基于51单片机的LCD简单电子钟的设计

1、编号： XXX科技大学单片机原理及应用设计实验报告课 题： 电子钟 专 业： 自动化 学生姓名： XXX 学 号： XXXXX 2016 年 5 月 16 日目 录0前言11总体方案设计12 硬件电路设计23 软件设计44 调试分析及说明55 结论7参考文献7课设体会8附录1 电路原理9附录2 程序清单10 摘要：传统的数字电子时钟采用了较多的分立元器件，不仅占用了很大的空间而且利用率也比很低，随着系统设计复杂度的不断提高，用传统时钟系统设计方法很难满足设计需求。单片机是集CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种接口于一体的微控制器。它体积小、成本低、功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化

2、上。而51系列的单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。，本次设计提出了系统总体设计方案，并设计了各部分硬件模块和软件流程，在用C语言设计了具体软件程序后，将各个模块完全编译通过过后,结果证明了该设计系统的可行性。该设计给出了以AT89C2051为核心，利用单片机的运算和控制功能，并采用系统化LED显示模块实时显示数字的设计方案，适当地解决了实际生产和日常生活中对计时高精确度的要求，因此该设计在现代社会中具有广泛的应用性。关键字：AT89C2051,C语言程序，电子钟。0 前言利用51单片机开发电子时钟，实现时间显示、调整功能。具体要求如下：（1） 根据给定题目设计的Proteus仿真原

3、理图，并简单阐述设计原理；（2） 根据给定题目设计有关的51汇编语言（或C语言）源程序，及主要的流程框图；（3） 在Proteus仿真界面下运行程序实现给定的功能；（4） 下载到ZKSYS单片机实验板上验证有关程序实现给定的功能。1 总体方案设计 该电子时钟由89C51，按键，1602 LCD液晶屏等构成，采用晶振电路作为驱动电路，利用单片机内部定时计数器0通过软件扩展产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。时钟的年月日时分秒的切换是由一个按键控制，而另外两个个按键控制加减调节。 图1 系统结构框图该电子时钟由STC89C51，按键，1602 L

4、CD液晶屏等构成，采用晶振电路作为驱动电路，晶振电路的晶振频率为12MHZ,使用的定时器/计数器工作方式1，通过软件扩展产生的一秒定时，达到时分秒的计时，60秒为一分钟，60分钟为一小时，24小时为一天，又重00:00:00开始计时2硬件电路设计(1) 时钟电路设计单片机利用外部12MHZ晶振构成振荡电路作为时钟源，时钟电路的原理如下图。图2 时钟电路图(2) 独立按键输入电路 按键处理设置为:当有没键按下时，时钟正常运行；当按K1时分别切换到年月日时分秒；按K2为加。按K3为减。电路图如下图 图3 独立按键电路(3) 单片机系统AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPE

5、ROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。外形及引脚排列如下图图4 单片机系统图(4) 液晶显示LCD1602采用标准的16脚接口，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；第4脚：RS为寄存器选择，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：D0

6、D7为8位双向数据端；第1516脚：空脚或背灯电源。电路如下图图5 LCD液晶显示图3软件设计本系统的软件系统主要可分为主程序、定时计数中断程序、时间调整程序、延时程序四大模块。系统的流程图如下图开始液晶初始化时间初始化按键是否按下？调整时间是 否读取时间显示时间结束设计思路：本系统主要可分为主程序、定时计数中断程序、时间调整程序、延时程序和LCD液晶驱动程序。定时中断程序是利用单片机内部定时器0实现1秒的定时，然后利用软件延时实现分小时，时间调整程序是利用单片机的内部存贮器，把调整好的时间写到显示时间的存贮单元，然后启动定时器开始计时并显示，延时程序是利用软件实现延时达到去抖的目的。液晶启动

7、程序是为了把单片机的数据送到显示器的同时让显示器的第6脚使能断的电平实现由1到0的跳变，使显示器执行显示的命令。主程序就是利用这些子程序中断程序实现显示、定时等功能。 4调试分析及说明(1) 时钟正常运行调试仿真图图6 正常运行仿真图 (2) 时间调整仿真图10 对时分秒的调整5 结论本次电子时钟的设计基本完成：当没有键按下时，时钟正常运行；时钟的年月日时分秒的切换是由一个按键控制，而另外两个个按键控制加减调节附录1 电路原理附录2 程序清单 #include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intu

8、char code table=" 2015-05-27 WED "uchar code table1=" 12:30:55"uchar code table2=" 1200810222 "uchar code table3="Made by HUANG"uchar code table4="MONTUEWEDTHUFRISATSUN"uchar count,s1num;char miao,fen,shi,ri,yue;uint nian;sbit lcd_rs = P20;sbit lcd_r

9、w = P21;sbit lcd_en = P22;sbit s1=P10;sbit s2=P11;sbit s3=P12;sbit Output_squ=P36;void delay(uint z)/延时子函数uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);void write_com(uchar com)/写命令函数lcd_rs = 0;P0= com;delay(5);lcd_en=1;delay(5);lcd_en=0;void write_date(uchar date)/写数据函数lcd_rs = 1;P0= date;delay(5

10、);lcd_en=1;delay(5);lcd_en=0;void init()/初始化函数int num;shi=12;fen=30;miao=55;ri=27;yue=5;nian=2015;lcd_en=0;lcd_rw=0;write_com(0x38);/显示设置模式write_com(0x0c);/00001100开显示，不显示光标，光标不闪烁 write_com(0x06);/00000110地址指针加一，整屏不移动write_com(0x01);/清屏write_com(0x80);for(num=0;num<16;num+)/显示数字1200810222write_da

11、te(table2num);delay(300);write_com(0x80+0x40);for(num=0;num<16;num+)/显示made by HUANGwrite_date(table3num);delay(300);delay(5000);write_com(0x01);write_com(0x80);for(num=0;num<16;num+)/显示日期write_date(tablenum);delay(5);write_com(0x80+0x40);for(num=0;num<12;num+)/显示时间write_date(table1num);del

12、ay(5);TMOD=0x51;/启动定时器中断TH0=0X3C; /50msTL0=0XB0;TH1=0X00;TL1=0X00;EA=1;ET0=1;TR0=1;/打开定时器0TR1=1; /打开定时器0void write_sfm(uchar add,uchar date)/写时分秒函数uchar shi,ge;shi=date/10;ge=date%10;write_com(0x80+0x40+add);write_date(0x30+shi);write_date(0x30+ge);void write_nyr(uint add,uint date)/写年月日函数，此处若用uchar

13、范围只有0-255 /不够，改用uint(0-65535)uint qian,bai,shi,ge;qian=date/1000;bai=date%1000/100;shi=date%100/10;ge=date%10;write_com(0x80+add);write_date(0x30+qian);write_date(0x30+bai);write_date(0x30+shi);write_date(0x30+ge);void write_yr(uchar add,uchar date)/写月日函数uchar shi,ge;shi=date/10;ge=date%10;write_com

14、(0x80+add);write_date(0x30+shi);write_date(0x30+ge);void keyscan()/按键扫描函数int m,n;if(s1=0)delay(5);if(s1=0)/按键1光标移位扫描s1num+;if(s1num=1)while(!s1);/等待按键松手write_com(0x80+0x40+10);TR0=0;/关闭定时器write_com(0x0f); /开显示，显示光标，光标闪烁if(s1num=2)while(!s1);write_com(0x80+0x40+7);if(s1num=3)while(!s1);write_com(0x80

15、+0x40+4);if(s1num=4)while(!s1);write_com(0x80+3);if(s1num=5)while(!s1);write_com(0x80+6);if(s1num=6)while(!s1);write_com(0x80+9);if(s1num=7)while(!s1)write_com(0x80+13);if(s1num=8)while(!s1);s1num=0;write_com(0x0c);TR0=1;/开定时器if(s1num!=0)if(s2=0)/按键2加功能delay(5);if(s2=0)while(!s2);if(s1num=1)/秒加miao+

16、;if(miao=60)miao=0;write_sfm(10,miao);write_com(0x80+0x40+10);if(s1num=2)/分加fen+;if(fen=60)fen=0;write_sfm(7,fen);write_com(0x80+0x40+7);if(s1num=3)/时加shi+;if(shi=24)shi=0;write_sfm(4,shi);write_com(0x80+0x40+4);if(s1num=4)/年加nian+;if(nian=10000)nian=2000;write_nyr(1,nian);write_com(0x80+3);if(s1num

17、=5)/月份加yue+;if(yue=13)yue=1;write_yr(6,yue);write_com(0x80+6);if(s1num=6)/日期加ri+;if(ri=29&&yue=2&&!(nian%4=0&&nian%100!=0)|nian%400=0)ri=1;/平年if(ri=30&&yue=2&&(nian%4=0&&nian%100!=0|nian%400=0)ri=1;/闰年if(ri=31&&(yue=4|yue=6|yue=9|yue=11)ri=1;if

18、(ri=32)ri=1;write_yr(9,ri);write_com(0x80+9);if(s1num=7)/星期加m=m+3;if(m=21)m=0;write_com(0x80+12);for(n=m;n<m+3;n+)write_date(table4n);delay(5);write_com(0x80+13);if(s3=0)/按键3减功能delay(5);if(s3=0)while(!s3);if(s1num=1)/秒减miao-;if(miao=-1)miao=59;write_sfm(10,miao);write_com(0x80+0x40+10);if(s1num=2

19、)/分减fen-;if(fen=-1)fen=59;write_sfm(7,fen);write_com(0x80+0x40+7);if(s1num=3)/时减shi-;if(shi=-1)shi=23;write_sfm(4,shi);write_com(0x80+0x40+4);if(s1num=4)/年减nian-;if(nian=1999)nian=2000;write_nyr(1,nian);write_com(0x80+3);if(s1num=5)/月份减yue-;if(yue=0)yue=12;write_yr(6,yue);write_com(0x80+6);if(s1num=

20、6)/日减ri-;if(ri=0)if(yue=2&&!(nian%4=0&&nian%100!=0)|nian%400=0)ri=28;/平年if(yue=2&&(nian%4=0&&nian%100!=0|nian%400=0)ri=29;/闰年if(yue=4|yue=6|yue=9|yue=11)ri=30;if(yue=1|yue=3|yue=5|yue=7|yue=9|yue=11)ri=31;write_yr(9,ri);write_com(0x80+9);if(s1num=7)/星期减m=m-3;if(m=0)m=21;write_com(0x80+12);for(n=m;n-3<m;n+)write_date(table4n-3);delay(5);write_com(0x80+13);void main()int