51單片機數字鐘介紹

隨著計算機在社會領域的滲透和大規模集成電路的發展，單片機的應用正在不斷走向深入，由于它具有功能強、體積小、功耗低、價格便宜、工作可靠、使用方便等特點，因此越來越廣泛地應用于自動控制、智能化儀器、儀表、數據采集、軍工產品以及家用電器等各個領域。

51單片機數字鐘應用單片機中斷、定時技術，通過調整鍵、加1鍵、減1鍵、確定鍵四個按鍵，用8位數碼管設計制作了一個可以調整時間的數字鐘，實現了對時、分、秒進行數字顯示，可廣泛用于個人家庭、車站、碼頭、辦公室等公共場所，方便人們的日常生活。

一、系統方框圖

51單片機數字鐘以STC89C52單片機為核心，采用12MHZ晶振，以匯編語言為程序設計語言，結合相關的元器件（共陽極四位一體LED數碼顯示器、BCD -七段譯碼/驅動器74HC537等），再配以相應的軟件，用8位數碼管顯示 “時、分、秒”。顯示格式為：時-分-秒 XX-XX-XX ，由時個位和時十位、分個位和分十位、秒個位和秒十位計數器組成。秒、分計數器為60進制計數器，時計數器為24進制計數器。通過調整、加1、減1、確定4只按鍵來調整時間。按下調整鍵SET_KEY（P1.0），顯示“時”的兩位數碼管以1Hz的頻率閃爍。如果再次按下調整鍵，則“分”兩位數碼管開始閃爍，“時”兩位數碼管恢復正常顯示，依次循環，直到按下確定鍵OK_KEY（P1.3），恢復正常的時間顯示。在數碼管閃爍的時候，按下加1鍵ADD_KEY（P1.1）或者減1鍵DEC_KEY（P1.2 ），可以調整相應的顯示內容。按一次鍵，則選中的“時”“分”“秒”分別加1或減1，如果長按，系統識別后以一定速率連續增加或連續減少，進行快速調時。

二、動態掃描

數碼管顯示采用動態掃描方法。把8位數碼管的8個筆畫字段（a～g和dp）同名端連在一起由一片74HC573驅動；每一位數碼管的公共極COM端（位）各自獨立，連接在另外一片74HC573輸出上接受P2口的控制。STC89C52CPU向字段輸出端口輸出字型碼時，所有數碼管接受相同的字型碼，但究竟使用那一位數碼管則由P2口決定。動態掃描用分時的方法輪流控制每個數碼管的COM端，使每個數碼管輪流點亮。事實上，任意時刻只有一位數碼管是被點亮的。由于人眼的視覺暫留效應以及數碼管的余輝效應，當數碼管掃描的頻率非常快的時候，人眼已經無法分辨出數碼管的變化了，看起來就是同時點亮的，給人的視覺就是一組穩定的顯示數據。

三、1秒定時的產生

首先用單片機內部的定時器T1實現50ms定時，然后每50ms產生一次定時中斷，用寄存器R3存放循環中斷的次數，循環20次就實現了1s的定時。

1.對TMOD賦值，確定工作方式

TMOD的高4位是控制定時器/計數器T1的，當GATE=0時，通過“SETB TR1”指令即可啟動定時器/計數器工作；C/T=0時，T1被設置為定時工作方式。因此，可得到定時器T1，工作在方式1，作定時器使用，并且用軟件啟動運行的TMOD賦值為10H。

2.預置定時器初值X，將初始值寫入TH1、TL1中

定時器初值得計算公式為：（最大計數值M-初始值X）×機器周期=定時時間

當晶振頻率為12MHz時，機器周期為1μs。在方式1中，定時器T1的最大計數值M為65536，現要求定時50ms，由以上公式可計算出計數器的初始值X。

（65536-X）×1μs=50ms所以，初始值X=65536-50000=15536D=3CB0H

所以在程序DELAY_50MS中確定定時器的初值指令為：MOV TH1，#3CH

MOVTL1，#0B0H。軟件設計中使用內部定時器1中斷實現50ms定時。循環20次中斷，就可以得到1S的定時了。

四、軟件設計

系統軟件采用模塊化設計，主要有主程序模塊，時鐘調整子程序模塊，顯示子程序模塊等。

單片機數字鐘給人們生活帶來了極大的方便。它不僅可以實現鐘表的記時功能，還能在定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力設備、各種定時電氣的自動啟用等方面得到廣泛應用。

（作者單位：江蘇省常州技師學院）