一、功能及工作原理
本电子钟以AT89C2O51单片机作为核心，具有时、分、秒的调整、显示功能，以及24小时和12小时时制选择功能，时间制式由最后一位数码管的小数点来指示。利用定时器中断和软件编程实现电子钟秒计数功能。具体原理如下：单片机晶振为12MHz，定时器0工作在方式1，定时时间为125ms，则定时器0的计数初值X为65536-1O0OOOO/16=OBDCH(十六进制数)，定时器0溢出中断16次即可实现1秒定时，寄存器B用于存放定时器0的中断次数，其初值为1OH，即定时器中断16次后产生1秒定时信号，实现了电子钟的秒信号。电子钟时、分、秒的计时分别利用十二/二十四、六十进制累加计数来实现。
电子钟的显示电路由门电路和LED数码管组成，利用6只LED数码管显示，从左至右分别是时、分和秒的十位、个位。
该电子钟的键盘由一个功能键、两个调整键组成。调整键用于调整电子钟的时、分、秒及其时制选择。
弱光提示电路：通过调节电位嚣R5来控制起始报警的光强值，当光强度小于设定值时弱光提示报警。
二、硬件电路硬
件的关键是键盘和显示器的接口电路。本设计利用AT89C2O5l单片机的P1口和两个门电路作为键盘和显示接口电路。利用74LSl38作为数码管的位驱动；用74HCl64作为数码管的段驱动和键盘扫描信号发生电路。
电路如右图所示，电路原理图见下图。时钟电路由片外石英晶体、微调电容和单片机的内部电路组成。选用12MHz晶振，一般微调电容C1、C2采用30pF的瓷片电容，由于电子钟对频率的精度要求比较高，因此C1、C2采用15pF/33pF的微调电容。单片机的复位电路采用按键和上电复位。
显示器接口电路由AT89C2O5l单片机、位驱动电路和段驱动电路组成。
采用动态显示方式。单片机P1口的高三位接74LSl38的输入端，74LSl38的输出作为显示器的位驱动，74HCl64的输出作为显示器的段驱动。P3.3输出的脉冲作为74HCl64的移位脉冲信号，P3.4接74HCl64的数据输入端。为了保护数码管，需要对数码管进行限流，限流可通过硬件电路来完成也可通过软件来完成，本设计中采用软件限流方式。
电子钟有3个按键。1#键与P1.2相接，用作电子钟的功能调整键；2#键与P1.3相接，用作调整电子钟功能的上翻键；3#键与P1.4相接，用作调整电子钟功能的下翻键，1#、2#、3#键均与74HCl64的QO端子相连。
弱光提示电路由电阻R3、光敏电阻R4、电位器R5、蜂鸣器和单片机的内部比较器组成。单片机内部比较器的反相输入小于同相输入，通过软件检测p3.6就可以知道光强情况，在光线较暗时，蜂鸣器会发出弱光提示报警，用户可以根据情况开灯或按任意键终止报警。
在键盘和显示电路中，利用软件对74HCl64进行了时分复用，减小了电子钟对系统硬件资源的占用。
三、主要部分软件设计
本电子钟的程序采用汇编语言编写，主要包括定时器的中断服务子程序、送显子程序、延时子程序、数码显示子程序和键盘扫描子程序等。
时、分、秒的个位、十位都存放在通用寄存器中，以方便程序的累加计数。缓冲区设在RAM的65H～7FH单元，数码显示通过查表方式来实现。调整时制的数据存放在RAM的33H和34H单元中。
1.键盘扫描子程序
键盘扫描子程序KEY用来判断按键。实验证明，在不消除抖动的情况下也可正常工作，因此该程序中没有涉及键盘消抖动程序，在该程序中调用了HCl64送显子程序送键盘扫描码，并处理了时、分、秒的调整及时制的选择。
2.送显子程序
送显子程序主要完成6个LED数码管的动态显示，显示字型通过查表方式实现，在显示过程中调用了延时程序DELAY。
3.定时器中断服务子程序
定时器中断服务子程序主要用于定时器0溢出中断次数的计算，以及时、分、秒的累加次数和通用寄存器的清零等功能。
程序流程图如下图所示。
电子钟的接口电路设计方法很多，本设计的最大优点是占用系统资源小，且在不改变硬件电路，仅通过软件编程就可实现万年历、秒表、闹钟、整点报时等功能。
