一片20引腳的單片機AT89C2051為電子鐘主體，其顯示數(shù)據(jù)從P1口分時輸出，P3.0~3.3則輸出對應(yīng)的位選通信號。由于LED數(shù)碼管點亮?xí)r耗電較大，故使用了四只PNP型晶體管VT1~VT4進行放大。本來還有一種更簡的設(shè)計方案（見圖2），可省去VT1~VT4及R1~R4八個元件，但這種設(shè)計由于單片機輸出口的灌入電流有限（約20mA），數(shù)碼管亮度較暗而不向讀者介紹，除非你采用了高亮度的發(fā)光數(shù)碼管。

P3.4、P3.5、3.7外接了三個輕觸式按鍵，這里我們分別命名為：模式設(shè)定鍵set（P3.4）、時調(diào)整鍵hour（P3.5）、分調(diào)整鍵min（P3.7）。C1、R13組成上電復(fù)位電路。VT5及蜂鳴器Bz為鬧時訊響電路。三端穩(wěn)壓器7805輸出的5V電壓供整個系統(tǒng)工作。此電子鐘可與任何9~20V/100mA的交直流電源適配器配合工作，適應(yīng)性強。

電子鐘功能

1.走時：通過模式設(shè)定鍵set選擇為走時，U1、U2顯示小時，U3、U4顯示分。U2的小數(shù)點為秒點，每秒閃爍一次。

2.走時調(diào)整：通過模式設(shè)定鍵set選擇為走時調(diào)整，按下hour鍵對U1、U2的走時“時”顯示進行調(diào)整（每0.2秒遞加1）。按下min鍵對U3、U4的走時“分”顯示進行調(diào)整（每0.2秒遞加1）。

3.鬧時調(diào)整：通過模式設(shè)定鍵set選擇為鬧時調(diào)整，按下hour鍵對U1、U2的鬧時“時”顯示進行調(diào)整（每0.2秒遞加1）。按下min鍵對U3、U4的鬧時“分”顯示進行調(diào)整（每0.2秒遞加1）。

4.鬧時啟/停設(shè)定：通過模式設(shè)定鍵set選擇為鬧時啟/停設(shè)定，按下min鍵U3的小數(shù)點點亮，鬧時功能啟動；按下hour鍵U3的小數(shù)點熄滅，鬧時功能關(guān)停。

由于電路設(shè)計得極其簡單，因此豐富的功能只能由軟件完成，這里軟件設(shè)計成為了關(guān)鍵。下面介紹軟件設(shè)計要點。

圖3為主程序狀態(tài)流程。

運行時建立的主要狀態(tài)標(biāo)志如下：

flag-掉電標(biāo)志。掉電后，flag內(nèi)為一隨機數(shù)；重新設(shè)定時間后flag內(nèi)寫入標(biāo)志數(shù)55H.

set-工作模式設(shè)定標(biāo)志。

hour-走時“時”單元。

min-走時“分”單元。

sec-走時“秒”單元。

dEDA-走時5mS計數(shù)單元

t_hour-鬧時“時”單元。

t_min-鬧時“分”單元。

d_05s-0.5秒位標(biāo)志。每秒鐘的前0.5秒置1，后0.5秒置0，以使秒點閃爍。

o_f-鬧時啟/停位標(biāo)志。鬧時啟動置1，鬧時關(guān)停置0.

另外將定時器T0設(shè)定為5mS的定時中斷。這里晶振頻率為12MHz，因此5mS的初值為-5000，但實際上程序還要作其它運算，使得時間偏長，經(jīng)調(diào)整為-4800后試驗剛好。計時單元deda每次中斷均加1.走時函數(shù)判斷deda》=200時即令秒單元sec加1.同理秒單元sec滿60后令分單元min加1.分單元min滿60后令時單元hour加1.時單元hour滿24后清0.

上電后，首先進行初始化，對各狀態(tài)標(biāo)志、輸入輸出口及定時器T0進行初始化工作，以適應(yīng)后面程序的要求。

隨后程序判斷有無set鍵按下，如按下，則set鍵值從0起加1.set鍵值只能從0加到3，然后又回到0.

接下來，根據(jù)鍵值進行散轉(zhuǎn)。若set=0，運行走時程序；若set=1，進入調(diào)整鬧時時間程序；若set=2，進入調(diào)整走時時間程序；若set=3，顯示已調(diào)好的鬧時時間，同時進入啟/停鬧時程序。

散轉(zhuǎn)完后，進行判斷掉電標(biāo)志flag是否等于55H.若不等，說明剛開機上電或運行過程中掉過電，這時四個數(shù)碼管以1Hz的頻率閃爍四個8字，提示時間不準(zhǔn)；若相等，說明未掉電，RAM區(qū)內(nèi)容未變化，時間準(zhǔn)確。

再下來程序又轉(zhuǎn)回到初始化之后進行循環(huán)運行。

由于使用了四只數(shù)碼管密集排列，因此只能采用雙面印刷板設(shè)計，圖4、5分別為正面（元件面）、反面的印板圖。尺寸3000milx4000mil（7.62cmx10.16cm）。圖6為計算機輸出的三維仿真印制板。

元件選用

為了走時準(zhǔn)確，晶振X最好選用溫漂小的。四個數(shù)碼管U1~U4可選用發(fā)綠光的，這樣光澤較柔和。蜂鳴器Bz要購買繞線型的電動式蜂鳴器（市場上有一種加電壓即工作的蜂鳴器這里不適用），因驅(qū)動信號為脈沖信號。其它元件一般無特殊要求。

使用方法

上電后，四個LED數(shù)碼管閃爍四個8字。

按一下set鍵，閃爍現(xiàn)象消失（此時set=1），U1的小數(shù)點亮，說明此刻可以調(diào)整鬧時時間。按下hour鍵，U1、U2作加法；按下min鍵，U3、U4作加法。這些調(diào)整好的數(shù)據(jù)被同時送入RAM區(qū)的鬧時記憶“時”單元t_hour和鬧時記憶“分”單元t_min.

再按一下set鍵，set=2，U2的小數(shù)點亮，此刻可以調(diào)整走時時間。按下hour鍵，U1、U2作加法；按下min鍵，U3、U4作加法。這些調(diào)整好的數(shù)據(jù)也被同步送入RAM區(qū)的“時”記憶單元hour和“分”記憶單元min.

再按一下set鍵，set=3，顯示剛才調(diào)整的鬧時時間，此刻可以選擇啟動/關(guān)停鬧時。按下min鍵，o_f位標(biāo)志置1，U3的小數(shù)點亮，鬧時啟動；按下hour鍵，o_f位標(biāo)志置0，U3的小數(shù)點滅，鬧時關(guān)閉。

若再按一下set鍵，set=0，電路進入走時狀態(tài)，U1、U2顯示小時，U3、U4顯示分。U2的小數(shù)點作秒點閃爍。

在鬧時啟動的情況下，走時到達設(shè)定鬧時，則蜂鳴器Bz鳴響一分鐘進行提醒。

附：用C51編寫的源程序清單（已由實驗板運行通過）

#include /*包含器件配置文件*/

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

char DATA_7SEG［10］={0xC0，0xF9，0xA4，0xB0，0x99，

0x92，0x82，0xF8，0x80，0x90，};/*0~9的數(shù)碼管段碼*/

uchar hour=0，min=0，sec=0; /*時、分、秒單元清零*/

uchar deda=0; /*5mS計數(shù)單元清零*/

uchar t_hour=0，t_min=0; /*鬧時時、分單元清零*/

bit d_05s=0; /*0.5秒標(biāo)志*/

bit o_f=0; /*鬧時啟/停標(biāo)志*/

uchar set=0; /*模式設(shè)定標(biāo)志*/

uchar m=0;

uchar flag=0; /*RAM掉電標(biāo)志*/

void delay（uint k）； /*延時子函數(shù)*/

void conv（）； /*走時單元轉(zhuǎn)換*/

void p_out（）； /*判別鬧時到否子函數(shù)*/

void dirve（）； /*走時時間輸出驅(qū)動子函數(shù)*/

void t_dirve（）； /*鬧時時間輸出驅(qū)動子函數(shù)*/

/*鬧時啟/停子函數(shù)*/

void time1_of（）

{uchar m;

if（P3_7==0）delay（1）；

if（P3_7==0）o_f=1;

for（m=0;m《30;m++）

{

t_dirve（）；

P1=DATA_7SEG［t_min/10］;P3=0xfd;delay（1）；

if（P3_1==0）{if（o_f==1）P1_7=0;}else P1_7=1;

delay（1）；

}

if（P3_5==0）delay（1）；

if（P3_5==0） o_f=0;

for（m=0;m《30;m++）

{

t_dirve（）；

P1=DATA_7SEG［t_min/10］;P3=0xfd;delay（1）；

if（P3_1==0）{if（o_f==1）P1_7=0;else P1_7=1;}

delay（1）；

}

}

/*走時函數(shù)*/

void time（）

{

conv（）； /*走時單元轉(zhuǎn)換*/

dirve（）； /*走時時間輸出驅(qū)動子函數(shù)*/

p_out（）； /*判別鬧時到否子函數(shù)*/

}

/*定時器T0 5mS初始化*/

void init_timer（）

{

TMOD=0x01;

TH0=-（4800/256）；

TL0=-（4800%256）；

IE=0x82;

TR0=1;

}

/*掃描按鍵子函數(shù)*/

void sCAN_key（）

{

delay（1）；

if（P3_4==0）set++;

if（set》=4）set=0;

if（set==1）flag=0x55;

F0:if（P3_4==0）goto F0; /*按鍵未釋放，在此等候*/

}

/*延時子函數(shù)*/

void delay（uint k）

{

uint i，j;

for（i=0;i

for（j=0;j《121;j++）

{;}}

}

/*5mS定時中斷服務(wù)子函數(shù)*/

void zd（void） interrupt 1

{

TH0=-（4800/256）；

TL0=-（4800%256）；

deda++;

}

/*調(diào)整走時時間*/

void time_adj（）

{uchar m;

if（P3_5==0）delay（1）；

if（P3_5==0）hour++;

if（hour==24）hour=0;

for（m=0;m《30;m++）

{

dirve（）；

if（P3_2==0）P1_7=0;

else P1_7=1;

delay（1）；

}

if（P3_7==0）delay（1）；

if（P3_7==0）min++;

if（min==60）min=0;

for（m=0;m《30;m++）

dirve（）；

if（P3_2==0）P1_7=0;

else P1_7=1;

delay（1）；

}

}

/*調(diào)整鬧時時間*/

void time1_adj（）

{uchar m;

if（P3_5==0）delay（1）；

if（P3_5==0）t_hour++;

if（t_hour==24）t_hour=0;

for（m=0;m《30;m++）

{

t_dirve（）；

}

if（P3_7==0）delay（1）；

if（P3_7==0）t_min++;

if（t_min==60）t_min=0;

for（m=0;m《30;m++）

{

t_dirve（）；

}

}

/*時、分、秒單元及走時單元轉(zhuǎn)換*/

void conv（）

{

if（deda《=100）d_05s=0;

else d_05s=1;

if（deda》=200）{sec++;deda=0;}

if（sec==60）{min++;sec=0;}

if（min==60）{hour++;min=0;}

if（hour==24）{hour=0;}

}

/*走時時間輸出驅(qū)動子函數(shù)*/

void dirve（）

{

P1=DATA_7SEG［hour/10］;P3=0xf7;delay（1）；

P1=DATA_7SEG［hour%10］;P3=0xfb;delay（1）；

if（d_05s==1）{if（P3_2==0）P1_7=0;else P1_7=1;}

delay（1）；

P1=DATA_7SEG［min/10］;P3=0xfd;delay（1）；

if（o_f==1）{if（P3_1==0）P1_7=0;else P1_7=1;delay（1）；}

P1=DATA_7SEG［min%10］;P3=0xfe;delay（1）；

}

/*鬧時時間輸出驅(qū)動子函數(shù)*/

void t_dirve（）

{

P1=DATA_7SEG［t_hour/10］;P3=0xf7;delay（1）；

if（P3_3==0）P1_7=0;else P1_7=1;

delay（1）；

P1=DATA_7SEG［t_hour%10］;P3=0xfb;delay（1）；

P1=DATA_7SEG［t_min/10］;P3=0xfd;delay（1）；

P1=DATA_7SEG［t_min%10］;P3=0xfe;delay（1）；

}

/*判別鬧時到否子函數(shù)*/

void p_out（）

{

if（o_f==1）{

if（t_hour==hour）{if（t_min==min）

if（P3_0==0）{P1_7=0;delay（1）；}

else P1_7=1;

}

}

}

/*主函數(shù)*/

void main（）

{

init_timer（）； /*定時器T0初始化*/

while（1） /*無限循環(huán)*/

{

if（P3_4==0）scan_key（）； /*有按鍵，調(diào)用

鍵掃描子函數(shù)*/

switch（set） /*根據(jù)set鍵值散轉(zhuǎn)*/

{

case 0:time（）；break; /*走時時間程序*/

case 1:time1_adj（）；break; /*鬧時時間調(diào)整*/

case 2:time_adj（）；break; /*走時時間調(diào)整*/

case 3:time1_of（）；break; /*啟/停鬧時*/

default:break; /*其它退出*/

}

if（flag！=0x55） /*判斷掉電標(biāo)志*/

{for（m=0;m《100;m++） /*點亮四個8字400mS*/

{

P1=0x80;P3=0xf7;delay（1）；

P1=0x80;P3=0xfb;delay（1）；

P1=0x80;P3=0xfd;delay（1）；

P1=0x80;P3=0xfe;delay（1）；

}

P1=0xff;P3=0xff;delay（400）； /*熄滅四個8字400mS*/