在 mcs-51 單片機(jī)片內(nèi)有一個(gè)高增益的反相放大器，反相放大器的輸入端為 xtal1，輸出端為 xtal2，由該放大器構(gòu)成的振蕩電路和時(shí)鐘電路一起構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘方式。根據(jù)硬件電路的不同，單片機(jī)的時(shí)鐘連接方式可分為內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式，如下圖所示。
時(shí)鐘電路：(a)內(nèi)部方式時(shí)鐘電路，(b)外接時(shí)鐘電路
在內(nèi)部方式時(shí)鐘電路中，必須在 xtal1 和 xtal2 引腳兩端跨接石英晶體振蕩器和兩個(gè)微調(diào)電容構(gòu)成振蕩電路，通常 c1 和 c2 一般取 30pf，晶振的頻率取值在 1.2mhz~12mhz 之間。對(duì)于外接時(shí)鐘電路，要求 xtal1 接地，xtal2 腳接外部時(shí)鐘，對(duì)于外部時(shí)鐘信號(hào)并無特殊要求，只要保證一定的脈沖寬度，時(shí)鐘頻率低于 12mhz 即可。
晶體振蕩器的振蕩信號(hào)從 xtal2 端送入內(nèi)部時(shí)鐘電路，它將該振蕩信號(hào)二分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘信號(hào) p1 和 p2 供單片機(jī)使用。時(shí)鐘信號(hào)的周期稱為狀態(tài)時(shí)間 s，它是振蕩周期的 2 倍，p1 信號(hào)在每個(gè)狀態(tài)的前半周期有效，在每個(gè)狀態(tài)的后半周期 p2 信號(hào)有效。cpu 就是以兩相時(shí)鐘 p1 和 p2 為基本節(jié)拍協(xié)調(diào)單片機(jī)各部分有效工作的。
mcs-51 片內(nèi)有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端(xtal1)和輸出端(xtal2)用于外接石英晶體和微調(diào)電容，構(gòu)成振蕩器，如圖所示。電容 c2 和 c3 對(duì)頻率有微調(diào)作用，電容容量的選擇范圍一般為 30pf 士 10pf。振蕩頻率的選擇范圍為 1.2～12mhz。
在使用外部時(shí)鐘時(shí)，8051 的 xtal2 用來輸入外時(shí)鐘信號(hào)，而 xtal1 則接地。
上圖為時(shí)鐘電路的原理圖。分為 單片機(jī)系統(tǒng)、單片機(jī)復(fù)位電路、按鍵電路、數(shù)碼管位選電路、數(shù)碼管段選電路、數(shù)碼管顯示電路、蜂鳴器電路、溫度采集電路。
使用單片機(jī)的 p2 口進(jìn)行數(shù)模的輸出，p1^4、p1^5、p1^6 與 74hc138 連接實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管位選，按鍵電路接入 p1^0、p1^1、p1^2、p1^3 四個(gè) i\o 口，通過程序控制，掃描該四個(gè)引腳的信號(hào)實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)節(jié)。蜂鳴器通過與三極管 8550 連接， 終接入 p1^7，時(shí)間設(shè)定啟動(dòng)使其發(fā)聲。溫度傳感器接入 p3^7，將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后傳到單片機(jī)。