《C51单片机LCD电子时钟课程设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《C51单片机LCD电子时钟课程设计.doc(28页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、中南大学自动化工程训练设计题目 LCD时钟程序设计 指导老师 设计者 专业班级 自动化 级 班号 设计日期 2016年9月 24 ) 0(_ ) ), 0 ( +00 00 ( + 0 00 + 0 0= + ; )0- = )0- (0设时时/ ) 0 0= )( = 五五 条动钟 )=& ) ) ( ; 0 =时启/ ;=; )0 00 ( 时定 0 + ) 态(示显 ( )00 0= + ) ( 态(示/ ! 0= ;( 容示 清 ( )( 标/ ; ( ) ,显/ ;0 _ ) )( 0= 0 00 0= 0 = = 函始序 ) ) ( ) _ = - = )+ (_ ) ( = -
2、= ) 00 _ ) ,0 - ( - = ) ( 0= ) 0= ) 0 ) 0 = + = ( ) (_ ) , 0 00 + = ( ;)000 ) ,( 0 + = ! 0= ) 0= 0= ; ) ( ) _ )0 0 = )+ = )+0(_ = ) ( ) ( = ), ) ) ,0 + ) ! 0= )( 00( ) +0( ),(_ = - = )+ +0 _ ), -= - ) + 0 ) , _ = - = )( 0=( ) 0= )+0+0 _ ) _ 0 ( + = ) 0 ) 000= + = ;) 000( ) ,( 0 0 + = 0=( )( 00 0= )
3、( 00 = ) 0 (_ = ) 0 ( = )0( ) + _ 0= = (+ ) ! 0=( )( 0=( 扫键 ) +( )00 _ ) 00( 0 0/ , 地与及时钟/ ) ) 0( _ )0 _ ) 0 0 00 0 = 地示及分/ ) 变变 =据 ( 地设/ ) 00 )( )( )_ ) )( )_ ) )_ 000 0 )( 函数/ ) _ 0 )( )( )_ )_ )_ )( )_ )_ _ 0 0 0 )( 函指/ _ = ;0& (= ;( _ ;_ ;_ _ = = = ; 繁是判 ) _ 0 ; -; ( 程时 ( )( _) _) )( _ +; ( - (
4、程程) ( 000 = : , , 键定/ ; 数定 = 的数/ = 调定/ 0 的能义/ 的令收义/0 义/ ; 鸣/ ; 程间出地清准能显 钟间时设) 过以要能系现试仿程图系分果声鸣清到以我健节键。间的所出确示图液察0: 的具以们节键加结试求计统到看试行和序统系通真原面片中理载代好编用充 与过译码行软 设图进 ,编采机方测测统系程流置似置日及,图置出程置时程断程子中程程态作工进 式方定清始晶 (义义 各化初机单(容的下括部,作工定化初成是主块程化程 程序统系个以的各后计块进。置设程中延子初、主包件系。设件始电硬要系,计的硬完。环要成够设本环缺计本计设件路图如电端读作 用电上个加以阻上有 口
5、数液0的将示。实编令是操和,写读液 极负光脚 极源光 线据位,0脚第令命块液电成电高,能为:据数可平 高当,读时为/低 址示令入时电共 和作行平电读时高号信/脚 器存指选低存择时电器存 第度比整的0一可时影生会过,度时,最对正,调对示 脚 源正 源电 下如口各口背( 背脚的用 说功引 ) 寸 0 工)0. : . :作符个量参技的 。液字部面于地方序的写 于此同完是,芯0 基大液上面)和字显液字 每显即,为的显 0。好也显 义用(显以此为正距行符到,也间每间点个间。个以都阵个成位点 或 个它模阵点、示来专它晶字0叫 简0 设路止器鸣电低,器时高出 的电示图如。组,鸣要分钟钟置键或加也,光置相也
6、 后键在或的制键减数通时现出相中 按制。是时的所控制电时示所如其控口 单。四钟、间的时间为分 计设制盘源 接即电 非此,扩用脚脚电流 源供机 源 振 :理块示图路路示所如复钮要位按位上种有电路电介路电现来靠要置期时以,示并来显来片单模为晶 以的及间器显0 示输数从行进可片核为 以图理时示示图理时示液,能设系论案及总铃闹方秒鸣以铃定并时当示:能要分要务 * 程五 _ 分果 果试 _ 方测 测、 程设 _ 断 _ 图始. _ 程主 设、三 _ 简 计示. 分闹. _ :系盘 0 _ 路晶 _ _ 路复 0 _ 0 绍电二0 论方案总设 0 务计 - 目 年 号 自 设程 目练工大 大练 号 年 -
7、 计 总方 0 : 设 程 始 设 _ 果 分能当定秒方总设,理示图 为行输 显及以单显示,置来路电种位要如路块 供电用扩非接制计为间四单控所电控是按相时减的键也光加置钟,组图 出,鸣路 叫它来点它 个个个每,符正显(也0显,显液和上基 完于 方部液的技 .工 )引 用 口如下电 示,最度过生一的度存存选存信时平作电令 低读 平:,电块令据 源脚 写操编实0口有加电 端如计缺设要。计系硬件包初子程块各个统 化块初定部的(初义(清方工态程程程图及置系测方,图软行与 好载面通系试统试加们的0示所间键以声分图现以)时显清间 0_) 是 ; = = = _ ; _ 0 _ / 000_ _ ) _)(
8、)0 ) /函 ) 0 ) )0 /地 据变 分 00 0) /地, / ) + (0 ( + 0 ) 0 = 0() 000 ( 0 = 0 0 0 ) )00 0 )( ) , 0+ -= ) + = _ 0 0 ()0!+ 0) ) ) ( ) = 0) = ) 0 )_ () 0 ! 0 0 0 ) ) = ) 0 ()= - 0) 0 = - )(+ - ) ) 序 = 0 000() , ) ) 清 = ! ( ) 0) 示态 )+0 ; /启0 ( & 钟 五 =( 0 /设-) += 0 0+ 0 0+ ,) ) ( 24目录一、设计任务要求分析11.1设计总体方案及其方案论证
9、1二、组成电路介绍12.1 复位电路:12.2晶振电路:12.3键盘控制系统设计:22.4闹钟部分:32.5显示电路设计32.5.1 LCD1602简介3三 、软件设计43.1程序主流程图53.2初始化流程图53.3延时中断子程序63.4时间设置子程序7四、系统测试74.1 测试方法74.2 测试结果74.3 结果分析8五、源程序8一、设计任务要求分析本设计要实现的功能是:实时显示当前的时钟,并且可以设定闹铃,以蜂鸣器鸣响5秒的方式作为闹铃。1.1设计总体方案及其方案论证 按照系统的设计功能所要求的,液晶显示电子时钟原理图如图所示。 液晶显示电子时钟原理图 本系统以AT89C51单片机为核心,
10、该单片机可把数据进行处理,从而把数据传输到显示模块LCD1602液晶显示器,实现时间及日期的显示。以LCD液晶显示器为显示模块,把单片机传来的数据显示出来,并且显示多样化,还可以对时间和日期进行设置,主要靠按键来实现。二、 组成电路介绍2.1 复位电路:复位电路复位电路有两种方式:上电复位和按钮复位,我们主要用按钮复位方式。如图所示:2.2晶振电路:晶振电路如图所示:晶振模块原理图选取原则:电容选取22pF,晶振为12MHz。1) 电源:AT89S51单片机的供电电源是5V的直流电。2) EA非/Vpp脚:我们没有用外部扩展ROM,因此EA非/Vpp为高电平,即接+5V电源。2.3键盘控制系统
11、设计:按键需要4个,分别实现为时间调整、时间的加、时间的减、闹钟调整四个功能。用单片机的4个I/O口接收控制信号,其电路如图所示:按键调时电路通过控制键来控制所要调节的是时、分、还是秒。在控制键按下后LCD中会在相应的位置出现光标,这时在通过加数键或减数键来控制时分秒的加或减。在调闹钟键按下后LCD中也会在相应的位置出现光标,这时也通过加数键或减数键来设置闹钟。2.4闹钟部分:闹钟部分主要由蜂鸣器,三极管,电阻组成。其电路图如图所示:闹钟电路当单片机的P15接口输出为高电平时,蜂鸣器响,当输出为低电平时,蜂鸣器停止。2.5显示电路设计2.5.1 LCD1602简介LCD1602液晶也叫1602
12、字符型液晶,它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块,它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔,每行之间也有也有间隔,起到了字符间距和行间距的作用,正因为如此,所以他不能显示图形(用自定义CGRAM,显示效果也不好)。1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行,每行16个字符液晶模块(显示字符和数字)。目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的,控制原理是完全相同的,因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。 (1)LCD1602的主要技术参数显示容量:1
13、62个字符;芯片工作电压:4.55.5V;工作电流:2.0mA(5.0V);模块最佳工作电压:5.0V;字符尺寸:2.954.35(WH)mm。(2)LCD1602引脚功能说明 1602LCD采用标准的14脚(无背光)或16脚(带背光)接口,各引脚接口说明如下: 第1脚:VSS为地电源; 第2脚:VDD接5V正电源; 第3脚:VL为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度; 第4脚:RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器; 第5脚:R/W为读写信号线,高电平时进行读操作,低电
14、平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据; 第6脚:E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令; 第714脚:D0D7,为8位双向数据线; 第15脚:背光源正极; 第16脚:背光源负极。 1602液晶模块的读写操作,屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。本显示电路将单片机的P0口作为液晶的数据口,由于P0口没有上拉电阻,所以需额外加一个排阻作为上拉电阻,利用P1口作为其读写控制端,具体电路如图。 显示电路 三 、软件设计软件设计是本次设计中不可缺少的环节,是
15、本次设计能够完成的最重要的环节之一。在完成了硬件电路的设计之后,依据系统设计要求和硬件电路开始系统软件部分的设计。本系统软件设计包括:主程序、系统初始化子程序、延时中断子程序、时间设置子程序。首先进行模块设计,最后进行各模块的整合以完成整个软件系统。3.1程序主流程图 主流程图3.2初始化流程图系统初始化模块的主要功能是完成系统的初始化以及设定系统的工作状态,初始化部分包括以下方面的内容: (1)单片机定时器0初始化以及各种I/O口定义; (2)1602液晶初始化清屏及设定工作方式; (3)系统进入正常工作状态。初始化流程图3.3延时中断子程序延时中断子程序3.4时间设置子程序这里仅画出了秒设
16、置流程图,其他时间及日期设置类似。秒设置流程图四、系统测试4.1 测试方法系统单片机代码采用C语言编写,proteus进行原理图的设计,keil软件进行代码的编译,通过keil与proteus软件的充分利用,将编译好的执行代码加载到原理图中的单片机里面进行原理图仿真,通过仿真对系统的代码程序和原理图进行测试,看是否达到系统的设计要求。4.2 测试结果(1) 通过按调时健、加减键的调节,我们可以设定出具体的时间1:00:00,观察LCD液晶屏如图所示精确显示出我们所设定的时间时间。 (2)通过按键调节调闹钟健,我们可以五秒听到清晰的蜂鸣声。4.3 结果分析通过对系统原理图和程序的仿真与调试基本实
17、现了系统的功能要求。可以通过按键(mode)来设定具体时间、闹钟。LCD液晶显示屏能够准确而且清晰地显示出时间。五、源程序#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit beep=P15; /定义蜂鸣器的io口sbit rw=P21; /定义读写的io口sbit rs=P20;/定义接收与发送指令的io口sbit lcden=P22;/定义使能端的io口sbit k1=P30; /定义调时键的io口sbit k2=P31; /定义加数键的io口sbit k3=P32; /定义减数键的io口sbit
18、 k4=P33; /定义调闹钟键的io口uchar count,count1,num,num1,num2;char h,min,sec,h1,min1,sec1;uchar table= 23:59:57;uchar table1= 00:00:00;void delay(uint ms)/延时程序 int i;while(ms-) for(i = 0; i0;x-) for(y=110;y0;y-); return 0;bit write_busy() /判断是否为繁忙状态 bit result; rs = 0; rw = 1; lcden = 1; _nop_(); _nop_(); _n
19、op_(); _nop_(); result = (bit)(P0&0x80); lcden= 0; return result; void write_com(uchar com) /写指令函数 while(write_busy(); rs=0; rw=0; lcden=0; P0=com; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); lcden=1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); lcden=0;void write_data(uchar date) /写数据函数 while(write_busy(); rs=1; rw
20、=0; lcden=0; P0=date; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); lcden=1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); lcden=0;void write_pos(uchar pos) /设定地址write_com(pos | 0x80); /数据指针=80+地址变量void write_sfm(uchar add,uchar date) /设定时分秒及其显示与地址uint shi,ge; shi=date/10;ge=date%10;write_com(0x80+0x40+add); write_data
21、(0x30+shi); write_data(0x30+ge);void write_sfm1(uchar add,uchar date) /设置闹钟时分秒及其显示与地址uint shi,ge; shi=date/10;ge=date%10;write_com(0x80+add); write_data(0x30+shi); write_data(0x30+ge);void keyscan() /键盘扫描 if(k1=0) delay1(5); if(k1=0) while(!k1); num+; if(num=1) TR0=0; write_com(0x80+0x40+11); write_
22、com(0x0f); if(num=2) write_com(0x80+0x40+8); if(num=3) write_com(0x80+0x40+5); if(num=4) num=0; write_com(0x0c); TR0=1; if(num!=0) if(k2=0) delay1(5); if(k2=0) while(!k2) if(num=1) sec+; if(sec=60) sec=0; write_sfm(10,sec); write_com(0x80+0x40+0x10); if(num=2)min+;if(min=60)min=0;write_sfm(7,min);wr
23、ite_com(0x80+0x40+8); if(num=3)h+;if(h=24)h=0;write_sfm(4,h);write_com(0x80+0x40+5); if(k3=0) delay1(5); if(k3=0) while(!k3); if(num=1) sec-; if(sec=-1) sec=59; write_sfm(10,sec); write_com(0x80+0x40+0x10); if(num=2) min-; if(min=-1)min=59; write_sfm(7,min); write_com(0x80+0x40+8); if(num=3) h-; if(
24、h=-1) h=23; write_sfm(4,h); write_com(0x80+0x40+5); if(k4=0) delay1(5); if(k4=0) while(!k4); num1+; if(num1=1) write_sfm1(10,sec1); write_sfm1(7,min1); write_sfm1(4,h1); if(num1=2) write_com(0x80+11); write_com(0x0f); if(num1=3) write_com(0x80+8); if(num1=4) write_com(0x80+5); if(num1=5) num1=0; wri
25、te_com(0x0c); write_sfm(10,sec); write_sfm(7,min); write_sfm(4,h); if(num1!=0) if(k2=0) delay1(5); if(k2=0) while(!k2) if(num1=2) sec1+; if(sec1=60) sec1=0; write_sfm1(10,sec1); write_com(0x80+0x10); if(num1=3)min1+;if(min1=60)min1=0;write_sfm1(7,min1);write_com(0x80+8); if(num1=4)h1+;if(h1=24)h1=0;
26、write_sfm1(4,h1);write_com(0x80+5); if(k3=0) delay1(5); if(k3=0) while(!k3); if(num1=2) sec1-; if(sec1=-1) sec1=59; write_sfm1(10,sec1); write_com(0x80+0x10); if(num1=3) min1-; if(min1=-1)min=59; write_sfm1(7,min1); write_com(0x80+8); if(num1=4) h1-; if(h1=-1) h1=23; write_sfm1(4,h1); write_com(0x80
27、+5); void init() /程序初始化函数 uint i; h=23; min=59; sec=57; h1=00; min1=00; sec1=00; num=0; lcden=0; write_com(0x38); delay(1); write_com(0x0c); /显示开,关光标 delay(1); write_com(0x06); /移动光标 delay(1); write_com(0x01); /清除LCD的显示内容 delay(1); i=0; while(table1i != 0) /显示闹钟(静态) write_data(table1i); i+; i=0; write_pos(0x40); while(tablei != 0) /显示时间(静态) write_data(tablei); i+; TMOD=0x01; /定时器 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; EA=1; /开启定时器 ET0=1; TR0=1;void main() init(); while(1) keyscan();if(min=min1&h=h1) /闹钟启动条件 while(sec=5) /响五秒 beep = 1;delay1(2);bee
限制150内