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位定时/计数器，6-8个中断源，通用的串行接口，低电压空闲及电源下降方式。
AT89C51单片机内部CPU、4KB的FPEROM，128的RAM，两个16位的定时/计数器T0和T1，4个8位的I/O端P0、P1、P2、P3等组成。单片微机内部最核心的部分是CPU。CPU主要功能是产生各种控制信号，控制存储器、输入/输出端口的数据传输、数据的算数运算、逻辑运算以及操作处理等，CPU按其功能可分为运算器和控制器两部分。控制器由程序计数器PC、指令存储器、实时控制与条件转移逻辑电路等组成。它的功能是对来自存储器中的指令进行译码，通过实时控制电路在限定的时间发出各种操作所需要的内部和外部的控制信号，使各部分协调工作，完成指令规定的操作。运算器由算术逻辑器部件ALU、累加器ACC、暂存器、程序状态字寄存器PSW，BCD码运算调整电路等组成。
2.3.1 AT89C51主要性能参数
AT89C51与MCS-51控制系列产品兼容，片内有4K可在线重复编程闪速电擦除存储器（Flash Memory),存储器可循环写入/擦除1000次；存储器数据保存时间可达10年；工作电压范围宽：Vcc可由2.7V到6V；全静态工作可由0HZ到16MHZ；中继结构具有3级所存保护；128*8位内部RAM；32条可编程I/O线；两个16位定时器/计数器；中断结构具有5个中断源和2个中断优先级；可编程全双工串行通信；空闲状态维持低功耗和掉电状态保存储存内容。
2.3.2 AT89C51单片机的功能特性概述
AT89C51提供以下标准功能：8k字节Flash闪速存储器，256字节内部RAM，32个I/O口线，3个16位定时/计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但震荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。
1.MCS－51单片机的中断系统 （1）中断源
MCS－51单片机是一个多中断源的单片机，有五个中断源：外部中断0、定时器0中断、外部中断1、定时器1中断和串行接收或发送中断。 各中断源的中断处理程序入口地址如下表2.2所示：
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表2.2 中断向量表
中断源 外部中断0 定时器0 外部中断1 定时器1 串行口 （2）中断控制
1)中断的开放或禁止是由中断允许寄存器IE控制的。IE的格式如下：
EA / / ES ET1 EX1 ET0 EX0 入口地址 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H ① EA－中断总允许位。EA＝1，开放总中断，而各个中断源的中断请求是允许还
是禁止，分别由各自的中断允许位确定；EA=0，禁止一切中断。 ② ES－串行口中断允许位。
③ ET1和ET0分别是定时器T1和T0的中断允许位。
④ EX1和EX0分别是外部中断1（INT1）和外部中断0（INT0）的中断允许位。 以上五个中断允许位的意义是：0为禁止中断,1为允许中断。 2)中断源优先级控制－中断优先级寄存器IP。
MCS－51单片机有高、低两个中断优先级，5个中断源可由程序设置为高优先级中断或低优先级中断，实现二级中断嵌套。一个正在执行的低优先级中断源的中断服务程序，能被高优先级中断源所中断，但不能被同级别的另一个中断源所中断。MCS－51单片机的5个中断源的优先级由中断优先级寄存器IP的相应位设定。
IP格式如下：
/ / / PS PT1 PX1 PT0 PX0 ① PS是串行口的中断优先级控制位。
② PT1和PT0分别是定时器T1和T0的中断优先级控制位。 ③ PX1和PX0分别是外部中断INT1和INT0的中断优先级控制位。
中断优先级控制位的意义是：0为设定为低优先级中断源；1为设定为高优先级中断。 如果同优先级的多个中断请求同时出现时，则按MCS－51单片机的CPU查询次序确定那个中断请求被响应，其查询次序为：IE0、TF0、IE1、TF1、RI或TI。
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2.MCS－51的定时系统
在控制系统中，常常要求有一些实时时钟以实现定时或延时控制，如定时中断、定时检测、定时扫描等等，也往往要求有计数器能对外部事件计数。MCS－51单片机有2个定时器，称为定时器0（T0）和定时器1（T1）。
(1)定时器的结构
MCS－51单片机的定时器由计数器0、计数器1、方式控制寄存器和定时器控制寄存器组成。计数器0和计数器1分别由8位计数器TH0、TL0和TH1和TL1构成。TH0、TL0、TH1、TL1是不能位寻址的特殊功能寄存器，通过对TH0、TL0、TH1、TL1的初始化编程来控制T0和T1的计数初值。
MCS－51单片机的两个计数器TH0、TL0和TH1、TL1可以构成16位的计数器、13位的计数器和8位的计数器。计数器是定时器T0和T1的核心，它可以对引线T0和T1来的外部事件计数；也可以对单片机的机器周期计数。一个机器周期等于12个振荡脉冲周期，因此计数频率为振荡频率的1/12。这样，不但可以根据计数值计算出定时时间，也可以反过来按定时时间的要求计算出计数器的预置值。计数器是加法计数器，所以预置的计数初值应为计数值的补码。
(2)定时器的工作方式
MCS－51单片机的T0有方式0、方式1、方式2和方式3四种工作方式。T1有方式0、方式1和方式2三种工作方式。
工作方式控制寄存器TMOD:TMOD寄存器是不能位寻址的特殊功能寄存器，用于控制T1和T0的工作方式。TMOD的高半字节和低半字节的定义相同，高半字节用于控制T1，低半字节用于控制T0，其中，GATE是门控位。GATE为1时，定时器的计数器受外部引线INT0或INT1输入电平的控制，输入高电平计数，输入低电平停止计数，这时可以用于测量在INTx引线出现的正脉冲宽度；GATE为0时，定时器的计数不受INT0或INT1引线的控制。
C/T是定时器和计数器选择位。C/T为1，选择计数器方式，计数器THi和TLi对Ti引线输入的外部事件计数；C/T为0，选择定时器方式，计数器THi和TLi对机器周期进行计数。
M1和M0是定时器的工作方式选择位。M1和M0这2位有00－11四个状态，分别选择方式0（13位定时器）、方式1（16位定时器）、方式2（8位自动重装载定时器）和方式3（T0分成两个8位的定时器）。
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2.4各部分功能实现
1.单片机发送的信号通过程序控制最终在数码管上显示出来。 2.单片机通过输出各种电脉冲信号来驱动控制各部分正常工作。
3.为使时钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的，键盘用来校正数码管上显示的时间。
4.单片机通过控制闹铃电路来完成 定时闹钟的功能。
2.5系统工作原理
设计的电路主要由四模块构成：单片机控制电路，显示电路、闹铃电路以及校正电路。
图2.3详细电路功能图 本系统的设计电路如图3.3所示，左边按键控制时分秒加一减一操作，右边开关切换数码管显示时钟，秒表，倒计时定时器等功能。右上角是八位一体的数码管LED，用于显示。数码管左边的上拉电阻具有自动拉高P0 I/O口的功能。
本设计采用C语言程序设计，使单片机控制数码管显示时、分、秒，当秒计数计满60时就向分进位，分计数器计满60后向时计数器进位，小时计数器按“23翻0”规律计数。时、分、秒的计数结果经过数据处理可直接送显示器显示。当计时发生误差的时候可以用
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校时电路进行校正。设计采用的是时、分、秒显示，单片机对数据进行处理同时在数码管上显示。
2.6 时钟各功能分析及图解
2.6.1电路各功能图解分析
1.时钟运行图
仿真开始运行时，或按下仿真软件的开始按键时，时钟从12：00：00开始运行，其中K3键对时进行调整，K2对分钟进行调整，K6键可以让 钟表显示暂停。
时钟运行图如图 2.4所示：
单片机电子时钟主要功能：1、秒表2、时间调整3、数字显示4、闹铃设置abcdefgdp时间显示区12345678图2.4时钟运行图
2.秒表计时图
当按下K1键进入秒表计时状态，K6键是秒表暂停键，可按K4键跳出秒表计时状态。 如图2.5所示：
单片机电子时钟主要功能：1、秒表2、时间调整3、数字显示4、闹铃设置abcdefgdp时间显示区12345678图2.5 秒表计时图 （3）闹铃设置图及运行图
当按下k5，开始定时，分别按k2调分，k3调时设置闹铃时间，然后按下k4键恢复
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