AT89C51电子时钟电路与程序设计

AT89C51是一种高性能、低功耗、8位微控制器，广泛应用于各种电子设备中。我们将介绍如何使用AT89C51微控制器设计一个简单的电子时钟电路，并提供相应的程序设计。

硬件设计

电子时钟电路的硬件设计包括时钟电路、显示电路和控制电路。时钟电路采用DS1302时钟芯片，显示电路采用4位共阴极数码管，控制电路采用AT89C51微控制器。

时钟电路设计

DS1302时钟芯片是一种低功耗、全双工、串行接口实时时钟，它具有时钟、日历、定时器和RAM等功能。时钟电路的设计中，需要将DS1302时钟芯片的CLK、DAT和RST引脚分别连接到AT89C51微控制器的P1.0、P1.1和P1.2引脚上，同时将DS1302时钟芯片的VCC和GND引脚分别连接到5V和GND上。

显示电路设计

4位共阴极数码管的显示电路包括4个共阴极数码管、4个NPN晶体管和8个限流电阻。其中，4个共阴极数码管的引脚分别连接到AT89C51微控制器的P0.0~P0.3引脚上，4个NPN晶体管的发射极分别连接到GND上，基极分别连接到AT89C51微控制器的P2.0~P2.3引脚上，澳门金沙捕鱼官网集电极分别连接到4个共阴极数码管的阳极上。8个限流电阻的阻值根据数码管的额定电流和工作电压确定。

控制电路设计

控制电路主要包括AT89C51微控制器和按键电路。AT89C51微控制器的引脚P3.0~P3.3用于连接4个按键，P3.4~P3.7用于连接4个LED指示灯。按键电路由4个按钮和4个上拉电阻组成，按钮分别连接到P3.0~P3.3引脚上，上拉电阻连接到5V和P3.0~P3.3引脚之间。

程序设计

程序设计主要包括时钟芯片的初始化、时间的读取和显示、按键的扫描和控制LED指示灯等功能。

时钟芯片的初始化

时钟芯片的初始化主要包括设置时钟芯片的时钟、日历和定时器等参数。具体实现方法如下：

```c

void ds1302_init(void)

ds1302_write_byte(0x8e, 0x00); //禁止写保护

ds1302_write_byte(0x80, 0x00); //关闭定时器

ds1302_write_byte(0x90, 0x80); //使能时钟输出

ds1302_write_byte(0x84, 0x1f); //设置时钟频率为2.0MHz

ds1302_write_byte(0x8e, 0x80); //使能写保护

```

时间的读取和显示

时间的读取和显示主要包括从时钟芯片中读取当前时间，并将时间转换为BCD码，然后将BCD码转换为数码管显示的数字。具体实现方法如下：

```c

void get_time(void)

unsigned char time_buf[7];

ds1302_read_time(time_buf); //从时钟芯片中读取当前时间

hour = bcd_to_dec(time_buf[2] & 0x3f); //将小时转换为十进制数

minute = bcd_to_dec(time_buf[1]); //将分钟转换为十进制数

second = bcd_to_dec(time_buf[0]); //将秒钟转换为十进制数

void display_time(void)

unsigned char num_buf[4];

dec_to_bcd(hour, &num_buf[0]); //将小时转换为BCD码

dec_to_bcd(minute, &num_buf[1]); //将分钟转换为BCD码

dec_to_bcd(second, &num_buf[2]); //将秒钟转换为BCD码

num_buf[3] = 0x00; //设置小数点位置

display(num_buf); //将BCD码转换为数码管显示的数字

```

按键的扫描和控制LED指示灯

按键的扫描和控制LED指示灯主要包括对按键的状态进行检测，并根据按键的状态控制LED指示灯的亮灭。具体实现方法如下：

```c

void scan_key(void)

unsigned char key_code;

key_code = get_key(); //获取按键的状态

if (key_code == 0x01) //按下K1键

{

hour++; //小时加1

if (hour >= 24) hour = 0;

}

else if (key_code == 0x02) //按下K2键

{

minute++; //分钟加1

if (minute >= 60) minute = 0;

}

else if (key_code == 0x04) //按下K3键

{

second++; //秒钟加1

if (second >= 60) second = 0;

}

else if (key_code == 0x08) //按下K4键

{

ds1302_write_time(hour, minute, second); //将当前时间写入时钟芯片

}

if (hour == 0 && minute == 0 && second == 0) //时间到达0点

{

P3 |= 0xf0; //控制4个LED指示灯同时亮起

}

else

{

P3 &= 0x0f; //控制4个LED指示灯同时熄灭

}

```

本文介绍了如何使用AT89C51微控制器设计一个简单的电子时钟电路，并提供相应的程序设计。通过本文的学习，读者可以了解到AT89C51微控制器的硬件设计和程序设计方法，掌握电子时钟电路的制作和调试技巧。