yàn)期間接收代碼數(shù)據(jù)。 I/O引腳而不可訪(fǎng)問(wèn)。當(dāng) P3口引腳寫(xiě)入 “1” 時(shí) ,它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可用作輸入端。 P3口還用于實(shí)現(xiàn) AT89C2051的各種功能 ,如下表 1所示。 5. RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器正在運(yùn)行時(shí) ,持續(xù)給出 RST引腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平便可完成復(fù)位。 6. XTAL1：作為振蕩器反相放大器的輸入和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入。 24 P3口引腳 功能 RXD(串行輸入端口 ) TXD(串行輸出端口 ) INT0(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時(shí)器 0 外部輸入 ) T1(定 時(shí)器 1 外部輸入 ) 表 1 P3口的功能 從上述引腳說(shuō)明可看出 ,AT89C2051沒(méi)有提供外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器與 I/O設(shè)備所需的地址、數(shù)據(jù)、控制信號(hào) ,因此利用 AT89C2051 構(gòu)成的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)不能在AT89C2051之外擴(kuò)展存儲(chǔ)器或 I/O設(shè)備 ,也即 AT89C2051本身即構(gòu)成了最小單片機(jī)系統(tǒng)。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。只要在線(xiàn)圈兩端加上一定的電壓，線(xiàn)圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn) 生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、 釋放 ，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。根據(jù)繼電器的型號(hào)不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。 吸合電流 吸合電流是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電流。而對(duì)于線(xiàn)圈所加的工作電壓，一般不要超過(guò)額定工作電壓的 ，否則會(huì)產(chǎn)生較大的電流而把 線(xiàn)圈燒毀。當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時(shí)，繼電器就會(huì)恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。 觸點(diǎn)切換電壓和電流 觸點(diǎn)切換電壓和電流是指繼電器允許加載的電壓和電流。 、 繼電器的電符號(hào)和觸點(diǎn)形式 繼電器線(xiàn)圈在電路中用一個(gè)長(zhǎng)方框符號(hào)表示，如果繼電器有兩個(gè)線(xiàn)圈，就畫(huà)兩個(gè)并列的長(zhǎng)方框。繼電器的觸點(diǎn)有兩種表示方法：一種是把它們直接畫(huà)在長(zhǎng)方框一側(cè)，這種表示法較為直觀(guān)。繼電器的觸點(diǎn)有三種基本形式： （ H型）線(xiàn)圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是斷開(kāi)的，通電后，兩個(gè)觸點(diǎn)就閉合。 （ D型）線(xiàn)圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是閉合的，通電后兩個(gè)觸點(diǎn)就斷開(kāi)。 26 （ Z型）這是 觸點(diǎn)組型。線(xiàn)圈不通電時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)和其中一個(gè)靜觸點(diǎn)斷開(kāi)和另一個(gè)閉合，線(xiàn)圈通電后，動(dòng)觸點(diǎn)就移動(dòng)，使原來(lái)斷開(kāi)的成閉合，原來(lái)閉合的成斷開(kāi)狀態(tài)，達(dá)到轉(zhuǎn)換的目的。用 “ 轉(zhuǎn) ” 字的拼音字頭 “z”表示。 、 數(shù)碼管的分類(lèi) 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(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè) “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(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)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。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。 27 ① 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱(chēng)直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O 端口多，如驅(qū)動(dòng) 5 個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58＝ 40 根 I/O端口來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) 89S51 單片機(jī)可用的 I/O 端口才 32 個(gè)呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。 5 軟件設(shè)計(jì) 偽定義 SL EQU 30H ； SL 存放秒的個(gè)位數(shù) SH EQU 3lH ； SH 存放秒的十位數(shù) ML EQU 32H ； ML 存放分的個(gè)位數(shù) MH EQU 33H ； MH 存放分的十位數(shù) HL EQU 34H ； HL 存放小時(shí)的個(gè)位數(shù) HH EQU 35H ； HH 存放小時(shí)的十位數(shù) 。保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) PUSH PSW PUSH DPI PUSH DPH MOy PSW， 08H ；選用寄存器組 1 CLR TR0 ；暫停計(jì)時(shí) MOV A， 0B7H ；中斷同步修正 33 ADD A， TL0 MOV TL0， A MOV A， 3CH ADD A， TH0 MOV TH0， A SETB TR0 ；恢復(fù)計(jì)時(shí) DEC TCOUNT ；定時(shí)器 T0 每 50 000 ms 溢出一次 M()V A， TCOUNT ；溢出 10 次為 0． 5 s JNZ OUTT0 ；判斷是否到 0． 5 s MOV 丁 C()UNT， 0AH ； CPL LED4 ；若到 0． 5 s