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用LED显示时钟摘要 现随着电子技术产业结构调整，生产工艺的飞速发展，人们生活水平的不断提高，家用电器逐渐普及，市场对于智能时钟控制系统的需求也越来越大。本文所述智能时钟控制系统主要指时钟显示、时间设置、闹铃及家用电器定时开关机（可扩展功能）等控制系统。 本文采用进入市场时间早、总线开放、仿真开发设备多、芯片及其开发设备价格低廉、速度较快、电磁兼容性较好的MCS-51型单片机为核心实现智能时钟控制。 本文主要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设计由单片机AT89C51芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子时钟，并有定时功能。ED数码管时钟电路采用24h计时方式，时、分、秒用6位数码管显示。该电路采用AT89C51单片机，使用两个按键开关即可进入调时、调分。关键字 定时器 LED数码管 AT89C51 一、 钟电路硬件的设计数码管时钟电路如下图所示，其采用AT89C51单片机最小化应用设计，LED显示采用动态扫描方式实现，P0口输出段数码管，P2口作扫描输出，P1.6和P1.7接调时按钮。为了提供LED数码管的驱动电流，用三极管9012作电源驱动输出。为了提高秒计时的精确性，采用了06Mhz晶振。数码管时钟电路图如下：AT89C51简介：AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示。主要特性：与MCS-51 兼容 ；4K字节可编程闪烁存储器 ；寿命：1000写/擦循环；数据保留时间：10年；全静态工作：0Hz-24MHz；三级程序存储器锁定；1288位内部RAM；32可编程I/O线；两个16位定时器/计数器；5个中断源 ；可编程串行通道；低功耗的闲置和掉电模式；片内振荡器和时钟电路管脚说明：VCC：供电电压。GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管脚 备选功能：P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 振荡器特性:XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。电路原理图如下：引脚排列如图： 二、系统主要程序的设计1、 主程序本设计中的计时采用定时器T0中断完成，其余状态循环调用显示子程序，当P1.6、P1.7端口开关按下，转入调时功能程序。系统主程序流程图如下图：2、显示子程序：数码管显示的数据存放在内存单元中，每一地址单元内均为十进制BCD码。显示时，先取出某一地址的数据，然后查得对应的显示用段码从P1口输出。P2口将对应的数码管选中，就能显示该地址单元的数据值。3、 定时器T0中断服务程序：定时器T0用于时间计时。定时溢出中断周期，中断累计后达1s时对秒计时单元进行加1操作。在时分计数单元中采用十进制BCD码计数，满60进位。T0中断服务程序流程图：三、程序清单CODE_SEGSEGMENT CODE DATA_SEGSEGMENT DATA STACK_SEGSEGMENTIDATAK1BITP1.6K2BITP1.7RSEG DATA_SEGKEY_S:DS 1KEY_V: DS 1DIS_DIGIT: DS 1SEC: DS 1DIS_INDEX: DS 1HOUR: DS 1MIN: DS 1SEC100: DS 1DIS_BUF: DS 8BUF_HOUR_HEQUDIS_BUF; 小时十位BUF_HOUR_LEQUDIS_BUF+1; 小时个位BUF_MIN_HEQUDIS_BUF+3; 分十位BUF_MIN_LEQUDIS_BUF+4; 分个位BUF_SEC_HEQUDIS_BUF+6; 秒十位BUF_SEC_LEQUDIS_BUF+7; 秒个位RSEGSTACK_SEGSTACK:DS20CSEGAT0000HJMPMAINCSEGAT0000BHLJMPTIMER0CSEGAT0001BHLJMPTIMER1RSEG CODE_SEGMAIN:USING0MOVSP, #(STACK-1);MOV P0,#0FFHMOV P2,#0FFHMOV TMOD,#011H; 定时器0, 1工作模式1, 16位定时方式MOV TH0,#0FCHMOV TL0,#017HMOV TH1,#0DCHCLR AMOV TL1,AMOV HOUR,#06; CLRA; MOV MIN,#01MOV SEC,#35MOV SEC100,AMOV A,HOURMOV B,#10DIV ABMOV DPTR,#DIS_CODEMOVC A,A+DPTRMOV BUF_HOUR_H,A; 时十位MOV A,HOURMOV B,#10DIV ABMOV A,BMOVC A,A+DPTRMOV BUF_HOUR_L,A; 时个位MOV A,MINMOV B,#10DIV ABMOVC A,A+DPTRMOV BUF_MIN_H,A; 分十位MOV A,MINMOV B,#10DIV ABMOV A,BMOVC A,A+DPTRMOV BUF_MIN_L,A; 分个位MOV A,SECMOV B,#10DIV ABMOVC A,A+DPTRMOV BUF_SEC_H,A; 秒十位MOV A,SECMOV B,#10DIV ABMOV A,BMOVC A,A+DPTRMOV BUF_SEC_L,A; 秒个位MOV BUF_HOUR_H+02H,#0f7H;显示数码管的-MOV BUF_HOUR_H+05H,#0f7H;显示数码管的- MOV DIS_DIGIT,#0FEHCLRAMOV DIS_INDEX,AMOV IE,#08AH; 使能timer0,1 中断SETBTR0SETBTR1MOV KEY_V,#03HMAIN_LP:LCALLSCAN_KEY; 键扫描JZ MAIN_LP; 无键返回MOVR7,#10; 延时10msLCALLDELAYMS; 延时去抖动LCALLSCAN_KEY; 再次扫描JZMAIN_LP; 无键返回MOV KEY_V,KEY_S; 保存键值LCALLPROC_KEY; 键处理SJMPMAIN_LP; 调回主循环SCAN_KEY:; 扫键扫描子程序; 保存按键状态到key_s; 返回: A - 按键是否按下(BOOL)CLRAMOV C,K1; 读按键K1MOVACC.0,CMOVC,K2; 读按键K2MOVACC.1,CMOVKEY_S,A; 保存按键状态到key_sXRL A,KEY_VRET PROC_KEY:; 键处理子程序; 传入参数: KEY_V - 按键值; 返回值: 无CLR EAMOV A,KEY_VJNBACC.0,PROC_K1JNBACC.1,PROC_K2SJMPEND_PROC_KEYPROC_K1:; 按键k1处理LCALLINC_HOUR; 小时加1SJMP END_PROC_KEYPROC_K2:; 按键K2处理INC MIN; 分钟加1MOV A,MIN; SETB CSUBB A,#59JC K2_UPDATE_MIN; 如果分钟等于60,则分清0,小时加1CLR A; MOV MIN,AK2_UPDATE_MIN:; 更新分显示缓冲区MOV A,MINMOV B,#10DIV AB; A = MIN / 10MOV DPTR,#DIS_CODEMOVC A,A+DPTRMOV BUF_MIN_H,A; 更新分十位MOV A,MINMOV B,#10DIV ABMOV A,B; A = MIN % 10MOVC A,A+DPTRMOV BUF_MIN_L,A; 更新分个位END_PROC_KEY:SETB EARET USING0TIMER0:; 定时器0中断服程序, 用于数码管的动态扫描; DIS_INDEX - 显示索引, 用于标识当前显示的数码管和缓冲区的偏移量; DIS_DIGIT - 位选通值, 传送到P2口用于选通当前数码管的数值, 如等于0xfe时,;选通P2.0口数码管; DIS_BUF - 显于缓冲区基地址PUSH ACCPUSH PSWPUSH AR0MOV TH0,#0FCHMOV TL0,#017HMOV P2,#0FFH; 先关闭所有数码管MOV A,#DIS_BUF; 获得显示缓冲区基地址ADD A,DIS_INDEX; 获得偏移量MOV R0,A; R0 = 基地址 + 偏移量MOV A,R0; 获得显示代码MOV P0,A; 显示代码传送到P0口MOV P2,DIS_DIGITMOVA,DIS_DIGIT; 位选通值左移, 下次中断时选通下一位数码管RLAMOVDIS_DIGIT,AINCDIS_INDEX; DIS_INDEX加1, 下次中断时显示下一位ANLDIS_INDEX,#0x07; 当DIS_INDEX等于8(0000 1000)时, 清0POP AR0POP PSWPOP ACCRETI USING0TIMER1:; 定时器1中断服务程序, 产生时基信号10msPUSHPSWPUSH ACCPUSH BPUSH DPHPUSH DPLMOV TH1,#0DCHINC SEC100MOV A,SEC100CLR CSUBB A,#100; 是否中断100次(达到1s)JC END_TIMER1; 1SMOV SEC100,#00H; 达到1s LCALLINC_SEC; 秒加1 END_TIMER1:POP DPLPOP DPHPOP BPOP ACCPOPPSWRETI ; INC_SEC:INC SECMOV A,SECSETB CSUBB A,#59; JC UPDATE_SECCLR AMOV SEC,ALCALLINC_MINUPDATE_SEC:MOV A,SECMOV B,#10DIV AB; A = SEC / 10MOV DPTR,#DIS_CODEMOVC A,A+DPTR; MOV BUF_SEC_H,A; MOV A,SECMOV B,#10DIV ABMOV A,B; A = SEC % 10MOVC A,A+DPTRMOV BUF_SEC_L,ARET INC_MIN:INC MIN; 分钟加1MOV A,MIN; SETB CSUBB A,#59JC UPDATE_MIN; 如果分钟等于60,则分清0,小时加1CLR A; MOV MIN,ALCALLINC_HOUR; 小时加1UPDATE_MIN:; 更新分显示缓冲区MOV A,MINMOV B,#10DIV AB; A = MIN / 10MOV DPTR,#DIS_CODEMOVC A,A+DPTRMOV BUF_MIN_H,A; 更新分十位MOV A,MINMOV B,#10DIV ABMOV A,B; A = MIN % 10MOVC A,A+DPTRMOV BUF_MIN_L,A; 更新分个位RET INC_HOUR:INC HOUR; 小时加1 MOV A,HOURSETB CSUBB A,#24JC UPDATE_HOUR; 如果小时等于24,则小时清0CLR AMOV HOUR,A; 小时清0 UPDATE_HOUR:MOV A,HOURSETB CSUBB A,#9JC UPDATE_HOUR1; 如果小时小于10,则十位0不显示MOV A,HOURMOV B,#10DIV ABMOV DPTR,#DIS_CODEMOVC A,A+DPTR; MOV BUF_HOUR_H,ASJMP UPDATE_HOUR2UPDATE_HOUR1:MOV BUF_HOUR_H,#0FFHUPDATE_HOUR2:MOV A,HOURMOV B,#10DIV ABMOV A,BMOV DPTR,#DIS_CODEMOVC A,A+DPTRMOV BUF_HOUR_L,ARET DELAYMS:; 延时子程序; 传入参数：R7