LCD显示的定时闹钟

1、西南科技大学口技术i蝌设棚告课题名称LCD显示的定时闹钟姓 名刘XX学 号2011XXXX学 院制造科学及工程学院班 级机械11XX指导教师张XX2014 年 06 月 12 B3 / 36目录1.设计要求 12.设计方案 12. 1原理02. 2系统总框图13. 3原理及工作过程说明13.元器件介绍14. 1AT89C51 15. 2 1602LCD液晶显示器43. 3其他重要元件54,软件设计73.1 系统流程图74. 2源代码105.系统仿真205.1 系统总图205.2 设定时间时LCD显示205.3 设 定 闹 钟 时 LCD 显示215. 4显示闹钟时LCD显示215. 5待机时L

2、CD显示216. 实物图227. 实验总结及心得体会308. 参考资料.241 .设计要求使用AT89c51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的定时闹钟 LCD时钟，若LCD选择有背光显示的模块，在夜晚或黑暗的场合中也可使 用。定时闹钟的基本功能如下： 显示格式为“时时：分分”。 由LED闪动来做秒计数表示。 一旦时间到则发出声响，同时继电器启动，可以扩充控制家电开启 和关闭。 程序执行后工作指示灯LED闪动,表示程序开始执行,LCD显示“00： 00”，按下操作键K1K4动作如下：(1) K1一设置现在的时间。(2) K2一显示闹钟设置的时间。(3) K3一设置闹铃的时间。(4) K4

3、闹铃0N/0FF的状态设置，设置为0N时连续三次发出 “哗”的一声，设置为OFF发出“哗”的一声。设置当前时间或闹铃时间如下。(1) K1一时调整。(2) K2一分调整。(3) K3一设置完成。(4) K4闹铃时间到时，发出一阵声响，按下本键可以停止声响。本项目的难点在于4个按键每个都具有两个功能，以最终实现菜单化 的输入功能。采用通过逐层嵌套的循环扫描，实现嵌套式的键盘输入。2.设计方案2.1 原理本LCD定时闹钟，是以单片机及外围接口电路为核心硬件，辅以其他 外围硬件电路，用汇编语言设计的程序来实现的。根据C51单片机的外围 接口特点扩展相应的硬件电路，然后根据单片机的指令设计出数字钟相应

4、 的软件，再利用软件执行一定的程序来实现数字钟的功能。由于采用集成 芯片性的单片机来制作电子钟，这样设计制作简单而且功能多、精确度高, 也可方便扩充其他功能，实现也十分简单。本设计是利用AT89c51单片机 为主控芯片，由LCD、晶振、电阻、电容、发光二极管、开关、喇叭等元 件组成硬件电路，通过编写软件程序来实现和控制的数字定时闹钟2. 2系统总框图3. 3原理及工作过程说明（1）定时闹钟的基本功能如下：（a）启动仿真软件，使用LCD液晶显示器来显示现在的时间。（b）程序执行之后显示“00:00"，并且LED闪烁，表示开始已经计时。（c）由LED闪动来做秒计数表示。（d）当设定的闹钟

5、时间到达后，闹铃开始发出声音。并且继电潜导通。 （2）按键功能如下：按键K1设置现在的时间和时调整；按键K2显示闹钟设置的时间和分 调整；按键K3设置闹铃的时间和设置完成；按键K4闹铃0N/0FF的状态 设置，设置为0N时连续三次发出“哗”的一声，设置为OFF发出“哗” 的一声和闹钟时间到时，发出一阵声响，按下本键可以停止声响。（3）调整计时器时间如下：按下K1键，然后按K1调整小时，K2调整分钟，按下K3表示时间设 置完成。（4）调整闹钟时间设置如下：按下K3键，然后按K1调整小时，K2调整分钟，按下K3表示闹钟设 置完成。4. 元器件介绍4.1 AT89C51本设计的核心硬件就是89C51

6、芯片,AT89c51是一种带4K字节闪烁可 编程可擦除只读存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable ReadOnly Memory）的低电压，高性能CM0S8位微处理器，俗称单片机。该器 件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，及工业标准的MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单 个芯片中，ATMEL的AT89c51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系 统提供了一种灵活性高且价廉的方案。4.1.1 引脚图,八 1 1PD VAD1PD 2WD2XTAL2PD 3WD3P04AD4PD.5MD5PD.6f

7、AD6RSTPD.7/AD7R2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3W11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.0/A14P2.7/A15P1.0P3.07RXDP1 1P3.irn<DP1 2P3 2/lNTOP1 3P3 3/1NT1P14P3/I/T0P1.5P3.57T1P1.6P3.6/WRP17P3.7/RDUN1 2 3 4 5-6-7-8-39393736353。3332212223252627281011124.1.2 引脚功能介绍P0 口： P0 口为一个8位漏级开路双向I/O 口，每脚可吸收8TTL门电 流。当P1 口的管脚第一次写1时

8、，被定义为高阻输入。P0能够用于外部 程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时, P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部 必须被拉高。P1 口： P1 口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O 口，P1 口缓冲 器能接收输出4TTL门电流。P1 口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用 作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的 缘故。在FLASH编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。P2 口： P2 口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2 口缓冲器可 接收，输出4个TTL门电流，当P2 口被写“

9、1”时，其管脚被内部上拉电 1 / 36阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输 出电流。这是由于内部上拉的缘故。当P2 口用于外部程序存储器或16位 地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1” 时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储潜进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在FLASH编程和校验时接收高八位 地址信号和控制信号。P3 口： P3 口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O 口，可接收输出 4个TTL门电流。当P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用 作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平

10、，P3 口将输出电流（ILL）这 是由于上拉的缘故。P3 口也可作为AT89c51的一些特殊功能口，如下所示：P3 口管脚备选功能P3. 0 RXD （串行输入口）P3. 1 TXD （串行输出口）P3. 2 /INTO （外部中断0）P3. 3 /INT1 （外部中断1）P3.4 T0 （记时器。外部输入）P3. 5 T1 （记时器1外部输入）P3.6 /WR （外部数据存储器写选通）P3.7 /RD （外部数据存储器读选通）P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。保持RST脚两个机器周期以上的高电平时间即可复 位。ALE/PROG： ALE为CPU访问外部程序存

11、储器或外部数据存储器提供 一个地址锁存信号，将低8位地址锁存在片外的地址锁存器中。PROG为该 引脚第二功能，在对片内FLASH存储器编程时，此引脚作为编程脉冲输入 端。PSEN：片外程序存储器的读选通信号。低电平有效。EA/VPP：当EA为低电平时，只读取外部的程序存储器中的内容；当 EA为高电平时，在PC值不超过OFFFH时，单片机读片内程序存储器的程 序，但PC超过时，自动转向片外60KB程序存储器中的程序。XTAL1：片内振荡器反向放大器和时钟发生器电路的输入端。XTAL2：片内振荡器反向放大器的输出端。4.2 1602LCD液晶显示器 3. 2.1引脚图UJ II UJ>能至山

12、8qS8S2S&3. 2.2引脚功能编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电野力9D2Date I/O2VDD电源正极10D3Date I/O3VL液晶显示偏压信号11D4Date I/O4RS数据/命令选择端（WL）12D5Date I/O5R/W读/写选择端（H/L）13D6Date I/O6二使嵬信号b14D7Date I/O7DODate I/O15BLA背光海正极8D1Date I/O16BLK背光源负极第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示潜对比度调整端，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

13、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。 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：DOD7,数据总线，及单片机的数据总线相连，三态。第15脚：背光板电源，通常+5V。第16脚：背光板电源地。3. 3其他重要元件3. 3.1独立式键盘的接口电路在单片机应用系统中，有时只需要几个简单的按键向系统输入信息。 这时，可将每个按键接在一根I/O接口线上，这种方式的连接称为独立式 键盘。每个独立式按键单独占有一根I/O接口线，

14、每根I/O接口线的工作 状态不 会影响到其他I/O接口线。这种按键接口电路配置灵活，硬件结 构简单，但每个按键必须占用一根I/O接口线，I/O接口线浪费较大。故 只在按键数量不多时采用这种按键电路。在此电路中，按键输入都采用低 电平有效。上拉电阻保证了按键断开时，I/O接口线有确定的高电平。当 I/O接口内部有上拉电阻时，外电路可以不配置上拉电阻。电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点赞片等组成的。只要在线 圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应, 衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹筮的拉力吸向铁芯，从而带动 衔铁的动触点及静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电

15、磁的吸力也 随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点及原来 的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导 通、切断的目的。具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。3. 3. 2 PNP三极管PNP型三极管由2块P型半导体中间夹着1块N型半导体所组成，电流从 发射极E流入的三极管.PNP型三极管发射极电位最高，集电极电位最 低,UBE<0.11 / 364.软件设计4. 1系统流程图铃声关4. 2源代码ttinclude <reg52. h>ftdefine uint unsigned intftdefine uchar unsig

16、ned charuchar code tabi el ="NOW TIME”;uchar code table2 口二SHOW ALRAM;uchar code table3口二SET TIME”;uchar code table4口二SET ALRAM”;sbit lcden=P3*4;sbit Icdrs=P35;sbit lcdrw=P3 6;sbit ki二pro；sbit K2=P1"1;sbit K3=Pr2;sbit K4=Pr3;sbit be=P2 5;sbit dula=P2-6;sbit wala=P2*7;sbit jdq=P2 3;sbit LED

17、 =P2*4;uchar flag, num, count, klnum, k2num, k3num, k4num;char miao, shi, fen, ashi, afen;延时函数void delay(uint z)(uint x, y;for(x=z;x>0;x一)for (yz:100;y>0;y-);)蜂鸣器子程序void di ()be=0;delay (100);be=l;)写命令函数void write_com(uchar com)(lcdrs=0;lcdrw=0;lcden=0;P0=com;delay(5);lcden=l;delay (5);Icden=0

18、;写数据函数void write_date(uchar date)lcdrs=l;lcdrw=O;lcden=O;PO=date;delay(5);lcden=l;delay (5);lcden=O;)写时间函数void write_sfm(uchar add,uchar date)(uchar dateshi, datege;dateshi=date/10;datege=date%10;write_com(0x80+0x40+add);write_date(0x30+dateshi);write_date(0x30+datege);显示时间函数void Timelnit()write com

19、(0x01);write_com(0x80+2);for(num=0;num<8;num+)(write_date(tablelnum);delay(5);)write_com(0x80+0x40+4);write_date (':;delay (5);write_sfm(2,shi);wri te_com(0x80+0x40+2);write_sfm(5, fen);write_com(0x80+0x40+5);)显示闹钟函数void DisplayAlarmTime()(wr i t e_c om(0x01);write_com(0x80+2);for(num=0;num&l

20、t;10;num+)(write_date(table2num);delay (5);wr i t e_com(0x80+0x40+4);write_date (':;delay (5);write_sfm(2, ashi);wri te_com(0x80+0x40+2);write_sfm(5, afen);wri te_com(0x80+0x40+5);)设置当前时间void SetNowTime()(write_com(0x80+2);for(num=0;num<8;num+)(write_date(table3num);delay (5);)wri te_com(0x80

21、+0x40+4);write_date (':;delay (5);write_sfm(2, shi);write_com(0x80+0x40+2);write_sfm(5, fen);write_com(0x80+0x40+5);if(Kl=0)(delay (5);if(Kl=0)(while (!K1);diO；shi+;if(shi=24)shi=0;write_sfm(2, shi);write_com(0x80+0x40+2);)if(K2=0)(delay (5);if(K2=0)while(!K2);diO；fen+;if(fen=60)fen=0;write_sfm(

22、5, fen);write_com(0x80+0x40+5);)if(K3=0)(delay (5);if(K3=0)(while (!K3);diO；klnum=0;TRO=1;Timelnit ();)设置闹钟时间void SetAlarmTime()(write_com(0x80+2);for(num=0;num<9;num+)(write_date(table4num);delay (5);)wri te_com(0x80+0x40+4);write_date (':;delay (5);write_sfm(2, ashi);write_com(0x80+0x40+2);

23、write_sfm(5, afen);wri te_com(0x80+0x40+5);if(Kl=0)(delay (5);if (KUO)while(!Kl);diO；ashi+;if(ashi=24)ashi=0;write_sfm(2, ashi);wri te_com(0x80+0x40+2);)if(K2=0)(delay (5);if(K2=0)(while (!K2);diO；afen+;if(afen=60)afen=0;write_sfm(5, afen);wri te_com(0x80+0x40+5);)if(K3=0)(delay (5);if(K3=0)(while (

24、!K3);diO；k3num=0;EA=1;flag=l;Timelnit ();)键盘扫描函数void keyscan ()(if(Kl=0)(delay (5);if(Kl=0)TRO=O;while(!K1);diO； klnum+;)if(klnum!=0)(SetNowTime ();)else(if(K2=0)(delay (5);if(K2=0)(while(!K2);di();k2num+;)if(k2num=l)(DisplayAlarmTime();k2num=2;)if(k2num=3)(k2num=0;EA=1;Timelnit ();)else(if(K3=0)del

25、ay (5);if(K3=0)(while(!K3);diO； k3num+;23 / 36if(K4=0)if (kSnuml)(write_com(0x80+0x40+2);write_date ('');delay (100);wr i te_com(0x80+0x40+3);write-date ('');delay(100);write_com(0x80+0x40+5);write_date ('');delay (100);wr i t e_com(0x80+0x40+6);write_date ('');SetAla

26、rmTime ();)else(if(K4=0)delay (5);while(!K4);di ();k4num+;)if(k4num=l)(diO；k4num=2;flag=0;)if(k4num=3)(k4num=0;diO；delay(500);diO；delay (500);diO； flag=l;25 / 36)if(flag=l&&shi=ashi&&fen=afen)(jdq=O;be=be;delay (500);)i£(K4=0&&flag=l)(delay (5);if(K4=0&&flag=l)(w

27、hile(!K4);diO；flag=0;k4num=0;)27 / 36/lcdl602初始化void init ()Icden=O;shi=OO;fen=00;miao=O;ashi=12;afen=00;count=0;klnum=O;dula=0;wala=0;/write com(0x38);设置16X2显示，5X7点阵，8位数据接口write_com(0x08);write com(0x01);显示清0,数据指针清0write com(0x06);写一个字符后地址指针加1write com(OxOc);设置开显示，不显示光标Timelnit ();TMOD=OxOl;TH0=0x4

28、c;TL0=0x00;29 / 36EA=1;ETO=1;TRO=1;主函数void main ()(init();write_com(0x80);while (1)(keyscan ();)中断服务子程序void timerO() interrupt 1(TH0=0x4c;TL0=0x00;count+;LED=O;if(count=20)35 / 36count=0;miao+;LED二、LED;if(miao=60)(miao=0;fen+；if(fen=60)(fen=O;shi+;if(shi=24)(shi=O;write_sfm(2, shi);)write_sfm(5, fen

29、);)5.系统仿真5. 1系统总图cTEzT A=VODTE>OARL1A AM<TXL1wc rysttxlTCXTiR'1D1/K4：r 5N5：TE<TLCD1IM11OL<TEXT>cTE<T>PCJW凡。口 pn.VADI PDADZ ron人on PO.WAD* PDSADS PO*AOC PD.TWD?VPDK2K3ALE1.?KV28CSX cTE5RNOW Tint00： 00g9M陆K-4R71 14,£r1, R5 I 5-CZZlKT. R7二5-=k?<TE>OP21yAz PZ.VA9 rZ2fA1Q P2A11 P2.4/A12 P7AA13 P2J&A1* rz.KAisP3IVRXD P3.1/TX& P