本文主要以“加、減計時器的設計和實現”為例，詳細介紹了單片機的設計和制作。

一、設計要求

該設計即可做日常用的鬧表，又可做體育比賽中的計時器。其設計時間達到23：59：59。設計功能要求如下：

（一）、設置在任意時刻開始加計時或減計時的控制開關；

（二）、設置可設定初值開關：設置秒初值開關、設置分初值開關、設置時初值開關；

（三）、設置定時鬧鈴開關；

（四）、設置在任意時刻人為暫停開關，并使鬧鈴有鈴聲；

（五）、用數碼管顯示，設數碼管關閉顯示，但不影響計時。

控制部分用單片機AT89C51來實現。

顯示部分用共陰極8段數碼管，其中時、分、秒的分段“：”，將分、秒的十位數碼管倒置與時、分個位的點組合而成。用AT89C51的P0.0～P0.7并接6個數碼管做時、分、秒的顯示。

選擇7個按鈕開關分別做：

1、加、減控制開關SW1，接單片機AT89C51的1.4口；2、定時開關：S（調秒）、M（調分）、H（調時）分別接單片機AT89C51的P1.0、P1.1、P1.2口。

3、定時鬧鈴開關SW3接單片機AT89C51的P1.6口與蜂鳴器的“+”連接；

4、暫停開關SW2接單片機AT89C51的P1.4口；

5、關閉顯示開關SW4接6個數碼管的供電端。

電路原理圖如下圖所示：

三、軟件編程

程序由五部分組成：

（1）主程序START：用于初始化，流程圖如下圖；

（2）調試功能程序NK1用于判斷按鍵S、M、H是否按下，若有按下則調整計時器初值。當S按下一次則秒增加1秒，按下的次數與秒增加值一樣；同樣的M、H按下的次數與其增加值都對應。流程圖如下圖。

（3）取時、分、秒BCD碼程序DISP

用于取出時、分、秒的BCD碼，并把秒的BCD碼存放于40H、41H單元，分的BCD碼存放于42H、43H單元，時的BCD碼存放于44H、45H單元。

（4）顯示子程序INT_T0用于把時、分、秒送到數碼管顯示，并當SW1未按下時，實現加計時。流程圖如下圖。

（5）減計時子程序JIANJISHU當SW1按下時實現減計時。流程圖如下圖。

（6）INU1用于整點和暫停時響鈴。流程圖如下圖。

四、程序仿真調試和燒錄

單片機軟件很多，其中可以軟件仿真的軟件如Keil C51（3）。該設計中的程序可以通過Keil C51中的Dpj8.dll仿真。仿真的時候，把程序中的S、M、H分別用P3.2、P3.3、P3.4代替，仿真以下程序，可以看到時鐘的加計時功能和時、分、秒的調節功能的實現。再把SW1、SW2分別用P3.3、P3.4代替，仿真以下程序，可以看到減計時和暫停功能的實現。

當仿真無誤后，用對應的燒錄器把程序燒錄到單片機中，然后插到電路板上進行調試。

五、安裝與調試

1、AT89C51最好不要直接焊接在電路板內，應先用一個與之對應的插座焊接，以方便修改調試程序。

2、數碼管要先用萬用表測量各個引腳，且判斷出是共陰還是共陽的數碼管。把兩個數碼管倒裝（如附圖把數碼觀的小數點用于顯示時與分、分與秒之問的“：“。

3、全部焊接好后，就對單片機編程調試；31腳（）接高電平即VCC。