单片机课程设计---万年历显示设计

1、单片机课程设计报告题目:基于单片机的LCM1602液晶控制 万年历显示设计 所在系部： 信息与电气工程 所在专业： 通信本 所在班级： 1001 姓 名 ： 曹怀宝 学 号 ： 20093615276 指导教师： 陈勇 完成时间： 2013年 7月 3日 基于单片机的LCM1602液晶控制 万年历显示设计1.设计目的该设计是基于AT89C52单片机的电子万年历系统，采用LCD1602液晶屏实现显示。显示年月 日星期温度等，双行显示，。显示年、月、日、星期、时间，可设置，设置功能。综上所述此时钟具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、等优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。

2、2.设计原理及相关说明设计原理：利用DS1302读取系统中的日期以及时间信息，并分别利用P1.1端口和P3.3端口将相关信息传送至STC12C5A60S2 主芯片之中，利用P0端口使之显示于LCD1602液晶显示屏上，四个按键分别置于P1口的5、6、7端口可以对时间进行控制修改。详细请参阅第三节的芯片介绍。2.2总体设计框图日历时钟系统设计框图如图1所示：DS1302At89C52键扫描电路LCD 1602DS18B20蜂鸣器图1 电子万年历系统设计框图3 各芯片的设计及其调用3.1 STC12C5A60S2 单片机主控模块STC12C5A60S2简介STC12C5A60S2是STC生产的单时

3、钟/机器周期（1T）的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换1、 增强型8051CPU，1T（1024G），单时钟机器周期2、 工作电压5.5-3.5V 3、1280字节RAM 4、通用I/O口，复位后为：准双向口/弱上拉可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，强推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过120mA 5、 有EEPROM功能6、看门狗7、内部集成MAX810专用复位电路8、外部掉电检测电路9、

4、时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器常温下内部R/C振荡器频率为：5.0V单片机为：1117MHz 3.3V 单片机为：812MHz 针对电机控制，强干扰场合。对应电路图中的单片机的周围电路，图为89C51用protus软件的仿真图使用的是89c513.2 LCD 1602 液晶显示模块液晶显示模块3.2.1引脚及接口说明1602采用标准的16脚接口，其中：第1脚：VSS为电源地第2脚：VDD接5V电源正极第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（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

5、择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。第5脚：RW为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端。第714脚：D0D7为8位双向数据端。第1516脚：空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极。2 LCD1602特性+5V电压，对比度可调内含复位电路提供各种控制命令,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能有80字节显示数据存储器DDRAM内建有192个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM3.2.2 LCD1602模块内部结构LCM1602内部主要寄

6、存器有：输入/输出缓冲器，指令寄存器（Instuction Register，即IR），指令译码器，数据寄存器（Data Register，即DR），地址计数器（Address Counter，即AC），忙标识（Busy Flag，即BF）以及显示数据存储器（Display Data RAM，即DDRAM），字符发生器（Character Generate ROM，即CGROM）。其各个单元的功能作用如下：1. 输入/输出缓冲器，用于缓存输入/输出的数据与控制信号。2. 指令寄存器（IR），为八位寄存器。用于存放LCD指令、DDRAM或CGROM地址。数据输入流程：数据存入DR，然后将该数据地

7、址与指令存入IR，最后将该数据输入到DDRAM或CGROM。读取数据流程：将该数据地址与指令存入IR，DR取得该地址数据。3. 指令译码器，将IR里的指令进行译码，以获取DDRAM或CGROM地址。4. 数据寄存器（DR），连接LCM内部数据总线以及缓存DDRAM或CGROM的存取数据。当CPU读取DR内容后，DR能自动加载下一个地址的内容。5. 地址计数器（AC），连接LCM内部数据总线以及缓存DDRAM或CGROM的存取数据地址。当存取DDRAM或CGROM的数据地址，AC能自动加载下一个存储地址。6. 忙标识（BF），表示LCM的当前状态。若BF=1，则表示LCM处于忙绿状态，无法接收外

8、部数据或指令。7. 显示数据存储器（DDRAM），存储所要显示数据的ASCII码，根据该ASCII码地址，即可到CGROM里找到该字符的显示编码。8. 字符发生器（CGROM），是一个只读存储器，预制所有数据的ASCII码。其存储的编码表如下（表3-5）：此外，还有自定义字符发生器，串行/并行数据转换器，光标闪烁控制电路，时序产生电路，偏压产生电路，共同端驱动电路以及段驱动电路等。3.5 蜂鸣器本设计采用的是无源蜂鸣器如下图：图13 无源蜂鸣器3.6 键盘接口键盘接口电路如图，本次设计中，按键有3个，每个按键各占用一根I/O线，各按键相互独立，彼此的工作状态互不影响，用查询法完成按键功能。图1

9、键盘接口电路5 EPROMEPROM是一种具有可擦除功能，擦除后即可进行再编程的ROM内存，写入前必须先把里面的内容用紫外线照射它的IC卡上的透明视窗的方式来清除掉。这一类芯片比较容易识别，其封装中包含有“石英玻璃窗”，一个编程后的EPROM芯片的“石英玻璃窗”一般使用黑色不干胶纸盖住， 以防止遭到阳光直射。EPROM芯片可重复擦除和写入，解决了PROM芯片只能写入一次的弊端。EPROM芯片有一个很明显的特征，在其正面的陶瓷封装上，开有一个玻璃窗口，透过该窗口，可以看到其内部的集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据，完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。EPROM内资料的

10、写入要用专用的编程器，并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压（VPP=1224V，随不同的芯片型号而定）。EPROM的型号是以27开头的，如27C020(8*256K)是一片2M Bits容量的EPROM芯片。EPROM芯片在写入资料后，还要以不透光的贴纸或胶布把窗口封住，以免受到周围的紫外线照射而使资料受损。 EPROM芯片在空白状态时（用紫外光线擦除后），内部的每一个存储单元的数据都为1（高电平）。4 .系统软件设计4.1 时间程序 使用中断并定时器T0的方式1，时分秒计数，采用24的时钟表示法，时计满23则回0，分秒计满59则回0，键盘输入可调，为4*4对地独立键盘中的某三个键，其中

11、一个为功能键，用于调整时分秒，另外两个键用于调节数字使之上调和下调，其中日期可显示初始化程序，不可调，另外可以显示星期。初始化时，只需通过P1口中的低两位读取5 .调试5.1 调试步骤调试分为硬件调试和软件调试。硬件调试主要是检查硬件电路是否有短路、断路和虚焊等，首先接上电源，电源的指示灯亮了之后，检测一下单片机的电源脚有没有电源输入，如果有这说明焊接无误，然后可以用万用表检查各个元器件的管脚之间的焊接，检查过程中需要细心和耐心。硬件调试无误后，进行软件调试。5.2 性能分析将程序烧入单片机后，在proteus软件中进行仿真。经过测试制作完成后的电子万年历，只有部分功能实现，它能显示年、月、日

12、等，但显示不稳定，设计中硬件或软件有待修正。6 .心得首先拿到板子，依据电路图和板子，画电路图，并生成PCB图。然后将板子焊接，注意焊接的方法，避免虚焊和过度焊接。在对芯片的管脚功能和用法有充分的了解后，根据设计要求设计硬件电路，包括单片机控制电路、存储电路、键盘扫描电路、显示电路。然后通过软件编程，实现了对年、月、日、时、分、秒、星期的自动调整，用按键进行控制，用液晶模块进行显示。用PROTUS仿真实现相关的软件仿真，芯片采用最普遍的89C51，用KEIL软件编写程序，编写程序前，可以先查阅网上的相关资料，比如LCD芯片的原理图，有关可以借鉴的程序等。自己编写，然后生成hex文件，仿真实现。

13、用焊接好的板子，将文件烧录进去，调试，查错。可能会出现LCD屏幕不显示，或者出现一行黑一行白的现象，可能是插反了，或者驱动程序有问题，这时候需要根据实际的板子的需要，调整延迟时间，等等。调试成功。电子万年历可以正常显示时间并进行时间调整，基本完成了预期要实现的目标。附录1 系统电路原理图SCH文件选择自上而下的文件画法，可能有些器件的摆放有点乱单片机级复位电路数码管和4*4矩阵ISP和电源接口LED灯蜂鸣器和lcd屏顶层文件附录2，PCB图附录四：PCB3D图附录3 实物图附录4 系统程序清单/*#include<reg51.h>#define uchar unsigned cha

14、r #define uint unsigned int#include"24c02.h"/*LCM1602 IO口位定义*/sbit RS=P22;sbit RW=P21;sbit EN=P20;/*独立控制按键位定义*/ sbit key1=P15;/功能sbit key2=P16;/加sbit key3=P17;/减/*蜂鸣器IO口定义*/sbit Speaker=P26;/接蜂鸣器接口sbit RedLed=P27;uchar key1n,count;uint hour,minute,second;uchar code tab=" 2013-7-2 THU

15、"/定义初始上电时液晶默认显示状态/*延时子函数，延时z毫秒*/ void delay(uint z)uint i,j;for(i=0;i<z;i+)for(j=0;j<110;j+);void di()Speaker=0;delay(400);Speaker=1;/ /*LCD1602有关子函数*/*函数功能：LCD1602写命令函数入口参数：com出口参数: */void write_com(uchar com)RS=0;RW=0;EN=0;P0=com;delay(5);EN=1;delay(5);EN=0;/*函数功能：LCD1602写数据函数入口参数：dat出口

16、参数: */void write_data(uchar dat)RS=1;RW=0;EN=0;P0=dat;delay(5);EN=1;delay(5);EN=0;/*函数功能：时分秒显示函数入口参数：出口参数: */void DisplayTime(uchar add,uchar dat)uint i,j;i=dat/10;j=dat%10;write_com(0x80+0x40+add);write_data(0x30+i);write_data(0x30+j); /*函数功能：LCM1602初始化入口参数：出口参数: */void init_LCD1602()uchar i;EN=0;m

17、inute=0;hour=0;second=0;key1n=0;count=0;init_24c02();write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);write_com(0x80);/日历显示固定符号从第一行第1个位置之后开始显示for(i=0;i<15;i+)write_data(tabi);/向液晶屏写日历显示的固定符号部分delay(5);write_com(0x80+0x40+6);/写出时间显示部分的两个冒号write_data(':');delay(5);write_com(0

18、x80+0x40+9);write_data(':');delay(5);second=read_add(1);/首次上电从AT24C02中读取出存储的数据minute=read_add(2);hour=read_add(3);DisplayTime(10,second);/分别送去液晶显示DisplayTime(7,minute);DisplayTime(4,hour);TMOD=0x01;/设置定时器0工作模式1TH0=(65536-50000)/256;/定时器装初值TL0=(65536-50000)%256;EA=1;/开总中断ET0=1;/开定时器0中断TR0=1;/

19、启动定时器0/*按键扫描4*4独立对地矩阵*/ /*函数功能：独立对地键盘扫描入口参数：出口参数: ;*/void KeyScan() if(key1=0)delay(5);if(key1=0)/第一次被按下时key1n+;while(!key1);di();RedLed=0;di();RedLed=1;if(key1n=1)/第一次被按下时TR0=0; /关闭定时器write_com(0x80+0x40+10);/光标定位到秒位置write_com(0x0f); /光标开始闪烁if(key1n=2)/第二次按下光标闪烁定位到分钟位置write_com(0x80+0x40+7);if(key1

20、n=3)/第三次按下光标闪烁定位到小时位置write_com(0x80+0x40+4);if(key1n=4)/第四次按下key1n=0;/记录按键数清零write_com(0x0c);/取消光标闪烁TR0=1;/启动定时器使时钟开始走if(key1n!=0)/只有功能键被按下后，增加和减小键才有效if(key2=0)delay(5);if(key2=0)/增加键确认被按下while(!key2);/按键释放di();/每当有按键释放蜂鸣器发出滴声RedLed=0;delay(10);RedLed=1;if(key1n=1)/若功能键第一次按下second+; /则调整秒加1if(second

21、=60)/若满60后将清零second=0;DisplayTime(10,second);/每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+10);/显示位置重新回到调节处write_add(1,second);/数据改变立即存入24C02if(key1n=2)/若功能键第二次按下minute+;/则调整分钟加1if(minute=60)/若满60后将清零minute=0;DisplayTime(7,minute);/每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+7);/显示位置重新回到调节处write_add(2,minute);/数据改变立即存入24C02

22、if(key1n=3)/若功能键第三次按下hour+;/则调整小时加1if(hour=24)/若满24后将清零hour=0;DisplayTime(4,hour);/每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+4);/显示位置重新回到调节处write_add(3,hour);/数据改变立即存入24C02if(key3=0)delay(5);if(key3=0)/确认减小键被按下while(!key3);/按键释放di();/每当有按键释放蜂鸣器发出滴声RedLed=0;delay(10);RedLed=1;if(key1n=1)/若功能键第一次按下second-;/则调整秒

23、减1if(second=-1)/若减到负数则将其重新设置为59second=59;DisplayTime(10,second);/每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+10);/显示位置重新回到调节处write_add(1,second);/数据改变立即存入24C02if(key1n=2)/若功能键第二次按下minute-;/则调整分钟减1if(minute=-1)/若减到负数则将其重新设置为59minute=59;DisplayTime(7,minute);/每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+7);/显示位置重新回到调节处write_add(2