導(dǎo)讀：本方案介紹的電子鐘，電路可稱得上極簡，它僅使用單片的20引腳單片機(jī)完成電子鐘的全部功能，而筆者見到的其它設(shè)計方案均采用二片以上的多片IC實現(xiàn)。

　　電路見圖1.

　　一片20引腳的單片機(jī)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(jìn)行放大。本來筆者還有一種更簡的設(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(jī)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(qiáng)。

　　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。

　　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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(yùn)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(jī)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(yùn)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(jìn)行初始化，對各狀態(tài)標(biāo)志、輸入輸出口及定時器T0進(jìn)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(jìn)行散轉(zhuǎn)。若set=0,運(yùn)行走時程序；若set=1,進(jìn)入調(diào)整鬧時時間程序；若set=2,進(jìn)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(jìn)入啟/停鬧時程序。

　　散轉(zhuǎn)完后，進(jìn)行判斷掉電標(biāo)志flag是否等于55H.若不等，說明剛開機(jī)上電或運(yùn)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(jìn)行循環(huán)運(yùn)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(jī)輸出的三維仿真印制板。

　　元件選用

　　為了走時準(zhǔn)確，晶振X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(jìn)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(dá)設(shè)定鬧時，則蜂鳴器Bz鳴響一分鐘進(jìn)行提醒。

　　附：用C51編寫的源程序清單（已由實驗板運(yùn)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*/