10.3.2 数码管数字时钟电路的设计 1. 系统硬件电路的设计 单片机控制的数码管时钟电路如图10-6所示，它采用的是AT89C51单片机，只用了 P1口和P2口，P0、P3口可用于扩展显示年、月、日等功能。为了简化硬件电路，LED显示采用动态扫描方式实现，P1口输出段码数据，P2.0～P2.5端作扫描输出控制端，P2.7作功能转换按键输入端。LED采用共阳极数码管，由三极管9012提供驱动电流。为了提高计时精度，所采用的晶振频率为12 MHz。

图10-6 AT89C51数字时钟电路图

2. 系统软件的设计 1) 主程序 主程序功能主要是初始化、正常显示时间和判断功能转换键。显示时间调用显示子程序。当P2.7端口按键按下时，转入调时功能程序。主程序流程图如图10-7所示。

图10-7 主程序流程图

2) 显示子程序 数码管显示的数据存放在50H～55H内存单元中，其中50H、51H单元存放秒数据，52H、53H单元存放分数据，54H、55H单元存放时数据。时间数据采用BCD码表示，对应的显示用段码表存放在ROM中。

3) 定时器T0中断服务程序 时钟的最小计时单位是秒，60 s进位1 min，60 min进位1 h。定时器T0用于产生最小单位1 s，定时时间为50 ms，中断累计20次即为1 s。计数单元中的十进制BCD数每逢60进位。程序流程图如图10-8所示。

图10-8 T0中断服务程序

4) 定时器T1中断服务程序 进行时间调整时，正在被调整的时间以闪烁形式表现，定时器T1用于产生闪烁的时间间隔，每隔0.3 s闪烁一次。程序流程图略。 5) 调时功能程序 调整时间程序的方法是：按下功能键，当按下时间小于1 s时，进入省电状态，大于1 s时，进入调分状态，等待操作，此时计时器停止走动。

6) 延时程序 系统使用三个延时程序。因为系统是动态显示，为了确保系统在有效显示时间范围内(约50 ms)必须执行显示程序，所以0.5 s的延时程序是通过执行显示程序约81遍实现的。

程序如下： ORG 0000H AJMP MAINT ；转主程序 NOP ORG 000BH AJMP INT01 ；转定时器T0中断程序 ORG 001BH AJMP INT11 ；转定时器T1中断程序

******主程序****** MAINT： MOV R0，#7FH ；00H～7FH单元清零 CLR A WZ1：MOV @R0，A DJNZ R0，WZ1 MOV SP，#30H ；置堆栈指针 MOV 5AH，#0AH ；放入“熄灭符”数据 MOV TMOD，#11H ；设T0，T1为16位定时器

MOV TL0，#0B0H ；置50 ms定时初值 MOV TH0，#3CH MOV TL1，#0B0H MOV TH1，#3CH SETB EA ；开中断 SETB ET0 ；允许T0中断 SETB TR0 ；启动T0 MOV R4，#14H ；用于产生1 s定时

MAINT1: LCALL XSZCX ；调用显示子程序 JNB P2.7，SJTZ0 ；功能键按下，进入调时程序 SJMP MAINT1 SJTZ0： LCALL XSZCX ；通过调用显示时间程序延时消抖动 JNB P2.7，SJTZ1 ；功能键没有按下，显示时间

SJTZ1: CLR ET0 ；关闭T0中断 CLR TR0 ；关闭T0 LCALL YS1S ；调用1 s延时程序 JB P2.7，KMTES ；按键时间小于1 s，进入省电状态 MOV R2，#06H ；进入调时状态，置闪烁定时初值 SETB ET1 ；允许T1中断 SETB TR1 ；启动T1

XYZ2：JNB P2.7，XYZ1 ；P2.7端为0，等待 CLR 01H ；置调分标志位为1 XYZ4：JB P2.7，XYZ3 ；等待键按下 LCALL YS05S ；延时0.5 s JNB P2.7，XYZHH ；按键时间大于0.5 s，转到调小时状态 MOV R0，#53H ；按键时间小于0.5 s，进入调分状态 LCALL ADD1 ；调时间加1子程序

MOV A，R3 ；取要调整的单元数据 CLR C CJNE A，#60，QWE ；调整单元数据与60比较 JC XYZ4 ；小于60转到XYZ4循环 QWE：CLR A ；大于或等于60，清零 MOV @R0，A DEC R0 CLR C AJMP XYZ4 ；转到XYZ4循环

KMTES: SETB ET0 ；省电状态，开T0中断 SETB TR0 ；启动T0(开时钟) KMA: JB P2.7，$ ；无按键按下，等待 LCALL XSZCX ；通过调用显示时间程序延时消抖动 JB P2.7，KMA ；是干扰返回等待 KMA1: JNB P2.7，$ ；等待键释放 LJMP MAINT1 ；返回主程序，显示时间

XYZHH: JNB P2.7，XYZ5 ；等待键释放 SETB 01H ；置调小时标志位 XYZ6: JB P2.7，XYZ7 ；等待键按下 LCALL YS05S ；有键按下，延时0.5 s JNB P2.7，XYZOUT ；按下时间大于0.5 s，退出调整状态 MOV R0，#55H ；小于0.5 s，调整小时 LCALL ADD1 ；调加1子程序 MOV A，R3

CLR C CJNE A，#24，KMB1 ；计时单元与24比较 JC XYZ6， ；小于24转XYZ6循环 KMB1: CLR A ；大于或等于24，则清零 MOV @R，A DEC R0 MOV @R0，A AJMP XYZ6 ；转XYZ6循环

XYZOUT: JNB P2.7，XYZOUT1 ；退出调时状态，等待键释放 LCALL XSZCX ；通过调用显示程序延时消抖动 JNB P2.7，XYZOUT ；是抖动，返回XYZOUT等待 MOV 20H，#00H ；清调时标志位 CLR TR1 ；关闭T1 CLR ET1 ；关T1中断 SETB TR0 ；启动T0 SETB ET0 ；开T0中断 LJMP MAINT1 ；返回主程序

XYZ1: LCALL XSZCX ；键释放等待时，调用显示子程序 AJMP XYZ2 ；防止此时无时钟显示 XYZ3： LCALL XSZCX AJMP XYZ4 XYZ5： LCALL XSZCX AJMP XYZHH XYZ7： LCALL XSZCX AJMP XYZ6 XYZOUT1： LCALL XSZCX AJMP XYZOUT

******显示子程序******   XSZCX：MOV R1，#50H ；显示数据首址 MOV R5，#0FEH ；扫描控制字初值 MAXY： MOV A，R5 ；扫描控制字送A MOV P2，A ；输出扫描控制字 MOV A，@R1 ；取显示数据 MOV DPTR，#ABC ；取段码表首地址 MOVC A，@A+DPTR ；取对应段码 MOV P1，A ；P1口输出段码 LCALL YS1MS ；延时1 ms

INC R1 ；显示地址增1 MOV A，R5 ；扫描控制字送A JNB ACC.5，ENDOUT ；ACC.5为0时一次显示结束 RL A ；控制字左移 MOV R5，A ；制字送回R5中 AJMP MAXY ；循环显示下一个数据 ENDOUT: MOV P2，#0FFH ；一次显示结束，P2口复位 MOV P1，#0FFH ；P1口复位 RET ；子程序返回

******T0中断服务程序******   INT01： PUSH ACC ；保护现场 PUSH PSW CLR ET0 ；关T0中断 CLR TR0 ；关定时器T0 MOV A，#0B7H ；修正中断响应时间 ADD A，TL0 MOV TL0，A

MOV A，#3CH ADDC A，TH0 SETB TR0 ；启动定时器T0 DJNZ R4，INT0U ；20次中断未到退出中断 AD1： MOV R4，#14H ；R4重新赋值 MOV R0，#51H ；指向秒计时单元(50H，51H) LCALL ADD1 ；调用加1 s程序 MOV A，R3 ；秒数据放入A CLR C ；清进位标志 CJNE A，#60，AD2 ；小于60 s吗 JC INT0U ；小于60 s退出中断

AD2： CLR A ；大于或等于60 s，清秒计数单元 MOV @R0，A DEC R0 MOV R0，#57H ；指向分计时单元(56H，57H) ACALL ADD1 ；调用加1 min程序 MOV A，R3 ；分数据放入A CLR C CJNE A，#60，AD3 ；小于60 min吗 JC INT0U ；小于60 min退出中断

AD3: CLR A ；大于或等于60 min，清分计数单元 MOV @R0，A DEC R0 MOV @R0，A MOV R0，#59H ；指向小时计时单元(58H，59H) ACALL ADD1 ；调用加1 h程序 MOV A，R3 ；小时数据放入A CLR C CJNE A，#24，AD4 ；小于24 h吗 JC INT0U ；小于24 h退出中断

AD4: CLR A ；大于或等于24 h清小时计数单元 MOV @R0，A DEC R0 INT0U: MOV 52H，56H ；中断退出时将分、时计时单元数据 MOV 53H，57H ；移入对应显示单元 MOV 54H，58H MOV 55H，59H

POP PSW ；恢复现场 POP ACC SETB ET0 ；开放T0中断 RETI ；中断返回

****** T1中断服务程序******   INT11： PUSH ACC ；保护现场 PUSH PSW MOV TL1，#0B0H ；装定时器T1初值 MOV TH1，#3CH DJNZ R2，INT1U ；0.3 s未到退出中断 MOV R2，#06H ；重装0.3 s定时用初值 CPL 02H ；0.3 s定时到，对闪烁标志取反

JB 02H，CCC1 ；02H位为1时显示单元“熄灭” MOV 52H，56H ；02H位为0时显示正常 MOV 53H，57H MOV 54H，58H MOV 55H，59H INT1U： POP PSW ；恢复现场 POP ACC RETI ；退出中断

CCC1： JB 01H，CCC2 ；01H位为1时转小时熄灭控制 MOV 52H，5AH ；01H位为0时“熄灭符”放入分计时单元 MOV 53H，5AH MOV 54H，58H MOV 55H，59H AJMP INT1U ；转中断退出

CCC2： MOV 52H，56H ；01H位为1时“熄灭符”放入小时计时单元 MOV 53H，57H MOV 54H，5AH MOV 55H，5AH AJMP INT1U ；转中断退出 ADD1： MOV A，@R0 ；取出现计时数据放入A DEC R0 ；指向前一单元

SWAP A ；A中高4位与低4位互换 ORL A，@R0 ；前一单元中数据放入A中低4位 ADD A，#01H ；A加1 DA A ；十进制调整 MOV R3，A ；移入R3寄存器 ANL A，#0FH ；高4位变0 MOV @R0，A ；放回前一地址单元 MOV A，R3 ；取回R3中暂存数据 INC R0 ；指向当前地址单元 SWAP A ；A中高4位与低4位互换 ANL A，#0FH ；高4位变0

MOV @R0， A ；数据存入当前地址单元 RET ；子程序返回   ******延时子程序****** YS1MS： MOV R6，#14H ；延时1 ms子程序 YS1： MOV R7，#19H YS2： DJNZ R7，YS2 DJNZ R6，YS1 RET

YS1S： LCALL YS05S ；延时1 s子程序 LCALL YS05S RET YS05S： MOV R3，#51H ；延时0.5 s子程序 YS05S1： LCALL XSZCX DJNZ R3，YS05S1 ABC： DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80H，90H，0FFH END