毕业论文《数显十进制多位定时器的设计与实现》

摘要

随着时代的进步，电子行业的发展，定时器的应用也越来越广泛。但传统的定时器都是使用发条驱动式、电机传动式等机械定时器。电子定时器相对机械定时器来说，体积小、重量轻、造价低、精度高、寿命长、而且安全可靠、调整方便、适于频繁使用。本文介绍了一种以AT89C51为核心、结构紧凑和功能齐全的多用途电子定时器，定时时间用八位数码管显示，并进行逆计数。定时时间可通过小按键在定时范围任意设置，最大可定时24小时，能满足各种层次答辩、各种赛事以及某些特殊定时需要。设置定时初值即可启动倒计时，当定时器显示为“00-00-00”时,控制器会自动启动报警系统，通过蜂鸣器发出报警声音。

倒计时定时器的用途很广泛，它可以用作定时器，控制被定时的电器，实现定时开或者定时关，在定时的过程中，随时显示剩余时间，它还可以用作倒计时计数器，由八位数码管直观显示倒计时计数状态。当定时器定时结束即定时器显示“00-00-00”时，控制器会自动切断或打开用电器的电源，该定时器可替代目前一些家用电器中的机械定时器。文章对其结构作了介绍。

关键词：AT89C51定时器数码管显示计数器报警系统

ABSTRACT

As the time advances, the development of the electronics industry, the application of the timer is more extensive. However, the traditional timers are used for spring-driven timers, the motor drive type, and other mechanical timer. Electronic timer is relative to mechanical timer, it has small size, light weight, low cost, high precision, long life, and safe, reliable, easy to adjust, for frequent use. This article introduces a AT89C51 core, compact and fully functional multi-purpose electronic timer that the regular time is displayed with eight digital display, and the reverse count. Regular time can be set by the small buttons set in the time range, maximum time is 24 hours,which can meet the various levels of defense, a variety of events and needs some special time. Seting initial value to start the countdown timer when the timer is displayed as "00-00-00", the controller will automatically start alarm system, alarm through the buzzer sounds.

Countdown timer is so widely used, it can be used as a timer to control device. achieve regular time to open or shut. in the course of time, it can displays the remaining time at any time, it can be used as a countdown counter, by eight digital visual display of the countdown counter status. when the end of time , the timer display "00-00-00", the controller will automatically cut off or turn on electrical power used, the timer can replace a number of household appliances in the mechanical timer. Its structure is introduced by the article.

Keywords：AT89C51 timer digital display counter alarm system

目录

第一章绪论...．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.1 定时器的发展前景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 1.2 定时器的发展领域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 第二章定时器方案的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 2.1 定时器方案的设想．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. (3)

2.2 定时器方案的提出．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． (3)

2.3 定时器方案的分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 第三章定时器电路的设计..．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 3.1 定时器原理总图 (8)

3.2 AT89C51单片机．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

3.2.1 主要特点及功能介绍.....．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

3.2.2 单片机中断 (12)

3.3 单片机最小应用系统设计 (15)

3.3.1 时钟电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 3.3.2 复位电路..．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 3.4 按键控制电路 (16)

3.4.1 按键接口的消抖 (17)

3.4.2 按键接口的控制方式和控制流程 (18)

3.5 数码管显示电路 (19)

3.5.1 数码管分类 (20)

3.5.2 驱动方式 (21)

3.6 蜂鸣器报警电路 (24)

3.6.1 电磁式蜂鸣器 (24)

3.6.2 蜂鸣器驱动电路 (25)

3.7 状态显示电路 (25)

第四章 Keil软件介绍及程序调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

4.1.1 Keil软件的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

4.1.2 Keil软件的操作流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27 4.2 程序调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.29 第五章 Proteus软件介绍及电路仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.31

5.1 Proteus软件介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 31 5.2 电路仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 32 第六章 Protel软件介绍及应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

6.1 Protel简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 33 6.2 原理图的设计流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 33 第七章结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 35

7.1 研究的结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 35 7.2 可能的创新与不足．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 35 致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 37参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 39附录A 软件程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.40附录B Proteus仿真图.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45附录C Protel绘制原理图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46 附录D 定时器实物图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

第一章绪论

1.1 定时器的发展前景

人类最早使用的定时工具是沙漏或水漏，但在钟表诞生发展成熟之后，人们开始尝试使用这种全新的计时工具来改进定时器，达到准确控制时间的目的。

定时器按结构可分为机械式、电动式和电子式3类。

机械式定时器，以发条为原动力，用擒纵调速器控制走时精度，通过齿轮传动和凸轮，按时间控制机构预置的时段操纵执行机构动作。计时精度要求不高的定时器（如风扇定时器、洗衣机定时器、厨房用定时器、照相暗房用定时器、电视机控制用定时器、电灯开关定时器），一般采用无固有振动周期的调速器。这些定时器都是在手动上发条的同时预置时限，定时精度不高，但结构简单,使用方便。计时精度要求高、定时范围在3～12小时的定时器，一般采用摆轮游丝调速器。

电动式定时器，用交流同步电动机或石英步进电机驱动，通过齿轮传动和凸轮簧片触点机构，按预置的时段或时刻控制执行机构。其中短时段控制的电动式定时器可用于程序控制式洗衣机、洗碗机、微波炉、烘箱及时间继电器等;长时段电动式定时器是一种24小时或7天程序控制的开关装置，可预置开关动作多次，最短时间控制间隔一般为15分钟，可用于用户用电情况监控、照明控制、实验室装置控制、空调器控制和自动生产线上某些设备的定时控制等。

电子式定时器，利用石英振荡器或民用交流电的标准频率,经过分频计数组成时间累加器或数字钟,按照预置的时间编码输出控制信号。这种定时器走时精确，时间设定没有误差,定时精度高,控制程序多。其中长时段定时器最小控制时段一般为1分钟,配上微处理器后能精确地编制一年的时间程序，组成多路可编程序的定时器。电子式定时器在工业自动化控制系统中应用广泛，它也是节约能源管理中一种有效的技术措施。电子定时器类的电子定时开关

电高峰、平峰、低谷时间在定时开关中设定,并分别接通3种电表进行计费。电子式定时器在科学实验中和在微波炉、电饭锅、洗衣机等电器中也有使用。

1.2定时器的应用领域

电子定时器在家用电器中经常用于延时自动开关、定时。延时自动关机可用于收音机、电视机、录音机、催眠器、门灯、路灯、汽车头灯、转弯灯以及其他电器的延时断电及延时自停电源等。定时器除了应用于家用电器外，还广泛地用于工业农业生产好网服务设施，甚至军用等。

定时器确实是一项了不起的发明，使相当多需要人控制时间的工作变得简单了许多。人们甚至将定时器用在了军事方面，制成了定时炸弹，定时雷管。现在的不少家用电器都安装了定时器来控制开关或工作时间。

数显式定时器具有显示明确清晰的特点，通过数码器译码后，用数码显示管显示出来，能直观地显示剩余时间，起到了较好地定时作用。

第二章定时器方案的设计

设计方案标定定时器设计的大方向，使一个大型、繁琐、复杂的工作可以有条理，有顺序，有效率的实施。尽最大可能的降低工作过程中的反工、错误与偏差。使所生产出的定时器，能够很好的完成它所应完成的任务，达到它所应达到的功能。当然，在设计一个方案的时候，同时要考虑多种因素，这个方案必须一定可行及能够实施，再一个就是从其它因素进行考虑，比如说工作量、成本、稳定性等因素进行考虑。

2.1定时器方案的设想

定时器的设计方案有多种，但本文列出了两种方案设想，从两种方案设想中进行对比，他们都能体现出各自的特性。以下是本文定时器的方案设想：设想一：基于模拟技术和数字技术利用定时器芯片进行定时。该定时器通过数字集成芯片先进行分频，然后再通过计数器芯片接上对应电路进行定时。不过这种方案设计功能简单、精度不高，并且电路连线比较复杂，定时范围也存在一定的局限性，灵活性较低。

设想二：基于单片机的多用途定时器。该定时器通过单片机的外围电路和软件编程来实现，硬件电路固定时可通过不同的软件来实现不同的定时方式。此方案电路结构简单，精度较高，定时范围由程序任意控制，灵活性较强。

2.2定时器方案的提出

定时器的设计是以定时器方案为前期，一个好的设计方案将体现出定时器设计的各种特性。任何一个设计方案都能体现出它独有的特性，但从综合因素考虑，我们应当选择一种设计新颖、结构简单、成本低等多种优于其他方案的一种设计方案。因此一种好的设计方案是定时器设计的灵魂，能够直接反映定时器的工作

优越性。因此本文采用第二种方案设想，以AT89C51单片机为核心来进行数显十进制多位定时器的设计与实现。

2.3定时器方案的分析

随着单片机性价比不断提高，新一代产品的应用越来越广泛，大可构成复杂的工业过程控制系统，完成复杂的控制功能，小则可以用于家电控制，甚至能够用来做儿童电子玩具。它功能强大，体积小，重量轻，灵活好用，配以适当的接口芯片，可以构造各种各样、功能各异的微电子产品。鉴此，本文设计开发了一种基于单片机的多用途定时器，它造价低，功能全，整体功能价格比高，配以小键盘和数码管显示，可适应各种场合的定时预警之用。现对它的设计方案进行分析，其分析如下：

为了完成单片机最小应用系统，必须有电源设备、时钟电路、复位电路；为了能够显示定时时间，还有必不可少的数码显示管及其驱动电路，为了在定时结束时产生报警的声音，必须还有蜂鸣器（本设计采用有源蜂鸣器）及其驱动电路，为了能够显示定时器的工作状态，还需要发光二极管。总的来说，综合以上的各功能电路和相应的软件程序相结合，便能实现一个功能强大的一个数显十进制多位定时器。

本设计方案采用以AT89C51单片机作为核心器件，12MHZ晶振作为内部时钟方式，复位方式采用按键复位。由P1端口中的三个引脚P1.0、P1.2、P1.3通过发光二极管来显示定时器的工作状态，由P1端口中的三个引脚P1.5、P1.6、P1.7分别作为定时初值设置时、分、秒的按键作为输入，由P3端口中的P3.2作为外部中断INT0控制开始按键，由P0口输出所要显示数码管的字形段码，再由P2口输出数码管的位选信号，P3.6作为定时结束时控制报警系统使蜂鸣器发出报警声。

设计一个控制系统总体设计方案很重要，关系设计接下来的操作程序。按照设计要求，确定硬件电路的总体设计方案，该定时器需要以AT89C51单片机为核心的控制电路，单元电路包含：复位电路、时钟电路、按键输入、数码管显示电

绍。

由上述的方案分析可以很容易得到方案设计框图，方案设计框图如图2.1所示。

图2.1 方案设计框图

由框图可知，在实现整个定时器设计的电路中，必须了解以AT89C51单片机为核心的最小应用系统的外围电路和软件编程。在整个方案的设计中，可以对定时器详细工作进行描述。

基于AT89C51单片机来实现的定时器的详细方案如下：

1、通电或复位状态8位共阳数码管显示“00—00—00”；

2、配有发光二极管来显示定时器的工作状态，通电、复位或定时器定时结束发光二极管处于发光状态，定时过程中发光二极管不断闪烁；

3、由按键设置定时时间；

4、定时开始键按下，开始定时；

5、定时时间到，停止定时，并通过控制器控制蜂鸣器发出警报声。

在定时器电路设计之前，还要必须知道各单元电路的具体工作原理，现将其各单元电路进行详细的方案描述：

1、按键的输入：键kh，km，ks三个键作为时间设定的控制键，由P1.5—P1.7脚输入。

2、定时的显示电路：显示电路由8位共阳数码管显示，由单片机的P0、P2端口输出。

显示。

4、定时器的报警系统通过单片机P3.6引脚来控制蜂鸣器发出报警声。

由以上方案设计框图和各单元电路的设计方案可知，基于AT89C51单片机为核心的多用途定时器，结构比较简单，并且容易实现，在后面的第三章中将介绍定时器电路设计的具体过程。

第三章定时器电路的设计

本设计是基于AT89C51单片机为核心的结构紧凑功能齐全的多用途定时器，它可以通过三个按键分别输入在定时范围内的时、分、秒来确定定时器的定时初值，最大可定时23时59分59秒。当接通电源或按复位键时，定时器的初值均默认为“00—00—00”；当设定初始值时，按开始键开始定时，在定时过程中，会有发光二极管开始不断闪烁；当定时结束时，发光二极管闪烁停止，并通过控制系统控制蜂鸣器发出报警声。

一个单片机的定时器离不开软件和硬件，硬件是软件的依托，软件是硬件的内核。设计硬件电路时应该先设计一个单片机的最小系统，它是单片机应用系统的设计基础，然后在此基础上添加外围器件，如显示器、按键等构成闹钟的硬件电路图。在设计应用程序时遵循模块化的设计方法，在明确了设计方向之后按照分成的几大模块分别画出流程图，然后根据流程图写出程序，在每个模块编写好之后分别调试、修改、完善。最后在主程序下调用再次调试、修改。

软硬件都设计好之后在Proteus环境下仿真，看它们是否配套，只有在Proteus下仿真没有出现问题才能说明设计的定时器成功了。本次设计严格按照上面的步骤，经过多次的修改、完善后终于可以在Proteus下很好的运行，设计成功。

通过对定时器的工作方式进行分析可以设计出定时器的工作原理图，但定时器所涉及到的芯片有AT89C51单片机及其定时器的单元工作电路，其单元工作电路包括时钟电路、复位电路、按键控制电路、数码管显示电路、蜂鸣器报警电路。本章对多功能电子定时器组成、结构和工作原理作了详细地介绍，并给出了各个组成部分的原理电路图，并对它们作了具体的介绍。现对定时器电路的设计进行详细地讲解。

3.1 定时器原理总图

根据定时器的设计方案，可以绘制定时器的原理图，原理图见附录C。

由定时器的原理图设计和软件编程可以可以实现所要求的定时功能，现结合原理图对定时器的工作原理进行介绍。

定时器是以AT89C51单片机为核心，8位共阳数码管显示，分别显示时、分、秒各两位及两个分隔符“—”。在整个定时过程中通过发光二极管来显示定时器的工作状态，定时范围为1秒到23时59分59秒，有按键设置定时时间，按开始键后开始定时，数码管进行倒计时计数，若定时时间到，停止定时，并通过控制器控制蜂鸣器发出警报声。定时器的工作流程图如图3.1所示。

图3.1 定时器工作流程图

定时器工作过程：

1、通电或复位状态8位共阳数码管显示“00—00—00”；

2、配有发光二极管来显示定时器的工作状态，通电、复位或定时器定时结束发光二极管处于发光状态，定时过程中发光二极管不断闪烁；

3、由按键设置定时时间；

4、定时开始键按下，开始定时；

5、定时时间到，停止定时，并通过控制器控制蜂鸣器发出警报声。

根据设计要求，本系统初步设计由单片机最小应用系统、按键、共阳数码管、状态显示电路、蜂鸣器组成。

脚输入。

2、定时的显示电路：显示电路由8位共阳数码管显示，由单片机的P0、P2端口输出。

3、定时器状态显示电路由单片机的P0、P1、P2三个引脚通过发光二极管来显示。

4、定时器的报警系统通过单片机P3.6引脚来控制蜂鸣器发出报警声。

以上是对定时器的工作原理和具体工作流程进行了详细地讲解，现对其各单元电路分别进行讲解。

3.2 AT89C51单片机

单片机是把主要计算机功能部件都集成在一块芯片上的微型计算机。它是一种集计数和多种接口于一体的微控制器，被广泛应用在智能产品和工业自动化上，而51单片机是个单片机中最为典型和最有代表性的一种。

单片机比专用处理器最适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。、

单片机应用的重要意义还在于它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。

由于单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，世界上许多集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机。在单片机家族的众多成员中，MCS—5l 系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。

各种软件也日趋完善。因此，可以极方便地利用现有资源，开发出用于不同目的的各类应用系统。

单片机具有集成度高、功能强、通用性好、特别是它能耗低、价格便宜、可靠性高、抗干扰能力强和使用方便等独特的优点，所以单片机现在广泛的应用到家用电器、机电产品、儿童玩具、机器人、办公自动化产品等领域。为了进一步的熟悉并掌握单片机的应用及开发，认真的做好此次课程设计非常必要。

AT89C51是带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（EPEROM）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器（俗称单片机），该单片机与工业标准的MCS－51型机的指令集和输出引脚兼容。AT89C51将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，为很多嵌入式控制提供了灵活性高且价格低廉的方案。

3.2.1 主要特点及引脚功能

在使用单片机之前必须要清楚单片机的主要特点和引脚功能，现对AT89C51单片机的主要特点和引脚功能分别进行介绍。

1．主要特点

AT89C51单片机属于Atmel公司的AT89系列单片机，其是低电压、低功耗、高性能的8位单片机，其具有的主要特性如下：

?兼容MCS-51指令系统；

? 4 KB的Flash ROM；

?寿命达1000写/擦循环；

?全静态工作：0Hz－24MHz；

?128×8位内部RAM；

?32条双向I/O口线；

?2个16位可编程定时器/计数器；

?一个串行接口；

?两个外部中断源；

?5个中断源；

?可编程串行通道；

?软件设置睡眠和唤醒功能；

?时钟频率0-24MHz。

2. 引脚功能

AT89C51有三种封装方式，双列直插式封装（DIP）、塑封方型扁平式封装（PQFP）和塑封有引线载体封装（PLCC）。本文所采用的单片机是DIP方式的封装，现对AT89C51单片机的引脚进行详细的叙述，其引脚图如图3.2所示，引脚功能如下：

图3.2 AT89C51引脚图

VCC（40）：＋5V。

GND（20）：接地。

P0口（39－32）：P0口为8位漏极开路双向I/O口，每引脚可吸收8个TTL 门电流。

P1口（1－8）：P1口是从内部提供上拉电阻器的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收和输出4个TTL门电流。

P2口（21－28）：P2口为内部上拉电阻器的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收和输出4个TTL门电流。

P3口（10－17）：P3口是8个带内部上拉电阻器的双向I/O口，可接收和输出4个TTL门电流，P3口也可作为AT89C51的特殊功能口。

RST（9）：复位输入。当振荡器复位时，要保持RST引脚2个机器周期的高电平时间。

址的低位字节，在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6，它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的，要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过1个ALE脉冲。

PSEN（29）：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期2次PSEN有效，但在访问外部数据存储器时，这2次有效的PSEN信号将不出现。

EA/VPP（31）：当EA保持低电平时，外部程序存储器地址为（0000H－FFFFH）不管是否有内部程序存储器。FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1（19）：反向振荡器放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2（18）：来自反向振荡器的输出。

以上介绍了AT89C51单片机的主要特点和引脚功能，现对本文所涉及到的单片机中断进行详细地介绍。

3.2.2 单片机中断

所谓中断是指计算机在执行某一程序的过程中, 由于计算机系统内部或外部的某种原因, CPU必须暂时停止现行程序的执行，而自动转去执行预先安排好的处理该事件的服务子程序，待处理结束之后, 再回来继续执行被中止的程序的过程。AT89C51有5个中断源，见表3.1。

表3.1 AT89C51的5个中断源

◆定时器/计数器控制寄存器TCON，各位定义如图3.3所示。

图3.3 TCON 功能图

IT0(1)：外部中断0(1)的触发方式控制位。 IE0(1)：外部中断0(1)的中断请求标志位。

TF0(1)：定时器/计数器中断0（1）的中断请求标志位。 TR0(1):定时器/计数器中断0（1）启动控制位 ◆ 中断允许寄存器IE ，各位定义如图3.4所示。

图3.4 IE 功能图

EX0（1）：外部中断0（1）的中断允许位。EX0=0，禁止外部中断0中断；EX0=1允许外部中断0中断。

ET0（1）：定时器/计数器T0（1）的溢出中断允许位。ET0=0，禁止T0中断；ET0=1，允许T0中断。

ES ：串行口中断允许位。ES=0，禁止串行口中断；ES=1允许串行口中断。 ET2：定时器/计数器T2的溢出中断允许位，只用于52子系列，51子系列无此。ET2=0禁止T2中断；ET2=1；允许T2中断。

EA ：中断允许总控位。EA=0，禁止所有的中断请求；EA=1，开放所有的中断请求，但是否允许各中断源的中断的中断请求，还要取决于各中断源的中断允许控制位的状态。

◆ 中断优先级控制寄存器IP ，各位定义如图3.5所示。

图3.5 IP 功能图

PX0：外部中断0的中断优先级控制位。 PT0：定时器/计数器T0的中断优先级控制位。 PX1：外部中断1的中断优先级控制位。 PT1：定时器/计数器T1的中断优先级控制位。

D7D6

D5D4D3D2D1

D0

PT2：定时器/计数器T2的中断优先级控制位，只用于52子系列。 ◆ 定时器方式寄存器TMOD ，如图3.6所示。

图3.6 TMOD 功能图

C/T:功能选择位,当C/T=1时为计数方式；当C/T=0时为定时方式。 GATE ：门控位，用于控制定时器/计数器的启动是否受外部中断请求信号的影响。

M1、M0:工作方式选择位，其值与工作方式对应关系见表3.2。

表3.2 定时器/计数器工作方式

由于定时器/计数器的功能是由软件编程实现的，所以，一般在使用定时器/计数器前都要对其进行初始化。

▲ 确定工作方式——对TMOD 赋值。

根据任务性质明确工作方式及类型，从而确定TMOD 寄存器的值。 ▲ 预置定时器/计数器的计数初值——写入计数初值 将计数初值写入TH0、TL0或TH1、TL1。

▲ 根据需要开放定时器/计数器中断——直接对IE 寄存器赋值。 ▲启动定时/计数器工作——将TR0或TR1置“1”。

对于本文所应用到的中断有外部中断INT0和定时器/计数器0。外部中断通过按键来控制定时器开始定时，通过定时器/计数器0来获得1s 的定时，其程序的初始值应为：

EA=1 开放总中断；

EX0=1 允许使用外中断INT0(控制开始按键)；

IT0=1 选择负跳变来触发外中断（按键一次开始外部中断）； 89H

地址TMOD

ET0=1 允许T0中断；

TH0=(65536-50000)/256 定时器高八位赋初值；

TL0=(65536-50000)%256 定时器低八位赋初值；

通过赋初值，T0产生50ms的定时，20次定时便是1s。

TR0=1 启动定时器T0；

PT0=1 外部中断后直接跳转到定时子程序，故应设置优先级，让定时器中断优先级高于外部中断，此时便开始定时（程序的关键）。

3.3 单片机最小应用系统设计

为了能让单片机能够正常工作，不免少不了单片机的最小应用系统。单片机最小应用系统必须包含的电路有时钟电路和复位电路，现对其进行详细的介绍。

3.3.1 时钟电路

时钟电路是计算机的心脏，它控制着计算机的工作节奏，CPU就是通过复杂的时序电路完成不同的指令功能的。MCS-51的时钟信号可以由两种方式产生：一种是内部方式，利用芯片内部的振荡电路产生时钟信号；另一种为外部方式，时钟信号由外部引入。MCS-51单片机有HMOS型和CMOS型，他们的时钟电路有一定的区别。内部时钟方式如图3.7所示，其振荡频率可在1.2～12MHz之间任选，工程应用时通常采用6MHZ或12MHZ，本文采用12MH的晶振，电容C1、C2可在10～30pF之间选择，电容的大小对振荡频率有微小的影响，可起频率微调作用，本文采用22pF的电容。

3.3.2 复位电路

单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初试状态，并从初试开始工作。51单片机的复位信号是从复位（RST）引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期（24个振荡周期）以上，则CPU就可以响应并将系统复位，使单片机回到初始状态。单片机系统的复位方式有：手动按键复位和上电上电自动复位。在本系统中采用手动按键复位，其手动按键复位如图3.8所示。

3.8 单片机复位电路

因本文中的AT89C51单片机不需要访问外部程序存储器，只需访问片内程序存储器，故单片机的31引脚置高电平。

3.4 按键控制电路

按键是单片机应用系统中使用最广泛的一种,是一种数据输入设备。键通常是一种常开型按钮开关，常态下键的两个触点处于断开状态，按下键时它们才闭合（短路）。如图3.9，3.10分别为按键实图和按键接口电路连接图。