51單片機的電子時鐘設計

時鐘的基本原理分析

利用單片機定時器完成計時功能，定時器0計時中斷程序每隔0.01s中斷一次并當作一個計數，設定定時1秒的中斷計數初值為100，每中斷一次中斷計數初值減1，當減到0時，則表示1s到了，秒變量加1，同理再判斷是否1min鐘到了，再判斷是否1h到了。

為了將時間在LED數碼管上顯示，可采用靜態顯示法和動態顯示法，由于靜態顯示法需要譯碼器，數據鎖存器等較多硬件，可采用動態顯示法實現LED顯示，通過對每位數碼管的依次掃描，使對應數碼管亮，同時向該數碼管送對應的字碼，使其顯示數字。由于數碼管掃描周期很短，由于人眼的視覺暫留效應，使數碼管看起來總是亮的，從而實現了各種顯示。

三，時鐘設計分析

針對要實現的功能，采用AT89S51單片機進行設計，AT89S51 單片機是一款低功耗，高性能CMOS8位單片機，片內含4KB在線可編程（ISP）的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS- 51指令系統及80C51引腳結構。這樣，既能做到經濟合理又能實現預期的功能。

在程序方面，采用分塊設計的方法，這樣既減小了編程難度、使程序易于理解，又能便于添加各項功能。程序可分為鬧鐘的聲音程序、時間顯示程序、日期顯示程序，秒表顯示程序，時間調整程序、鬧鐘調整程序、定時調整程序，延時程序等。運用這種方法，關鍵在于各模塊的兼容和配合，若各模塊不匹配會出現意想不到的錯誤。

首先，在編程之前必須了解硬件結構尤其是各引腳的用法，以及內部寄存器、存儲單元的用法，否則，編程無從下手，電路也無法設計。這是前期準備工作。第二部分是硬件部分：依據想要的功能分塊設計設計，比如輸入需要開關電路，輸出需要顯示驅動電路和數碼管電路等。第三部分是軟件部分：先學習理解匯編語言的編程方法再根據設計的硬件電路進行分塊的編程調試，最終完成程序設計。第四部分是軟件畫圖部分：設計好電路后進行畫圖，包括電路圖和仿真圖的繪制。第五部分是軟件仿真部分：軟硬件設計好后將軟件載入芯片中進行仿真，仿真無法完成時檢查軟件程序和硬件電路并進行修改直到仿真成功。第六部分是硬件實現部分：連接電路并導入程序檢查電路，若與設計的完全一樣一般能實現想要的功能。最后進行功能擴展，在已經正確的設計基礎上，添加額外的功能！

四，時鐘的實現

A.電路設計

1. 整體設計

此次設計主要是應用單片機來設計電子時鐘，硬件部分主要分以下電路模塊：顯示電路用8個共陰數碼管分別顯示，星期（年份），小時、分鐘（月份）和秒（日），通過動態掃描進行顯示，從而避免了譯碼器的使用，同時節約了I/0端口，使電路更加簡單。單片機采用AT89S51系列，這種單片機應用簡單，適合電子鐘設計。

電路的總體設計框架如下：