基于单片机c51的简单万年历设计_毕业设计

第十届学生科技节单片机设计大赛作品名称万年历专业物联网班级1指导老师郑旭丹组长邓清兰学号3112113111组员黄孟秋学号3112113101目录一、绪论1二、系统功能1三、硬件电路131电路设计框图132系统硬件概述2四、各模块功能及工作原理241单片机主控制模块的设计242LCD1602显示模块343键盘模块6五、实现结果9六、系统的实用性及创新性9七、调节中遇到的问题及心得体会10八、程序设计1181流程图1182源代码12九、总结及感谢241、绪论众所周知单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。本设计要制作的就是单片机于生活中最为常见的几种应用万年历。本设计以AT89S52单片机作为核心，可以显示当前的日历和时间，时间也可以人为设定，显示格式为年（四位），月（两位），日（两位），时（两位），分（两位），秒（两位）。设置时间的位切换、设定数值、启动定时器、切换日历通过外部中断来实现。万年历显示电路由LCD1602组成，制作该装置的材料需要有软硬件的支持，硬件方面AT89C51单片机，晶振，电源，液晶屏LCD1602。2、系统功能本次设计的是万年历，采用LCD1602显示，实现的功能如下1显示当前时间，显示格式为年（四位），月（两位），日（两位），时（两位），分（两位），秒（两位）；2时钟计时，自动进行时间的位切换；3键盘设置，能通过键盘设定当前时间和计时，并通过键盘人为设定时间。3、硬件电路电路设计框图AT89S52主控制模块LCD1602显示模块计时模块键盘输入模块32系统硬件概述本电路是由AT89S52单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低压工作，本系统选用12MHZ的晶振，使得单片机有合理的运行速度；利用液晶屏LCD1602显示时间信息，通过对AT89S52单片机的编程控制液晶屏LCD1602的显示。显示时间在LCD1602，通过按键切换选择。外部按键可及时设定或调整时间信息。4、各模块功能及工作原理单片机主控制模块的设计AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程FLASH存储器。AT89S52单片机为40引脚双列直插芯片,有四个I/O口P0,P1,P2,P3,MCS51单片机共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一条I/O线都能独立地作输出或输入。18引脚和19引脚接时钟电路,XTAL1接外部晶振和微调电容的一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输入,XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输出。第9引脚为复位输入端,接上电容,电阻及开关后够上电复位电路,20引脚为接地端,40引脚为电源端。引脚图如图图41图41AT89S52引脚结构图421LCD1602引脚结构42LCD1602显示模块421LCD1602引脚介绍LCD1602采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，引脚图如图图421各引脚接口说明如表422所示编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极表422LCD1602引脚说明第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。422LCD1602指令1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表423表423LCD1602的指令说明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。（说明1为高电平、0为低电平）指令1清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置。指令2光标复位，光标返回到地址00H。编号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回0000000013置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L6置功能00001DLNF7置字符发生存贮器地址0001字符发生存贮器地址8置数据存贮器地址001显示数据存贮器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址10写数到CGRAM或DDRAM）10要写的数据内容11从CGRAM或DDRAM读数11读出的数据内容指令3光标和显示模式设置I/D光标移动方向，高电平右移，低电平左移S屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。指令4显示开关控制。D控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示C控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标B控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。指令5光标或显示移位S/C高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。指令6功能设置命令DL高电平时为4位总线，低电平时为8位总线N低电平时为单行显示，高电平时双行显示F低电平时显示5X7的点阵字符，高电平时显示5X10的点阵字符。指令7字符发生器RAM地址设置。指令8DDRAM地址设置。指令9读忙信号和光标地址BF为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。指令10写数据。指令11读数据。423LCD1602读/写操作LCD1602基本操作时序说明，如表424读状态输入RSL，R/WH，EH输出D0D7状态字写指令输入RSL，R/WL，D0D7指令码，E高脉冲输出无读数据输入RSH，R/WH，EH输出D0D7数据写数据输入RSH，R/WL，D0D7数据，E高脉冲输出无表424LCD1602基本操作时序说明424LCD1602显示模块流程图43键盘模块本设计采用4乘4键盘的反转法控制万年历的计时和时间设定，4乘4键盘电路图如图图431按下按键开始LCD1602初始界面显示欢迎界面显示初始时间结束NY图432431键盘功能图432流程图YN开始对键盘进行扫描，返回键值键值为或键值为键值为键值为09键值为YYNYNYNYNNYNNY44计时模块441计数器工作原理计数器是单片机应用中的重要部件，工作方式灵活，可以对外部事件计数和检测等；实现计数功能。其核心是特殊功能寄存器中能进行加1计数的寄存器。实现原理对T0或T1引脚输入的外部脉冲计数，如下图442流程图NYYNNYYN开始初始时间SEC60开始计时,SECMIN,SEC0YEARH0YEARH,YEARL0YEARL,MON1MON,DAY1HOUR,MIN0DAY,HOUR0按下按键HOUR24MIN60YEARH99YARL99DAY31MON131计数器溢出中断脉冲控制开关NYYNNYNY5、实现结果6、系统的实用性及创新性基本功能能显示当前时间和计时，实现基本时钟功能。创新性界面友好，能实现计时和键盘数字的时间设定和自增、自减的时间设定。7、调节中遇到的问题及心得体会问题一LCD1602的初始化不规范，导致无法正确在LCD1602上显示相应的字符，时间等。解决在网上及课本上查找有关LCD1602初始化的程序，找出错误的地方并及时改正，最终解决了LCD1602的初始化问题。问题二在对秒、分、时、日、月、年等的大小判断时，采用逐位判断，导致程序冗长，不利于程序的优化。解决通过老师的指导及其他相关程序的借鉴，对时间大小的判断进行优化，将秒的十位和各位合为一个整体进行判断，分、时、日、月、年类似。问题三在计时模块中，因为细节问题，找不到导致不能正常计时的原因。解决通过老师的精心指导，找到不能正常计时的原因，将中断次数的判断IFCOUNT100改为IFCOUNT100即可。问题四在键盘设计模块中，对空数组的定义无效。解决通过查找相关资料，了解到空数组的定义要放在DATA中，不能放在CODE中。将空数组定义为UCHARA14使其默认放在DATA中就解决了该问题。8、程序设计流程图NYYY开始显示“SHOWTIME”界面WELCOME设置键按下显示当前时间键盘数字进行时间设置键盘自增、自减进行时间设置开始计时按键开始按下82源代码INCLUDEDEFINEUCHARUNSIGNEDCHARDEFINEUINTUNSIGNEDINTUCHARCODEBUFFER40XFE,0XFD,0XFB,0XF7UCHARCODETABLE0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,UCHARCODEW140X83,0X84,0X85,0X86,0X88,0X89,0X8B,0X8C,0XC4,0XC5,0XC7,0XC8,0XCA,0XCBUCHARA14SBITEP27/1602使能引脚SBITRWP26/1602读写引脚SBITRSP25/1602数据/命令选择引脚VOIDDELAYUINTXMS/延时VOIDTIME0_INIT/中断请求VOIDTIMER1_INTVOID/中断VOIDCHARGE/判断秒分时日月等是否大于额外值，若大于向上一位加一VOIDFTIME/初始时间VOIDTIMEON/计时VOIDADD/自加VOIDSUB/自减VOIDWCMDUCHARDEL/1602写指令VOIDWRITEUCHARDEL/1602写数据VOIDL1602_INITVOID/1602初始化VOIDSECOND/秒显示VOIDMINUTE/分显示VOIDHOURS/时显示VOIDDAYS/日显示VOIDMONTH/月显示VOIDYEARS/年显示VOIDOTHER/符号显示VOIDNUMBER/键盘输入数字UINTCOUNT,T/中断执行次数，光标位置参数UCHARSEC0/初始秒UCHARMIN0/初始分UCHARHOUR0/初始时UCHARDAY0/初始日UCHARMON0/初始月UCHARYEARH0/初始年前两位UCHARYEARL0/初始年后两位/1602命令函数VOIDWCMDUCHARDELP0DELRS0RW0E1DELAY1E0DELAY1/1602写数据函数VOIDWRITEUCHARDELP0DELRS1RW0E1DELAY1E0DELAY1/1602初始化VOIDL1602_INITVOIDWCMD0X38WCMD0X38WCMD0X38WCMD0X0EWCMD0X06WCMD0X01/显示秒VOIDSECONDUCHARI,JISEC/10JSEC10WCMD0XCAWRITETABLEIWRITETABLEJ/显示分VOIDMINUTEUCHARI,JIMIN/10JMIN10WCMD0XC7WRITETABLEIWRITETABLEJ/显示时VOIDHOURSUCHARI,JIHOUR/10JHOUR10WCMD0XC4WRITETABLEIWRITETABLEJ/显示日VOIDDAYSUCHARI,JIDAY/10JDAY10WCMD0X8BWRITETABLEIWRITETABLEJ/显示月VOIDMONTHUCHARI,JIMON/10JMON10WCMD0X88WRITETABLEIWRITETABLEJ/显示年VOIDYEARSUCHARI,J,M,NIYEARH/10JYEARH10MYEARL/10NYEARL10WCMD0X83WRITETABLEIWRITETABLEJWRITETABLEMWRITETABLEN/符号显示VOIDOTHERWCMD0XC9WRITEWCMD0XC6WRITEWCMD0X87WRITEWCMD0X8AWRITE/延时VOIDDELAYUINTXMSUINTI,JFORI0I100COUNT0CHARGEFTIME/显示初始时间/时间初值VOIDFTIMESECONDDELAY5MINUTEDELAY5HOURSDELAY5DAYSDELAY5MONTHDELAY5YEARSDELAY5OTHERDELAY5/各个按键返回值UINTKEYVALUEUINTI,JUCHARTEMPUINTKEY_VALUEWHILE1P10XF0IFP10XF0DELAY100IFP10XF0FORJ0J0YEARHYEARSELSEIFT3/光标在第四个位置时，判断年后两位是否大于0，是，年后两位减1，并显示IFYEARL1YEARLYEARSELSEIFT5/光标在第六个位置时，判断月是否大于1，是，月减1，并显示IFMON1MONMONTHELSEIFT7/光标在第八个位置时，判断日是否大于1，是，日减1，并显示IFDAY1DAYDAYSELSEIFT9/光标在第十个位置时，判断时是否大于0，是，时减1，并显示IFHOUR0HOURHOURSELSEIFT11/光标在第十二个位置时，判断分是否大于0，是，分减1，并显示IFMIN0MINMINUTEELSEIFT13/光标在第十四个位置时，判断秒是否大于0，是，秒减1，并显示IFSEC0SECSECOND/主函数VOIDMAINUCHARKEYSUINTI,KEY/数组A的参数I0T0/位置参数L1602_INIT/1602初始化L1602_STRING1,5,“SHOWTIME“/初始界面显示L1602_STRING2,5,“WELCOME“/初始界面显示WHILE1KEYKEYVALUE/将键值赋值给KEYKEYSTABLEKEYIFKEYS/判断键值是否为，是，执行计时TIME0_INITWHILE1TIMEONELSEIFKEYS/判断键值是否为，是，显示初始时间，光标在第一个位置FTIMEWCMD0X83ELSEIFKEYS|KEYS/判断键值是否为或IFKEYS/键值为，执行自加函数ADDELSE/键值为，执行自减函数SUB/判断键值是否为1ITT1WCMDWTELSEIFKEYS/判断键值是否为，是，光标不在最右边时，光标右移一位IFT13ITT1WCMDWTELSE/键值为数字键时，将键值放入A数组中，在调用函数，显示当前设置的时间NUMBERII14AIKEYITNUMBER/输入数字VOIDNUMBERYEARHA010A1YEARLA210A3MONA410A5DAYA610A7HOURA810A9MINA1010A11SECA1210A13FTIME/中断请求VOIDTIME0_INITTMOD0X10TH16553610000/256TL16553610000256EA1ET11TR11/中断VOI