一款由89C2051設(shè)計(jì)的電子鐘

一、電路原理

本電路采用89C2051單片機(jī)設(shè)計(jì)硬件電路如圖1所示。AT89C2051具有2k字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FLASH EEPROM）和128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），可重復(fù)擦寫10000次，數(shù)據(jù)保存時(shí)間10年，工作電壓范圍：2.7V～6V，工作頻率：0～24MHz，15根可編程I／0引線，2個(gè)16位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，—個(gè)全雙工串行口，一個(gè)精密模擬比較器，兩級(jí)程序加密，輸出口可直接驅(qū)動(dòng)LED顯示，低功耗的閑置和調(diào)電保護(hù)工作方式，以及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。本電路的設(shè)計(jì)，充分利用了單片機(jī)的硬件資源，結(jié)構(gòu)簡單。

89C2051單片機(jī)端口設(shè)置：Pl口分別接數(shù)碼管的段碼口（a～h）；P3.0、P3．1、P3．2、P3．3、分別接LED數(shù)碼管的位驅(qū)動(dòng)；P3．4接按鍵51，P3．5接按鍵52；P3，7驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。C3、R15構(gòu)成上電復(fù)位電路。Q1～Q4為數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)三極管。電路中沒有畫出電源部分，電路中的電源可以利用手機(jī)萬用充電器作為本電路的供電部分。

二、電路功能

本時(shí)鐘電路采用24小時(shí)制，使用四位LED數(shù)碼管顯示時(shí)問，DO、Dl兩位數(shù)碼管顯示分鐘，D2、D3兩位數(shù)碼管顯示小時(shí)。電路利用D2，D3兩數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)位做秒閃爍。

本電路只有兩個(gè)操作鍵S1、S2。S2鍵為設(shè)置按鍵，每按一下，實(shí)現(xiàn)功能切換。S1鍵為加1鍵，僅在設(shè)置模式時(shí)，S1鍵有效，此鍵具有連擊功能。當(dāng)按鍵時(shí)問超過1s后能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連加。

電路具有設(shè)置時(shí)間分鐘模式，設(shè)置時(shí)間小時(shí)模式，設(shè)置鬧鐘分鐘模式，設(shè)置鬧鐘小時(shí)模式，走時(shí)等五個(gè)模式。不同的模式采用數(shù)碼管閃爍來區(qū)分：正常走時(shí)顯示，D2、D3兩位數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)閃爍；在設(shè)置時(shí)間分鐘模式和設(shè)置小時(shí)模式時(shí)，相應(yīng)的數(shù)碼管不帶小數(shù)點(diǎn)以0，5s的速度閃爍；在設(shè)置時(shí)問分鐘模式和設(shè)置鬧鐘小時(shí)模式時(shí)，相應(yīng)的數(shù)碼管帶小數(shù)點(diǎn)以0．5s的速度閃爍。

電路不僅具有時(shí)鐘顯示功能，還具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)和鬧鐘功能。每到一個(gè)整點(diǎn)時(shí)間，蜂鳴器以1Hz頻率報(bào)時(shí)，幾點(diǎn)響幾聲。如：中午12點(diǎn)，蜂鳴器響12聲。當(dāng)走時(shí)到了設(shè)定的鬧鐘時(shí)間，蜂鳴器以0.5Hz頻率報(bào)警，蜂鳴器響24聲停止。

主程序流程圖如圖2所示，編程采用C語言編寫。

程序由主程序、定時(shí)中斷子程序，鍵盤子程序組成。定時(shí)中斷子程序要產(chǎn)生Imo日刂鐘標(biāo)志位，用于數(shù)碼管掃描髖示；20ms時(shí)鐘標(biāo)志位，用于鍵盤掃描、消抖；0，5s的時(shí)鐘佶號(hào)，用于鬧鐘報(bào)瞥；1s時(shí)鐘標(biāo)志位，用于時(shí)間更新；1s的時(shí)鐘信號(hào)，用于整點(diǎn)報(bào)時(shí)；及報(bào)騖時(shí)更新蜂鳴器鳴響次數(shù)，以下是該電子鐘的部分程序。

主程序如下：

四、安裝和調(diào)試

PCB板大小為68mm×78mm，采用單面板設(shè)計(jì)，細(xì)線為頂層跳線，D2數(shù)碼管應(yīng)當(dāng)反裝，以使小數(shù)點(diǎn)位和前一位小數(shù)點(diǎn)位交叉。安裝時(shí)請(qǐng)先按照先低后高的原則，首先安裝頂層跳線，數(shù)碼管安裝高度要適當(dāng)高于三極管和集成電路，以便于加裝外殼。測試前用編程器將C程序編譯成目標(biāo)文件即（hex文件），用專用的編程器寫人89C2051中。單片機(jī)安裝在DIP20的腳插座上。