LCD1602液晶电子时钟

1、物理与电子信息学院课程设计报告书姓名：班级：学号： 时间： 2010年11月设计题目液晶电子时钟设计要求利用单片机AT89S52和LCD1602设计一个数字时钟。通过按键来控制调 节时间的时、分、秒，然后通过 LCD1602来显示时间。设计过程摘要:时钟随处可见，随着电子产品的更新速度的加快，各种功能强大， 款式新颖的电子产品不断问世。电子时钟便是这一发展趋势中的代表， 各种功 能的电子时钟应有尽有，且功能不断更新。本次课程设计的在液晶显示器 LCD1602上显示时间显示，并能通过按键对其进行调时和校准。关键字：AT89S52单片机、LCD1602液晶显示器，按键，调时，校准；1. 本设计任务

2、和主要内容在学习单片机的过程中必须理论联系实际，从实践中检验所学。时间对每个人的重要性不言而喻，而现在的科技已经通过各种不同的形式来展现时间， 来提醒我们要惜时。设计要求为：(1) 、准确计时，以数字形式在 LCD1602±显示时、分、秒的时间(2) 、小时以24小时计时形式，分秒计时为 60进位(3) 、校正时间功能(即调整时间)(4) 、通过软件和硬件的测试达到目标的实现2. 方案论证1. 时钟的总体设计思路按照系统的设计功能要求，本时钟系统的设计必须采用单片机软件系统实 现，用单片机的自动控制能力配合按键控制，来控制时钟的调整及显示。2. 时钟温度系统方案论证2.1单片机的选择

3、对于单片机的选择，如果用8031系列，由于它没有内部RAM系统又需要 大量内存存储数据，因而不可用；51系列单片机的ROMfe 4K,对于我们设计 的系统可能有点小；52系列单片机与51系列的结构一样，而ROMT大为8K， 对我们设计系统提供充足的空间进行功能的扩展。再有 51系列单片机与52系列的单片机价格差不多。因此，我们选择 52系列的单片机。2.2显示系统的方案比较方案1:用数码管或LED显示。方案2:用液晶1602显示。时钟和温度的显示可以用数码管或 LED而且价格便宜。但是数码管的 只能显示简单的设计的系统，与我们设计要求也不相符。有很多东西需要显 示，还是用显示功能更好的液晶显示

4、器比较好，它能显示更多的数据，首选1602。因此我们选择方案二。2.3键盘控制方案选择方案1:购买集成键盘，采用矩阵形式连接。方案2:购买单个复位开关做成键盘。虽然集成键盘美观，与单片机的接口少，但是它的成本比较高。单片机的 10 口对于我们的设计绰绰有余。通常我们选用价格便宜单个复位开关做成键 盘。在本系统的电路设计方框图如图一所示，它由三部分组成： 控制部分主芯片采用单片机 AT89S52； 显示部分采用液晶显示器实现时钟显示； 时钟调节部分使用按键来控制；按键调时时钟电路微型控制器数据显示图一系统总原理图3. 系统硬件设计3.1单片机控制系统本次设计时钟电路，使用了 ATC89C5单片机

5、芯片控制电路，单片机控制 电路简单且省去了很多复杂的线路，使得电路简明易懂，使用键盘键上的按键 来调整时钟的时、分、秒，同时使用 C语言程序来控制整个时钟显示，使得编 程变得更容易，这样通过三个模块：键盘、芯片、显示屏即可满足设计要求。 原理如图一所示。3.2 .各部分功能实现3.2.1.控制部分（AT89C52单片机采用52系列单片机。由ATME公司生产的AT89S5是一种低功耗、高 性能CMOS位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司 咼密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。在 单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在线系统可编程Flas

6、h，使得AT89S5为众多 嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。AT89S5具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM 32位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据 指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片 内晶振及时钟电路。空闲模式下，CP停止工作，允许RAM定时器/计数器、 串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RA内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 而且，它还具有一个看 门狗（WDT定时/计数器，如果程序没有正常工作，就会强制整个系统复位， 还可以在程序陷入死循环的时候，让单片机复位而不用整个系统

7、断电， 从而保 护你的硬件电路。单片机最小系统单片机最小系统主要由复位电路，晶振电路，电源等几部分组成。1）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。如图二所示:2) 晶振电路晶振电路原理图三:图三晶振模块原理图选取原则：电容选取30pF,晶振为12MHz3) 电源AT89S52单片机的供电电源是5V的直流电。4) 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3.2.2键盘控制系统设计按键需要4个，分别实现为时间调整、时间的加、时间的减、退出四个功 能。用单片机的4个I/O 口接收控制信号，其电路如图四下：图四按键调时电路通

8、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。3.2.3.显示电路。显示电路如图五所示:4. 软件设计4.1软件主要要完成的功能(1) 显示时间程序用软件调节时间，通过程序的调节，最后用LCD现实时钟(2) 调节时间程序按键调节时间，能实现时、分、秒的调节4.2软件设计的主要流程(1) 系统总的流程图主要功能是负责时间的显示，通过写地址和写数据来实现时间的调节和控 制，最后通过调用显示子程序显示出来如图六所示。(2) 时间控制程序时间控制程序，用中断准确的控制时间，采用 60进制，60秒为一分钟， 60分

9、钟为一个小时，全天设置为 24小时。程序流程图如图七所示。程序用C语言编写，代码见附录二。编程时采用KEIL C,而仿真用PROTUES,仿真时仿真图如图八所示定时器及中 断定时器初图七时钟流程图5UNC0NGRDNG UHE0S：EE：03C2 '':丄岀-0:_L-耳*严.LCD1 U* 巾 L： *P0 4-<4 ro.5. re>.a m.rwKlJlffl fli朋 ?I UAM n泅1 灯叨遠旳姗14RtliHsOl P 1iT1D FHZR丽 Fsanm啓如F3型1 PJJlMffi 悴诫J1KTPP&ENpirnnzpj.i/ns图八PROT

10、UES仿真图5系统测试结果及分析5.1测试方法按照之前的分析和仿真结果焊接电路板，检验显示电路，通过按键看能否 实现时间的调节。各部分正确连接电源和地。5.2测试结果及分析测试的结果图片在如附录1所示。当主板接好线之后，时钟能正确如仿真 时的结果复位显示。按键可以正确的实现时间的调节， 效果良好，达到的预期 的效果。设计使用的控制器结构简单、显示准确，具有一定的实际应用价值。7心得体会众所周知，单片机是电子信息工程专业的一们重要的课程，也是当今电子 行业的重要分支之一，应用范围之广，普遍程度之高大家有目共睹，所以学好 单片机对于电子信息工程专业的学生来说至关重要，甚至直接关系到日后的就业。正因

11、为这重要性才需要我们去实践，去锻炼。在此次课程设计中，在最初的写程序及设计时遇到了一些困难。因为一开 始课堂上接触的是汇编语句，但汇编语句不易读懂，所以难以下手。后来经过 上网了解知道有郭天翔老师的“十天学会单片机”，下载来认真看了后大有所 得，也因为之前的C基础，比较容易上手，所以最后程序是用 C程序编写。这 样来不仅进一步增强了自己对单片机的兴趣， 也让自己对单片机的认识又有新 的提高。在经过后面的查阅，知道单片机深入我们生活的方方面又让我“一定 要学好单片机”的念头更深了。虽然此次的选题难度并不大，但是就是这样一个简单的题目却让我明白“纸 上得来终觉浅”的深刻意义。经过一次次的修改程序和

12、软件调试，使我了解了 KEIL C和PROTUE软件的使用，为日后自己主动地去设计一些东西打下了基 础。在设计硬件部分时，动手能力的确得加强，很感谢同学的无私帮忙和耐心 协助才得以电路板一次成功，让我明白合作总比一个人无谓的单干要好的多。当然在此期间也出现了不少问题，如：1.在写程序的时候，中断的灵活使 用掌握不是很好；2.焊电路板时一开始没有焊接液晶1602的调背光电阻，使 得显示效果不是很好。但这些问题最后都迎刃而解，让我知道查阅资料的重要 性。通过此次课程设计，我们懂得不管做什么事都要有恒心，只要坚持一切都 会会实现的。让我了解了 1602的基本知识和使用方法，激发了强烈的兴趣， 也重新

13、让我温习了下 WOR的使用。感谢老师的教导，感谢同学的帮助。 8.参考文献1 吴凤清,王兢,索辉,刘国范,徐宝琨,赵慕愚纳米晶LaFeO_3的合成及湿 敏特性的研究J.吉林大学自然科学学报，1999,(01).2 袁秀英.组态控制技术M.北京：电子工业出版社,2003.3 谢自美电子线路设计实验测试M 武汉：华中理工大学出版社，1992.4 何立民单片机应用系统设计M 北京：北京航空航天大学出版社，1993. 楼然笛单片机开发M.北京：人民邮电出版社，1994.付家才单片机控制工程实践技术M.北京：化学工业出版社2004.3.7 李光才单片机课程设计 实例指导M.北京：北京航空航天大学出版 社

14、 2004.8 朱定华单片机原理及接口技术实验M 北京：北方交通大学出版社2002.11.刘湘涛江世明单片机原理与应用 M.北京：电子工业出版社，2006.附录二：程序#in clude<reg52.h>#defi ne uint un sig ned int#defi ne uchar un sig ned charsbit rs=P2A0;sbit rw=P2A1；sbit en=卩2八2;sbit s仁 P3A0；sbit s2=P3A1；sbit s3=P3A2;uchar shi,fe n, miao,ri,yue ,nin; ucharcodetable="S

15、UNCONGRONG TIME"uchar code table1="23:59:56"uchar num,nu m1,co unt;uint i,sh,ge,s,g;void delay(uchar time)uint j;for(;time>0;time-) for(j=0;j<125;j+);void write_com(uchar com) _en=0;rs=0;delay(5);P仁com;delay(5);en=1;delay(5); en=0;void write_data(uchar dat) _en=0; rs=1; delay(5)

16、; P1=dat; delay(5); en=1; delay(5);en=0;void init()en=0;rw=0;write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);for(i=0;i<16;i+) write_com(0x80+i); write_data(tablei); _for(i=0;i<16;i+) write_com(0x80+0x40+i); write_data(table1i); _ miao=56; fen=59; shi=23; TMOD=0x01; TH0=(65536-5

17、0000)/256; TL0=(65536-50000)%256; EA=1;ET0=1;TR0=1;void write_sfm(uchar add,uchar num) _sh=nu m/10; ge=nu m%10; write_com(0x80+0x40+add); write_data(0x30+sh); write_data(0x30+ge);void write_ ny r(uchar add1,uchar x) _sh=x/10; ge=x%10; write_com(0x80+add1); write_data(0x30+sh); write_data(0x30+ge);vo

18、id timerO() in terrupt 1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256; coun t+;if(cou nt=20)coun t=0;miao+;if(miao=60) miao=0; fen+;if(fen=60)fen=0;shi+;if(shi=24) shi=0;write_sfm(4,shi);5write_sfm(7,fe n);write_sfm(10,miao);void keysca n() if(s1=0)delay(5);if(s1=0)nu m1+;while(!s1)if(nu m1=1)TR0=0; write_com(0x0e);write_com(0x80+0x40+0x0b); write_com(0x0f); if(n um1=2) write_com(0x80+0x40+0x08);_if(num1=3) write_com(0x80+0x40+0x05);if(nu m1=4)nu m1=0;write_com(0x0c); TR0=1;if(nu m1!=0)if(s