本文提出了基于單片機的雙色無表針鐘表的設計方案。該方案硬件以AT89S51 單片機為控制核心，采用 74LS154（4-16 線譯碼器）擴展I/O 口以控制鐘表的顯示，并采用12 個紅色LED 燈表示小時，12 個綠色LED 燈表示分鐘，每隔5 分鐘，變化一次。

同一時間僅有兩個LED 燈亮，節能、方便、易識別，且富有個性。

一、總體結構

1.主體結構模塊

本設計分為核心控制、顯示控制和時間調整三大模塊，主體結構如圖1 所示。

圖1 主體結構模塊

2.LED燈模塊

該鐘表中LED 燈的擺放位置如圖2 所示：

圖2（紅色LED 燈表示小時，綠色LED 燈表示分鐘）

二、硬件電路設計

1.主控電路

主控電路由AT89S51 單片機控制，74LS154（4-16 譯碼器） 進行I/O 口擴展， 采用11.0952MHz 晶振。AT89S51 有P0、P1、P2 和P3 四組I/O 口線，每組8 個端口，本設計采用P1、P2 和P3 三組線，P1.0~P1.3 口與74LS154 輸入口相連，74LS154（0~11） 輸出口各自與一個紅色LED燈相連，控制小時顯示，P2.0~P2.3 口與74LS154輸入口相連，74LS154（0~11） 輸出口各自與一個綠色LED 燈相連，控制分鐘顯示。在程序的控制下實現同一時間僅有兩個燈亮的雙色無表針鐘表，其中紅色表示小時，綠色表示分鐘，例如，當1 ：10 時，1 處紅色LED 燈亮，2 處綠色LED 燈亮。其主控電路如圖3 所示。

圖3 主控電路

2.驅動與LED顯示電路

用74LS154（2 個）24 個端口控制24 只LED 發光二極管的亮滅，當端口輸出低電平時，LED 燈亮，反之，LED 燈滅。用直流5V 電源給AT89S51 和24 只LED 燈供電，通過程序控制各個LED 燈的亮滅，從而實現時間的顯示。其驅動電路如圖4 所示。

三、軟件設計

1.工作流程

工作流程如圖5 所示。現說明如下：

AT89S51 的T0 工作在定時狀態，P1 口控制小時顯示，P2 口控制分鐘顯示，T0 每次定時60ms，循環5000 次，即定時5min，P2 口輸出值加1，分鐘顯示跳一格，分鐘每跳12 格（1 小時），P1 口值加1，小時顯示跳一格，P2 口送入0，重新開始循環。當小時顯示跳12 格時（12 小時），P1 口送入0，重新開始循環。INT0、INT1 中斷分別用于小時、分鐘調整。

圖5 工作流程示意圖

2.系統程序

四、小結

本文所設計的基于單片機的雙色無表針鐘表，在同一時間僅保持兩個LED 燈亮，耗電極低，更節能，雙色顯示更易辨認。