基于單片機的多用途定時器的設計與實現

　　由于AT89 C51的內部計數器是16位的，即便采用2MHz的時鐘，計滿一次為32767．5μs，因此通過Intel 8253外擴了計數器，并且用AT89 C51的ALE輸出作為8253的時鐘脈沖，這樣就大大地擴展了量程范圍。

　　通過Intel8279外擴了鍵盤／顯示器，由于Intel8279內部自帶按鍵消抖電路和鍵值自動掃描電路，故無須再進行編程，這樣既提高了可靠性，同時也減少了整個程序的代碼量。

　　鍵盤為4×4物理鍵陣（部分鍵是復用的），除了0～9數字鍵外，還有計時鍵、修改鍵、確認鍵、設置鍵／復位↑、↓等功能鍵，鍵位排布情況見圖1。因為選用了塑膜按鍵（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、分、秒。之所以沒有選用液晶，主要是從廣泛的實用環境來考慮的，比如球賽，大多是在戶外進行的，LCD就顯得亮度不夠了。另外用了4個發光二極管作為時與分、分與秒之間的分界符，如圖2所示。
　　達到預定時間，聲光同時報警，采用高亮度LED和所需語音（時間到，請停止 ）。CPU對8279的監視采用了查詢方式，故8279的中斷請求信號IRQ懸空未用。
　　系統有直流（4節1號干電池）和交流（220V市電）兩種供電方式。整流電源是與系統配裝在一起

3　軟件結構

　　8253的工作時鐘是ALE，輸出為1MHz。它有三個計數器，為了能夠最大限度地擴大計時量程，三個計數器采用了“套用”方式，即計數器0的輸出作為計數器1的輸入脈沖，計數器1的輸出作為計數器2的輸入脈沖，最后計數器2的輸出才輸入到的。整個系統的結構如圖3所示。　
　　AT89 C51的T0進行計數，一個“硬件計時周期”就能定時71min1．41s，這已能滿足一般的賽事定時需要。從更廣的范圍考慮，編制了不同“軟定時”延遲程序，可用嵌套的形式啟動“硬件計時周期”，以達到更長的定時需要，但是顯示器的位數已定，最長能夠定時10h，這已足夠長了。
　　系統軟件分為三大模塊，即初始化模塊，鍵盤掃描／顯示模塊，時間延遲（脈沖計數）模塊。關鍵技術為延遲時間的計算和對8279編程，工作期間要動態地顯示倒計時時間，結構框圖如圖4所示。

4　結束語

　　本文所介紹的多用途定時器設計巧妙，體積小，造價低，功能強，計時范圍大，用途廣泛，操作攜帶方便，是一種較理想的定時工具，經多次試用改進后已基本定型。該系統市場前景廣闊，具有較明顯的經濟效益。

2　李華．MCS－51系列單片機實用接口技術．北京：北京航空航天大學出版社，1993

3　李秉操等．單片機接口技術及其在工業控制中的應用．陜西：陜西電子編輯部，1991
4　陳鍵鐸．8098單片機原理及應用技術．北京：電子工業出版社，1995