一种基于AT89C51控制的高倒计时系统-设计应用

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倒计时系统的任务，就是对某一设定日期进行倒数，并在显示屏显示当前至设定日期的时间，以增强人们的关注度和紧迫感。开发实践表明:以时钟芯片DS12C887为时钟模块、单片机AT89C51为控制模块的高精度倒计时系统具有精度高、能够长时间连续稳定地工作、使用方便的特点，可较好满足实际需要。系统的硬件设计和软件设计如下。

2系统的硬件设计

系统的控制模块由AT89C51单片机构成，用于完成对串行口控制器的初始化和数据读写，并对接收的各种数据进行识别、转储及显示。时钟芯片DS12C887提供高精度的年、月、日、时、分、秒时间，校准后直接与单片机相连。倒计时显示模块由LED数码管，74HC595芯片和74LS245芯片组成。

系统总体框图如图1所示。

图1系统总体结构图

2.1时钟模块及其与单片机的连接

时钟模块用于对时、分、秒、年、月、日和星期的计时，由美国DALLAS公司生产的时钟日历芯片DS12C887构成，该芯片集成度高，可提供年、月、日、时、分、秒，设定每一时刻产生中断，并且其外围电路设计简单，性能好，计时准确性高。DS12C887带有128字节RAM，其中有11字节RAM用来存储时间信息，4字节RAM用来存储DS12C887的控制信息，为控制寄存器。用户可以在任何时候对其进行访问以对DS12C887进行控制操作，有113字节的通用RAM供用户使用。用户还可对DS12C887进行编程以实现多种方波的输出，并对内部的三路中断通过软件进行控制。DS12C887为双列直插式封装，与单片机的连接为:AD0~AD7双向地址/数据复用线与单片机的P0口相联，用于向单片机交换数据;AS地址选通输入脚与单片机的ALE相联用于对地址锁存，实现地址数据的复用;CS片选线与单片机的P2.6相联，用于选通时钟芯片;DS数据选通读输入引脚与单片机的读选通引脚相联，用于实现对芯片数据的读控制;R/W读/写输入与单片机的写选通引脚相联，用于实现对时钟芯片的写控制;MOT直接接地，选用INTEL时序;IRQ引脚与单片机的INT1相连，用于为时间的采集提供时间基准。

2.2显示模块的设计

单片机将读入的DS12C887时间信息经过程序处理，输出显示信号到P1口，显示信息包括倒计时信息(当前距离设定时间的天数)和当前时间的星期、时、分、秒信息。显示电路主要由9个LED数码管，9片74HC595芯片和一片74LS245芯片组成。

设计采用动态显示方式，即将所有位的段选线并联在一起由一个8位I/O口控制。74HC595是硅结构的高速CMOS器件，内置8位移位寄存器和一个存储器，具有三态输出功能，当使能端OE为低电平时，将存储寄存器的数据输出到总线。利用74HC595并行输出端具有的输出锁存功能，采用74HC595芯片的串入并出方式控制数码管的显示，具体的连接方式为:芯片的Q7引脚和SER引脚级联，通过三个I/O口与单片机连接。74HC595的14脚(SER)为串行输入端，12脚(RCLR)为移位时钟端，时钟上升沿将14脚数据移入寄存器;11脚(SRCLR)为锁存时钟端，时钟上升沿锁存数据;8脚(E)为3态输出控制端，接低电平时输出数据。输出数据和移位时钟均由单片机输出:单片机P1.0口输出数据，在移位脉冲上升沿到来时数据移出进入74HC595;P1.1口输出移位脉冲;P1.2口输出锁存脉冲。出现在并行输出端上的数据经74LS245驱动数码管显示，由于数据已被锁存，在传送下一组数据时，前一组数据的内容不变，以此方式进行数据的传送和显示，故在显示模块软件中将P1.0、P1.1、P1.2均定义为模拟串行口。调整键盘的接口有4个键:1个设定/确认键、1个修改+1键、1个修改-1键、1个移位键。对应秒、分、时、倒计时、星期，有5个LED。LED亮，表示对应的秒或分或星期或倒计时数据可按修改键修改。在设定时间状态，首先移位为秒位，对应秒移位LED亮，按下移位键，移位LED灯按秒→分→时→倒计时→星期逐次循环;按下修改+1键或修改-1键可对相应位的数据进行+1或-1操作。

3系统的软件设计

系统的主程序包括:对单片机串行口的设置以及初始化→读取DS12C887时钟芯片→判断是否计算倒计时→显示。初始化12887为24小时制，BCD码，不允许中断，分配12887的始地址为B000H，A寄存器的地址为B00AH，B寄存器的地址为B00BH，C寄存器的地址为B00CH，D寄存器的地址为B00DH，DS12887的内部分配如表1所示。

表1DS12887的内部分配。

显示子程序首先通过模拟串行口读取DS12C887的数据，然后利用74HC595对数据进行显示。具体步骤为:显示子程序将P1.0置位将P1.0送入段码将P1.1送入移位脉冲将P1.2送入锁存脉冲返回主程序。倒计时子程序首先由单片机读DSl2C887的时间单元，并将其存放在以69H为起始的单元中，操作时先读取月份，然后利用查表方法计算其下月份到预定时间的天数，再利用查表方式判断其月份是31天、30天，28天或29天，将查表得到的天数减去读取日期，将二个天数相加就可得到实际天数。进行时、分、秒计算时，可以直接利用预定时、分、秒减去读取的时、分、秒得到相差的时、分、秒，完成后返回主程序。

4结束语

综上，所设计的倒计时系统由DS12C887构成时钟模块，单片机AT89C51对系统进行控制，设定从模拟串行口读取DS