電路見圖1.
一片20引腳的單片機AT89C2051為電子鐘主體，其顯示數(shù)據(jù)從P1口分時輸出，P3.0~3.3則輸出對應的位選通信號。由于LED數(shù)碼管點亮時耗電較大，故使用了四只PNP型晶體管VT1~VT4進行放大。本來筆者還有一種更簡的設計方案（見圖2），可省去VT1~VT4及R1~R4八個元件，但這種設計由于單片機輸出口的灌入電流有限（約20mA），數(shù)碼管亮度較暗而不向讀者介紹，除非你采用了高亮度的發(fā)光數(shù)碼管。
P3.4、P3.5、3.7外接了三個輕觸式按鍵，這里我們分別命名為：模式設定鍵set（P3.4）、時調整鍵hour（P3.5）、分調整鍵min（P3.7）。C1、R13組成上電復位電路。VT5及蜂鳴器Bz為鬧時訊響電路。三端穩(wěn)壓器7805輸出的5V電壓供整個系統(tǒng)工作。此電子鐘可與任何9~20V/100mA的交直流電源適配器配合工作，適應性強。
電子鐘功能
1.走時：通過模式設定鍵set選擇為走時，U1、U2顯示小時，U3、U4顯示分。U2的小數(shù)點為秒點，每秒閃爍一次。
2.走時調整：通過模式設定鍵set選擇為走時調整，按下hour鍵對U1、U2的走時“時”顯示進行調整（每0.2秒遞加1）。按下min鍵對U3、U4的走時“分”顯示進行調整（每0.2秒遞加1）。
3.鬧時調整：通過模式設定鍵set選擇為鬧時調整，按下hour鍵對U1、U2的鬧時“時”顯示進行調整（每0.2秒遞加1）。按下min鍵對U3、U4的鬧時“分”顯示進行調整（每0.2秒遞加1）。
4.鬧時啟/停設定：通過模式設定鍵set選擇為鬧時啟/停設定，按下min鍵U3的小數(shù)點點亮，鬧時功能啟動；按下hour鍵U3的小數(shù)點熄滅，鬧時功能關停。
由于電路設計得極其簡單，因此豐富的功能只能由軟件完成，這里軟件設計成為了關鍵。下面介紹軟件設計要點。
圖3為主程序狀態(tài)流程。
運行時建立的主要狀態(tài)標志如下：
flag-掉電標志。掉電后，flag內為一隨機數(shù)；重新設定時間后flag內寫入標志數(shù)55H.
set-工作模式設定標志。
hour-走時“時”單元。
min-走時“分”單元。
sec-走時“秒”單元。
dEDA-走時5mS計數(shù)單元
t_hour-鬧時“時”單元。
t_min-鬧時“分”單元。
d_05s-0.5秒位標志。每秒鐘的前0.5秒置1,后0.5秒置0,以使秒點閃爍。
o_f-鬧時啟/停位標志。鬧時啟動置1,鬧時關停置0.
另外將定時器T0設定為5mS的定時中斷。這里晶振頻率為12MHz,因此5mS的初值為-5000,但實際上程序還要作其它運算，使得時間偏長，經(jīng)調整為-4800后試驗剛好。計時單元deda每次中斷均加1.走時函數(shù)判斷deda>=200時即令秒單元sec加1.同理秒單元sec滿60后令分單元min加1.分單元min滿60后令時單元hour加1.時單元hour滿24后清0.
上電后，首先進行初始化，對各狀態(tài)標志、輸入輸出口及定時器T0進行初始化工作，以適應后面程序的要求。
隨后程序判斷有無set鍵按下，如按下，則set鍵值從0起加1.set鍵值只能從0加到3,然后又回到0.
接下來，根據(jù)鍵值進行散轉。若set=0,運行走時程序；若set=1,進入調整鬧時時間程序；若set=2,進入調整走時時間程序；若set=3,顯示已調好的鬧時時間，同時進入啟/停鬧時程序。
散轉完后，進行判斷掉電標志flag是否等于55H.若不等，說明剛開機上電或運行過程中掉過電，這時四個數(shù)碼管以1Hz的頻率閃爍四個8字，提示時間不準；若相等，說明未掉電，RAM區(qū)內容未變化，時間準確。
再下來程序又轉回到初始化之后進行循環(huán)運行。
由于使用了四只數(shù)碼管密集排列，因此只能采用雙面印刷板設計，圖4、5分別為正面（元件面）、反面的印板圖。尺寸3000milx4000mil（7.62cmx10.16cm）。圖6為計算機輸出的三維仿真印制板。
元件選用
為了走時準確，晶振X最好選用溫漂小的。四個數(shù)碼管U1~U4可選用發(fā)綠光的，這樣光澤較柔和。蜂鳴器Bz要購買繞線型的電動式蜂鳴器（市場上有一種加電壓即工作的蜂鳴器這里不適用），因驅動信號為脈沖信號。其它元件一般無特殊要求。
使用方法
上電后，四個LED數(shù)碼管閃爍四個8字。
按一下set鍵，閃爍現(xiàn)象消失（此時set=1），U1的小數(shù)點亮，說明此刻可以調整鬧時時間。按下hour鍵，U1、U2作加法；按下min鍵，U3、U4作加法。這些調整好的數(shù)據(jù)被同時送入RAM區(qū)的鬧時記憶“時”單元t_hour和鬧時記憶“分”單元t_min.
再按一下set鍵，set=2,U2的小數(shù)點亮，此刻可以調整走時時間。按下hour鍵，U1、U2作加法；按下min鍵，U3、U4作加法。這些調整好的數(shù)據(jù)也被同步送入RAM區(qū)的“時”記憶單元hour和“分”記憶單元min.
再按一下set鍵，set=3,顯示剛才調整的鬧時時間，此刻可以選擇啟動/關停鬧時。按下min鍵，o_f位標志置1,U3的小數(shù)點亮，鬧時啟動；按下hour鍵，o_f位標志置0,U3的小數(shù)點滅，鬧時關閉。
若再按一下set鍵，set=0,電路進入走時狀態(tài)，U1、U2顯示小時，U3、U4顯示分。U2的小數(shù)點作秒點閃爍。
在鬧時啟動的情況下，走時到達設定鬧時，則蜂鳴器Bz鳴響一分鐘進行提醒。
附：用C51編寫的源程序清單（已由實驗板運行通過）
#include /*包含器件配置文件*/
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
char DATA_7SEG[10]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,
0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,};/*0~9的數(shù)碼管段碼*/
uchar hour=0,min=0,sec=0; /*時、分、秒單元清零*/
uchar deda=0; /*5mS計數(shù)單元清零*/
uchar t_hour=0,t_min=0; /*鬧時時、分單元清零*/
bit d_05s=0; /*0.5秒標志*/
bit o_f=0; /*鬧時啟/停標志*/
uchar set=0; /*模式設定標志*/
uchar m=0;
uchar flag=0; /*RAM掉電標志*/
void delay（uint k）； /*延時子函數(shù)*/
void conv（）； /*走時單元轉換*/
void p_out（）； /*判別鬧時到否子函數(shù)*/
void dirve（）； /*走時時間輸出驅動子函數(shù)*/
void t_dirve（）； /*鬧時時間輸出驅動子函數(shù)*/
/*鬧時啟/停子函數(shù)*/
void time1_of（）
{uchar m;
if（P3_7==0）delay（1）；
if（P3_7==0）o_f=1;
for（m=0;m<30;m++）
{
t_dirve（）；
P1=DATA_7SEG[t_min/10];P3=0xfd;delay（1）；
if（P3_1==0）{if（o_f==1）P1_7=0;}else P1_7=1;
delay（1）；
}
if（P3_5==0）delay（1）；
if（P3_5==0） o_f=0;
for（m=0;m<30;m++）
{
t_dirve（）；
P1=DATA_7SEG[t_min/10];P3=0xfd;delay（1）；
if（P3_1==0）{if（o_f==1）P1_7=0;else P1_7=1;}
delay（1）；
}
}
/*走時函數(shù)*/
void time（）
{
conv（）； /*走時單元轉換*/
dirve（）； /*走時時間輸出驅動子函數(shù)*/
p_out（）； /*判別鬧時到否子函數(shù)*/[!--empirenews.page--]
}
/*定時器T0 5mS初始化*/
void init_timer（）
{
TMOD=0x01;
TH0=-（4800/256）；
TL0=-（4800%256）；
IE=0x82;
TR0=1;
}
/*掃描按鍵子函數(shù)*/
void sCAN_key（）
{
delay（1）；
if（P3_4==0）set++;
if（set>=4）set=0;
if（set==1）flag=0x55;
F0:if（P3_4==0）goto F0; /*按鍵未釋放，在此等候*/
}
/*延時子函數(shù)*/
void delay（uint k）
{
uint i,j;
for（i=0;i
for（j=0;j<121;j++）
{;}}
}
/*5mS定時中斷服務子函數(shù)*/
void zd（void） interrupt 1
{
TH0=-（4800/256）；
TL0=-（4800%256）；
deda++;
}
/*調整走時時間*/
void time_adj（）
{uchar m;
if（P3_5==0）delay（1）；
if（P3_5==0）hour++;
if（hour==24）hour=0;
for（m=0;m<30;m++）
{
dirve（）；
if（P3_2==0）P1_7=0;
else P1_7=1;
delay（1）；
}
if（P3_7==0）delay（1）；
if（P3_7==0）min++;
if（min==60）min=0;
for（m=0;m<30;m++）
dirve（）；
if（P3_2==0）P1_7=0;
else P1_7=1;
delay（1）；
}
}
/*調整鬧時時間*/
void time1_adj（）
{uchar m;
if（P3_5==0）delay（1）；
if（P3_5==0）t_hour++;
if（t_hour==24）t_hour=0;
for（m=0;m<30;m++）
{
t_dirve（）；
}
if（P3_7==0）delay（1）；
if（P3_7==0）t_min++;
if（t_min==60）t_min=0;
for（m=0;m<30;m++）
{
t_dirve（）；
}
}
/*時、分、秒單元及走時單元轉換*/
void conv（）
{
if（deda<=100）d_05s=0;
else d_05s=1;
if（deda>=200）{sec++;deda=0;}
if（sec==60）{min++;sec=0;}
if（min==60）{hour++;min=0;}
if（hour==24）{hour=0;}
}
/*走時時間輸出驅動子函數(shù)*/
void dirve（）
{
P1=DATA_7SEG[hour/10];P3=0xf7;delay（1）；
P1=DATA_7SEG[hour%10];P3=0xfb;delay（1）；
if（d_05s==1）{if（P3_2==0）P1_7=0;else P1_7=1;}
delay（1）；
P1=DATA_7SEG[min/10];P3=0xfd;delay（1）；
if（o_f==1）{if（P3_1==0）P1_7=0;else P1_7=1;delay（1）；}
P1=DATA_7SEG[min%10];P3=0xfe;delay（1）；
}
/*鬧時時間輸出驅動子函數(shù)*/
void t_dirve（）
{
P1=DATA_7SEG[t_hour/10];P3=0xf7;delay（1）；
if（P3_3==0）P1_7=0;else P1_7=1;
delay（1）；
P1=DATA_7SEG[t_hour%10];P3=0xfb;delay（1）；
P1=DATA_7SEG[t_min/10];P3=0xfd;delay（1）；
P1=DATA_7SEG[t_min%10];P3=0xfe;delay（1）；
}
/*判別鬧時到否子函數(shù)*/
void p_out（）
{
if（o_f==1）{
if（t_hour==hour）{if（t_min==min）
if（P3_0==0）{P1_7=0;delay（1）；}
else P1_7=1;
}
}
}
/*主函數(shù)*/
void main（）
{
init_timer（）； /*定時器T0初始化*/
while（1） /*無限循環(huán)*/
{
if（P3_4==0）scan_key（）； /*有按鍵，調用
鍵掃描子函數(shù)*/
switch（set） /*根據(jù)set鍵值散轉*/
{
case 0:time（）；break; /*走時時間程序*/
case 1:time1_adj（）；break; /*鬧時時間調整*/
case 2:time_adj（）；break; /*走時時間調整*/
case 3:time1_of（）；break; /*啟/停鬧時*/
default:break; /*其它退出*/
}
if（flag!=0x55） /*判斷掉電標志*/
{for（m=0;m<100;m++） /*點亮四個8字400mS*/
{
P1=0x80;P3=0xf7;delay（1）；
P1=0x80;P3=0xfb;delay（1）；
P1=0x80;P3=0xfd;delay（1）；
P1=0x80;P3=0xfe;delay（1）；
}
P1=0xff;P3=0xff;delay（400）； /*熄滅四個8字400mS*/
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