如何设计一个基于89C2051单片机的电子钟？

一、电路原理

本电路采用89C2051单片机设计硬件电路如图1所示。AT89C2051具有2k字节闪速可编程可擦除只读存储器（FLASH EEPROM）和128bytes的随机存取数据存储器（RAM），可重复擦写10000次，数据保存时间10年，工作电压范围：2.7V～6V，工作频率：0～24MHz，15根可编程I／0引线，2个16位定时器／计数器，一个5向量两级中断结构，—个全双工串行口，一个精密模拟比较器，两级程序加密，输出口可直接驱动LED显示，低功耗的闲置和调电保护工作方式，以及片内振荡器和时钟电路。本电路的设计，充分利用了单片机的硬件资源，结构简单。

89C2051单片机端口设置：Pl口分别接数码管的段码口（a～h）；P3.0、P3．1、P3．2、P3．3、分别接LED数码管的位驱动；P3．4接按键51，P3．5接按键52；P3，7驱动蜂鸣器。C3、R15构成上电复位电路。Q1～Q4为数码管显示驱动三极管。电路中没有画出电源部分，电路中的电源可以利用手机万用充电器作为本电路的供电部分。

图1 采用89C2051单片机设计硬件电路

二、电路功能

本时钟电路采用24小时制，使用四位LED数码管显示时问，DO、Dl两位数码管显示分钟，D2、D3两位数码管显示小时。电路利用D2，D3两数码管的小数点位做秒闪烁。

本电路只有两个操作键S1、S2。S2键为设置按键，每按一下，实现功能切换。S1键为加1键，仅在设置模式时，S1键有效，此键具有连击功能。当按键时问超过1s后能实现自动连加。

电路具有设置时间分钟模式，设置时间小时模式，设置闹钟分钟模式，设置闹钟小时模式，走时等五个模式。不同的模式采用数码管闪烁来区分：正常走时显示，D2、D3两位数码管的小数点闪烁；在设置时间分钟模式和设置小时模式时，相应的数码管不带小数点以0，5s的速度闪烁；在设置时问分钟模式和设置闹钟小时模式时，相应的数码管带小数点以0．5s的速度闪烁。

电路不仅具有时钟显示功能，还具有整点报时和闹钟功能。每到一个整点时间，蜂鸣器以1Hz频率报时，几点响几声。如：中午12点，蜂鸣器响12声。当走时到了设定的闹钟时间，蜂鸣器以0.5Hz频率报警，蜂鸣器响24声停止。

三、程序设计

主程序流程图如图2所示，编程采用C语言编写。

图2 流程图

程序由主程序、定时中断子程序，键盘子程序组成。定时中断子程序要产生Imo日刂钟标志位，用于数码管扫描髋示；20ms时钟标志位，用于键盘扫描、消抖；0，5s的时钟佶号，用于闹钟报瞥；1s时钟标志位，用于时间更新；1s的时钟信号，用于整点报时；及报骛时更新蜂鸣器鸣响次数，以下是该电子钟的部分程序。

主程序如下：

四、安装和调试

PCB板大小为68mm×78mm，采用单面板设计，细线为顶层跳线，D2数码管应当反装，以使小数点位和前一位小数点位交叉。安装时请先按照先低后高的原则，首先安装顶层跳线，数码管安装高度要适当高于三极管和集成电路，以便于加装外壳。测试前用编程器将C程序编译成目标文件即（hex文件），用专用的编程器写人89C2051中。单片机安装在DIP20的脚插座上。