一、系统工作原理
　　
　　下图是一款1分钟-24小时定时时间可调的时间控制器，其印制电路板如右图所示。该控制器以AT89C2051单片机为核心，采用12MHz晶振，用内部定时器TO产生5ms时钟信号，由软件处理成分钟、小时段码数据，从串口RXD(P3.0)、TXD(P3.1)经IC2(74HC164)进行串/并转换后，送四位共阳极数码管Ul～U4的a～h端。显示采用动态扫描方式，P14~P1.7分别用作小时十位U1、个位U2，分钟十位U3、个位U4的位选，74HC04用作数码管的位驱动。U2的小数点（h段）用作秒闪。控制器以5s为一个显示周期，前3s显示已走时间，后2s显示剩余时间。显示剩余时间时，发光二极管LED1点亮。Sl、S2、S3用于定时时间调整，Sl为设置键Set，S2为小时减键H-、S3为分钟减键M-。Pl.0、Pl.l内部无上拉电阻，所以必须外接上拉电阻。
　　
　　上电后，P3.7口输出高电平，继电器K得电，触点A、B闭合，用电器从插座处得电工作。当定时时间到时，P3.7口输出低电平，继电器K线圈失电，触点A、B断开，用电器断电，停止工作，同时TO停止计数，不再走时，数码管显示设定的定时时间。继电器应根据用电器的功率进行选择，若用电器的功率较大，应考虑加交流接触器。每次开机或按S4键复位后从0:00开始走时，若不进行设置则用电器工作时间为默认的8小时30分。按Sl键一次，可进入定时时间调整状态（此时数码管显示8.30，秒不闪烁）。在此状态下按住s2键不放，则定时时间的小时位连续减1，减至0后变成23；若按住S2键不放，则定时分位连续减1．减至1后变成60;再按一次Sl键回到正常走时状态。下面重点介绍显示电路中单片机串口工作方式0在扩展并行输出口时的应用。

　　二、串口部分硬件电路
　　
　　51单片机串口的工作方式0称为同步移位寄存器输入输出方式，常用来扩展并行I/0口。此时，串行数据通过RXD(P3.0)进行输入或输出，TXD (P3.1)用于输出同步移位脉冲。本例中，AT89C2051的RXD (P3．0)脚接74HC164的A、B（①、②脚），TXD (P3.1)接74HC164的CLK⑧脚。在方式0中，当串口用作输出时，只要向发送缓冲器SBUF写一个字节的数据，串口就将此8位数据由低位到高位以fs0c/12的固定波特率从RXD依次送入74HC164，同时由TXD输出移位脉冲信号。在数据发送前，中断标志TI必须清零。8位数据发送完毕后，TI自动置1并请求中断。如果要继续发送数据，必须用软件将TI清零。数据发送完毕后，既可在串中断处理程序中选通对应数码管进行显示，也可在查询到TI=1时选通相应数码管显示。本例中采用的是查询法。
　　
　　74HC164内部有8个D触发器，用于实现数据的串行移位。
　　
　　74HC164的A、B脚为串行数据输入端，按逻辑“与”运算规律输入信号，若输入信号相同可并接。
　　
　　CLK脚为时钟输入端，接串口的TXD端。当时钟信号的上升沿加到CLK脚时，移位寄存器移一位。8个时钟脉冲过后，8位二进制数据全部移入74HC164。MR⑨脚为复位端，为低电平时，移位寄存器各位清零；为高电平时时钟脉冲才起作用。数据输入74HC164时，首先变化的是Q0，即最先送到74HC164的数据被移到Q7，最后一位数据移至Q0。故接线时，74HC164的Q0～Q7脚应分别连接数码管的h~a段，这一点一定不要搞错。

　　三、程序设计
　　
　　1．设计要点
　　
　　程序用C语言编写。受篇幅所限，这里只介绍程序设计中的要点。
　　
　　(1)串口工作方式0的程序为：
　　
　　SC0N=0x00；/★该语句放在卞程序开始，该语句在设定串口工作于方式0的同时也将发送中断标志TI清零，以备发送第一组数据。★/
　　
　　(2)数据发送程序为：
　　
　　SBUF=DSEG［x］;/★向发送缓冲器SBUF写数据。此例中，0～9的字形码放于DSEG数组中，x代表待显示数字。★/
　　
　　While(TI==0);/*8位数据没发完，等待。即查询8位数据是否发送完毕。★/
　　
　　TI=0；/★8位数据发完，清T1，准备发送下一字节★/
　　
　　(3)定时时间中，小时t_h0ur的调整范围为0～23，分钟t_min为1～60。
　　
　　当t_h0ur递减至0时，为确保由0变为23．要求t_h0ur的数据类型必须为signed char，不能和tjmn一样定义成unsigned char型。
　　
　　(4)定时剩余时间的计算程序为：
　　
　　if(min<=t_min){sym=t_rrun -min;syh =t_h 0ur-h0ur;}/★h0ur、min分别为走时小时、分钟，t_h0ur、t_min为定时小时、分钟，syh、sym为剩余小时、分钟。★/else{sym=(60-min+t_min);syh=t_h0ur-h0ur-l;}
　　
　　(5)分时显示程序为：
　　
　　if(sec%5<=2)/★前3s显示走时时间，LED1不亮★/
　　
　　f P3_5=1；
　　
　　drive(h0ur，min);)
　　
　　else {P3_5=0; dispsy();}/★后2s显示定时剩余时间，LED1亮★/
　　
　　(6)定时器T0计数初值的计算：系统采用12MHz晶振，T0工作于方式1，理论上产生,ms定时计数初值应为65536-5000，当5ms计数单元dEDA计到200时正好为Is。实际使用中，因元器件误差及软件运行耗时等原因，经实测将产生5ms定时计数初值取为65536-5225，deda的值定为201。
　　
　　2．源程序
　　
　　源程序清单如下：
　　
　　#include <AT89X51.H>/★包含器件配置文件★/

　　四、元器件装
　　
　　配电路板尺寸为58mm×100mm，在其左下、右下、中部各有1个φ3mm的安装孔。左下方的焊盘A、B对应原理图中的A、B点；左侧中部的两个焊盘c、D接降压变压器的次级线圈。J1、J2为两条跳线。
　　
　　注意：电解电容、二极管、三极管、集成电路等不要接错极性。
　　
　　微动开关用的是普通彩色电视机前面板上的调整用微动开关。另外，最好先安装矮的元件再安装高的、最好用既能插两芯插头也能插三芯插头的组合式插座，以便插不同的用电器。建议将电路板用三颗螺钉固定在盒子右侧，变压器固定在左上侧，插座固定在左下侧。