單片機時鐘電路原理圖

單片機時鐘電路原理圖

下面以一個實際的時鐘電路來說明定時器的軟件編程方法，時鐘是最為常見的顯示時、分、秒為單位的計時工具，它是典型的應用代表。
時鐘的最小計時單位是秒，但使用單片機定時器來進行計時，若使用6.0MHz的晶振，即使按工作方式1工作，最大的計時時間也只能到131ms，所以我們可把每個定時時間取125ms，這樣定時器溢出8次（125ms╳8=1000ms）就得到最小的計時單位秒。而要實現8次計數用軟件方法實現是輕而易舉的。
電路中使用定時器1，以工作方式1工作，定時器進行125ms定時。采用中斷方法進行

溢出次數的累計，當計滿8次即得到1秒的計時。
一個時鐘的計時累加，要實現分、時的進位，要用到多種進制，秒、分、時中的進位是十進制，秒向分進位和分想時進位卻是六十進制，而每天又有十二小時制或二十四小時制，它們分別又是十二進制和二十四進制。從秒到分和從分到小時可以通過軟件累加和數值比較方法實現。
在單片機的內部RAM中，需要設置顯示緩沖區，顯示的時、分、秒值是從顯示緩沖區中取出的，在RAM中設置四個單元作為顯示緩沖區，分別是7AH、7BH、7CH。為使電路和原理敘述方便，這里不顯示秒值，秒的進位我們通過閃爍分值實現。這樣一共有四位LED分別顯示時和分值。同時時鐘都需要校準的。在程序中還需設置顯示碼表，要顯示的數值通過查表指令將顯示用的真正碼值送到LED上。電路中用單片機AT89C2051的P3.4和P3.5兩個I/O口外接微動開關來實現時和分的校正，每按一次小時或分值加1，連續按下數值累計下去，實現時鐘的校準。
在電路中還設置了一個蜂鳴器，用作簡單報時用，如可設早上7:30分起床，中午1點30分再有起床報時，每次響時1分鐘，響1秒，停2秒的方式，而不是連續響鈴。這個程序采用12小時制，為此，要在程序中設置相應的標志，以利于主程序識別。同樣計時程序中還會有幾個相關的標志，主要是控制程序流的轉向。程序中都作了較詳細的注釋，這里不再贅述（見附錄）。

圖5中，硬件電路還是以低價的AT89C2051單片機為微處理單元，這個芯片兼容C51指令系統，在C51上編寫的程序，無需任何修改即可方便地移植到這個芯片上來。以P1口

作為LED的字段位驅動輸出，秒的“進位”采用分值閃爍提示，亮0.5秒，熄0.5秒。，P3.1—P3.3用于位驅動，使用動態掃描方式顯示，每位LED的顯示時間10—25ms之間均可，掃描頻率不能太高，否則每位LED顯示的時間過短，亮度太低，不易于觀看，以肉眼不感覺到LED閃爍為宜。為了直觀，驅動輸出沒有采用集成電路，而是使用了分立元件—三極管，但工作原理卻是一致的。
這個電路結構決定LED采用共陽極的數碼管，可以采用LQ5101BS普通的發光二極管，驅動三極管可采用易得的2SA1015和2SC1815等型號，當然也可使用象S9012,S9013,S9014,2N5401,2N5555等小功率三極管，其它器件沒有特殊要求。為便于實驗，單片機AT89C2051可采用DIP20P插座，程序編制好后，調試無錯，即可燒寫到AT89C2051中，值得一提的是，AT89C2051是Falsh程序存儲器，程序可反復擦寫，對于做實驗是非常方便的。