AT89C2051组成的时钟电路原理图

AT89C51组成的时钟电路原理图

我们以一个实际的时钟电路来说明定时器的软件编程方法，时钟就是我们最为常见的显示时、分、秒为单位的计时工具，它是典型的应用代表。

    时钟的最小计时单位是秒，但使用单片机定时器来进行计时，若使用6.0MHz的晶振，即使按工作方式1工作，最大的计时时间也只能到131ms，所以我们可把每个定时时间取125ms，这样定时器溢出8次（125ms╳8=1000ms）就得到最小的计时单位秒。而要实现8次计数用软件方法实现是轻而易举的。

    我们使用定时器1，以工作方式1工作，定时器进行125ms定时。采用中断方法进行溢出次数的累计，当计满8次即得到1秒的计时。

    一个时钟的计时累加，要实现分、时的进位，要用到多种进制，秒、分、时中的进位是十进制，秒向分进位和分想时进位却是六十进制，而每天又有十二小时制或二十四小时制，它们分别又是十二进制和二十四进制。从秒到分和从分到小时可以通过软件累加和数值比较方法实现。

    在单片机的内部RAM中，需要设置显示缓冲区，显示的时、分、秒值是从显示缓冲区中取出的，在RAM中设置四个单元作为显示缓冲区，分别是7AH、7BH、7CH。为使电路和原理叙述方便，我们这里不显示秒值，秒的进位我们通过闪烁分值实现。这样我们一共有四位LED分别显示时和分值。同时时钟都需要校准的。在程序中还需设置显示码表，要显示的数值通过查表指令将显示用的真正码值送到LED上。我们用单片机AT89C2051的PP3.4和P3.5两个I/O口外接微动开关来实现时和分的校正，每按一次小时或分值加1，连续按下数值累计下去，实现时钟的校准。

    在电路中我们还设置了一个蜂鸣器，用作简单报时用，如可设早上7:30分起床，中午1点30分再有起床报时，每次响时1分钟，响1秒，停2秒的方式，而不是连续响铃。这个程序我们采用12小时制，为此，要在程序中设置相应的标志，以利于主程序识别。同样计时程序中还会有几个相关的标志，主要是控制程序流的转向。程序中我们都作了较详细的注释，这里不再赘述。

    硬件电路，我们还是以低价的AT89C2051单片机为微处理单元，这个芯片兼容C51指令系统，在C51上编写的程序，无需任何修改即可方便地移植到这个芯片上来。我们以P0口作为LED的字段位驱动输出，秒的“进位”采用分值闪烁提示，亮0.5秒，熄0.5秒。，P3.1—P3.3用于位驱动，使用动态扫描方式显示，每位LED的显示时间10—25ms之间均可，扫描频率不能太高，否则每位LED显示的时间过短，亮度太低，不易于观看，以肉眼不感觉到LED闪烁为宜。为了直观，我们的驱动输出没有采用集成电路，而是使用了分立元件—三极管，但工作原理却是一致的。

这个电路结构决定LED采用共阳极的数码管，可以采用LQ5101BS普通的发光二极管，驱动三极管可采用易得的2SA1015和2SC1815等型号，当然也可使用象S9012,S9013,S9014,2N5401,2N5555等小功率三极管，其它器件没有特殊要求。为便于实验，单片机AT89C2051可采用DIP20P插座，程序编制好后，调试无错，即可烧写到AT89C2051中，值得一提的是，AT89C2051是Flash程序存储器，程序可反复擦写，对于做实验是非常方便的。

AT89C2051单片机时钟程序源代码