LCD显示的秒表单片机课程设计

芜湖职业技术学院 信息工程系单 片 机 课 程 设 计题目：1602LCD显示的秒表系别/班级：信息工程系 11级嵌入式技术与应用专业小组成员：王玉瑶 吴秋云吴颖盈 项念念小组成员学号： 11芜湖职业技术学院 信息工程系目录132334454.1AT89C5154.21602LCD85166217298319361602LCD 372芜湖职业技术学院 信息工程系1602LCD秒表的显示原理图 43一、单片机原理单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品，具有功耗低，安全性高，使用方便等优点。它是一种在线式实时控制计算机，需要有较强的抗干扰能力，较低的成本。本次设计内容为以8051单片机为核心的秒表，采用数码管显示，单片机技术控制。利用单片机的定时器 /计数器定时和技术的原理，用集成电路芯片、 LCD数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使它拥有正确的计时、暂停、清零、并同时可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛。二、课程设计的任务与要求设计任务：利用 AT89C51单片机结合1602LCD显示器设计一个秒表设计要求：1．本设计实现一个 1602LCD显示秒表2. 利用AT89C51控制整个电路来实现秒表的显示。大体上可以讲1602LCD秒表的显示主要包括硬件和软件两部分。 重点就是各部分硬件的连接设计以及程序的编写。 本章讲述的就是系统硬件的设计，其中包括各模块的器件选择和电路设计。3芜湖职业技术学院 信息工程系三、 课程设计目的《MCS-51单片机原理及应用》课的课程设计是四个学生一组完成一个老师给的一个题目，叫1602LCD显示的秒表。为了让我们能够综合运用自己学的课程的基本知识， 能够进行单片机的应用，掌握单片机程序设计调试和应用电路设计、分析及调试检测。通过这个实验：、使我们增进对单片机知识的进一步认识，也同时加深对单片机理论知识的理解。2、使我们掌握单片机的内部功能模块的应用，3、使我们了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程， 方法即实现，为了以后设计和实现单片机应用系统打下基础。四、芯片资料4、1AT89C514芜湖职业技术学院 信息工程系AT89C51是128字节内部RAM,4KB可编程Flash存储器（可擦写1000次）,三级程序存储器保密,静态工作频率:0Hz-24MHz,2个16位定时/计数器,一个串行通讯口,6个中断源,32条I/O引线,有片内时种振荡器。输入输出引脚资料:P0端口[P0.0-P0.7]P0是一个8位漏极开路型双向I/O端口，端口置1（对端口写1）时作高阻抗输入端。作为输出口时能驱动8个TTL。在访问外部程序和外部数据存储器时， P0口是分时转换的地址(低8位)/数据总线，访问期间内部的上拉电阻起作用。P1端口[P1.0－P1.7]P1是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。5芜湖职业技术学院 信息工程系P2端口[P2.0－P2.7]P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。在访问外部程序和16位外部数据存储器时，P2口送出高8位地址。而在访问8位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变。P3端口[P3.0－P3.7]P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。其它控制或复用引脚:ALE/PROG30访问外部存储器时，ALE（地址锁存允许）的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，ALE端仍以不变的频率输出脉冲信号(此频率是振荡器频率的1/6)。在访问外部数据存储器时，出现一个ALE脉冲。PSEN29该引是外部程序存储器的选通信号输出端。当AT89C51由外部程序存储器取指令或常数时， 每个机器周期输出 2个脉冲即两次有效。但访问外部数据存储器时，将不会有脉冲输出。EA/Vpp31外部访问允许端。当该引脚访问外部程序存储器时，应输入低电平。要使AT89C51只访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH）,这时该引脚必须保持低电平。6芜湖职业技术学院 信息工程系AT89C51特殊功能寄存器列表（适用于同一架构的芯片）符号地址注释*ACCE0H累加器*BF0H乘法寄存器*PSWD0H程序状态字SP81H堆栈指针DPL82H数据存储器指针低8位DPH83H数据存储器指针高8位*IEA8H中断允许控制器*IPD8H中断优先控制器*P080H端口0*P190H端口1*P2A0H端口2*P3B0H端口3PCON87H电源控制及波特率选择*SCON98H串行口控制器SBUF99H串行数据缓冲器*TCON88H定时器控制TMOD89H定时器方式选择TL08AH定时器0低8位TL18BH定时器1低8位TH08CH定时器0低8位TH18DH定时器1高8位带*号的特殊功能寄存器都是可以位寻址的寄存器4.11602LCD7芜湖职业技术学院 信息工程系1602字符型LCD简介:字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、 数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为 HD44780.1602LCD主要技术参数：显示容量:16×2个字符芯片工作电压:4.5—5.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm引脚功能说明:1602LCD采用标准的14脚（无背光）或 16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如下表 1所示:编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明1 VSS 电源地 9 D2 数据2 VDD 电源正极 10 D3 数据3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据4 RS 数据/命令选择 12 D5 数据8芜湖职业技术学院 信息工程系5 R/W 读/写选择 13 D6 数据6 E 使能信号 14 D7 数据7 D0 数据 15 BLA 背光源正极8 D1 数据 16 BLK 背光源负极表1:引脚接口说明第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7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。9芜湖职业技术学院 信息工程系第15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。1602LCD的指令说明及时序:1602液晶模块内部的控制器共有 11条控制指令，如下表 2所示：表2:控制命令表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序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7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。10芜湖职业技术学院 信息工程系指令2：光标复位，光标返回到地址 00H。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8：DDRAM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。11芜湖职业技术学院 信息工程系与HD44780相兼容的芯片时序下表 3如下：读状态输入RS=L，R/W=H，E=H输出D0—D7=状态字写指令输入RS=L，R/W=L，D0—D7=指令码，E=高脉冲输出无读数据输入RS=H，R/W=H，E=H输出D0—D7=数据写数据输入RS=H，R/W=L，D0—D7=数据，E=高脉冲输出无表3:基本操作时序表读写操作时序如图 2和3所示：图2读操作时序图3写操作时序1602LCD的RAM地址映射及标准字库表 :12芜湖职业技术学院 信息工程系液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平， 表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，图 4是1602的内部显示地址。图41602LCD内部显示地址例如第二行第一个字符的地址是 40H，因为写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平 1所以实际写入的数据应该是 01000000B40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态 。1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，如图5所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码13芜湖职业技术学院 信息工程系图5字符代码与图形对应图1602LCD的一般初始化（复位）过程 :延时15mS写指令38H（不检测忙信号）延时5mS写指令38H（不检测忙信号）延时5mS写指令38H（不检测忙信号）以后每次写指令、读/写数据操作均需要检测忙信号写指令38H：显示模式设置14芜湖职业技术学院 信息工程系写指令08H：显示关闭写指令01H：显示清屏写指令06H：显示光标移动设置写指令0CH：显示开及光标设置五、电路分析总体设计分析本系统中，硬件电路主要有电源电路，晶振电路，复位电路，显示电路以及一些按键电路等，本系统采用AT89C51单片机为中心器件，利用定时器计数器定时和记数的原理，结合硬件电路如电源电路，晶振电路，复位电路，显示电路，蜂鸣器电路以及一些按键电路等来设计计数器，将软、硬件有机地结合起来。硬件系统采用PROTEUS功能来实现，简单且易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。5.1电源电路电源电路是系统最基本的部分，任何电路都离不开电源部分，随着半导体工艺的发展，稳压电路也采用集成电路器件来制成。可采用独立的稳压电源。这种供电方式的优点是稳压可靠，且有各种成熟电路可供选择。由集成稳压器具有体积小，外界线路简单，使用方便，工作可靠等优点。因此，在各种电子设备中应用十分普遍，为了跟上15芜湖职业技术学院 信息工程系时代的发展，可采用W7800系列三端稳压器，主要利用它的输出电压是固定的在使用中不能进行调整等优点。5.2晶振电路AT89C51内部的振荡电路是一个高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此反向振荡放大器的输入端和输出端。该反向放大器可以配置为内部方式的片内振荡器。如图所示，这里选用12MHE的内部振荡方式，电路如下：电容器C1,C2起稳定振荡频率，快速起振的作用，C1，C2可在20~100PF之间取，这里取30PF，接线时要使晶振振荡器尽可能接近单片机。5.3复位电路采用上电+按键复位电路，上电后，由于电容充电，使 RST持续一段时间高电平时间。当单片机已在运行之中时，按下复位按键也能使RST持续一段时间的高电平，从而实现上电加开关复位的操作。这不仅能时单片机复位，而且还能使单片机的外围芯片也同时复位，当程序出现错误时，可以随时使电路复位。16芜湖职业技术学院 信息工程系复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把 PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时， 为摆脱困境，也需按复位键重新启动。除 PC之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表 1所示。寄存器复位状态寄存器复位状态PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0-P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUF不定IE0X000000BPCON0XXX0000BTMOD00H表1一些寄存器的复位状态因STC89C52单片机需高电平（3.7～5.5V）复位，且复位时流入单片机的电流不能超过10mA。具体参数：根据所需要的复位参数可得当按下SW键时出现两个机器周期的高电平在单片机REST端产生的压降等于:VCCR2=5V）10K4.17VR1R2（0.2K1K17芜湖职业技术学院 信息工程系图复位电路5.4显示电路显示电路既可以选用液晶显示器，也可以选用数码管显示，我们采用液晶显示电路1602LCD引脚接口说明编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2DataI/O2VDD电源正极10D3DataI/O3VL液晶显示偏压信号11D4DataI/O4RS数据命令选择端口（H/L）12D5DataI/O5R/W读/写选择端（H/L）13D6DataI/O6E使能信号14D7DataI/O7D1DataI/O15BLA背光源正极8D1DataI/O16BLK背光源负极显示电路部分引脚分析 ：3脚：VL，液晶显示偏压信号，用于调整 LCD1602的显示对比度，一般会外接电位器用以调整偏压信号，此脚电压为0时可以得到最强的对比度。18芜湖职业技术学院 信息工程系4脚：RS，数据/命令选择端，当此脚为高电平时，可以对1602进行数据字节的传输操作，而为低电平时，则是进行命令字节的传输操作。命令字节，即是用来对LCD1602的一些工作方式作设置的字节； 数据字节，即使用以在 1602上显示字节。5脚：R/W，读写选择端。当此脚为高电平可对 LCD1602进行读数据操作，反之进行写数据操作。6脚：E，使能信号，其实是 LCD1602的数据控制时钟信号，利用该信号的上升沿实现对 LCD1602的数据传输。7~14脚：8位并行数据口，使得对 LCD1602的数据读写大为方便。基本操作时序：1）读状态：输入：RS=L,RW=H,E=H；输出：D0~D7=状态字2）写指令：输入：RS=L,RW=L,D0~D7=指令码，E=高脉冲；输出：无3）读数据：输入：RS=H,RW=H,E=H；输出：D0~D7=数据4）写数据：输入：RS=H,RW=L,D0~D7=数据，E=高脉冲；输出：无需要两个写时序：①当我们要写指令字，设置LCD1602的工作方式时：需要把RS置为低电平，RW置为低电平，然后将数据送到数据口D0~D7，最后E引脚一个高脉冲将数据写入。②当我们要写入数据字，在1602上实现显示时：需要把RS置为高电平，RW置为低电平，然后将数据送到数据口D0~D7，最后E引脚一19芜湖职业技术学院 信息工程系个高脉冲将数据写入。六、代码分析#include<reg51.h>,#include<intrins.h> 皆属于头文件，前者是定义 51单片机特殊功能寄存器和位寄存器的，后者包含特殊指令例如： crol(),cror() 。#defineucharunsignedchar,#defineuintunsignedint,define delayNOP(){nop();nop();nop()} 皆属于宏定义，后者是将三个延时周期定义在一起，用一个 delayNOP()表示。VoidLCD_intialize,voidLCD_Set_POS(uchar),voidDisplay_String(char*,char) ；皆为调用函数，第一个是调用 LCD20芜湖职业技术学院 信息工程系初始化函数；第二个是调用 LCD的显示位置函数；第三个是调用 LCD写数据函数；第四个是调用 LCD指定行上显示字符串函数。SbitK1=P1^0，sbitK2=P2^1,sbitBEEP=3^0,sbitLCD_RS=P2^0,sbitLCD_RW=P2^1,sbitLCD_EN=P2^2;皆为个函数接口声明，定义K1、K2为两个控制开关；定义BEEP为扬声器接口；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；RS为读写信号，高电平（1）时惊醒读操作，低电平（0）时进行写操作；E(或EN)端为使能端（enable）,将单片机与LCD1602显示器连接。UcharKeyCount=0;KeyCount 为按键计数变量，用于累计按键的次数。定义其为无符号整型，并且付初值为 0.uchar code msg1[]={"Second Watch 0 "} ，uchar codemsg2[]={">>>> "} ；定义两个一维数组，在 protues 仿真软件中，当按下 play键后，1602LCD显示屏是会出现这两个数组中的字符。ucharcodePrompts[][16]={{"::1---->"},{"::2---->::2"},{"::1->2::3-->"},{"::1->2::3-->4"}21芜湖职业技术学院 信息工程系}定义一个二维数组，将其中的一维显示于 1602LCD上。K1为启停控制按钮，第一次按下时开始计数，显示“： ：1-- ”；当第二次按下时停止计数，显示 "::2---->::2 " ；uchar Time_Buffer[] ={0,0,0,0} ， ucharLCD_Display_Buffer[] ={"00:00:00:00"}; 定义两个数组，一个用于计时缓冲，一个用于显示时间缓冲。voidBeeP(){uchari,j=70;for(i=0;i<180;i++){while(--j);BEEP=~BEEP;}BEEP=0;}定义一个调用蜂鸣器的子函数。For(i=0;i<180;i++)用于控制蜂鸣器响的时间，BEEP=~BEEP用于使蜂鸣器进行短暂的响一下又不响的效果。因为蜂鸣器接地，只有当P3.0接入高电平（即1）时，蜂鸣器才工作。所以在响了一声过后，级（执行完成之后）将BEEP赋值为0，让它处于不导通状态，蜂鸣器不响。voidDelayX(uintms){22芜湖职业技术学院 信息工程系uchari;while(ms--)for(i=0;i<120;i++);}定义一个延时子函数voidShow_Second(){uchari;LCD_Set_POS(0X45); 设置LCD显示起点for(i=3;i!=0xff;i--){将两位整数的1、100s，秒，分，时转换为 8位数字字符LCD_Display_Buffer[2*i+1]=Time_Buffer[i]/10+'0';LCD_Display_Buffer[2*i]=Time_Buffer[i]%10+'0';在i=3,2,1,0时分别显示时，分，秒，1/100sLCD_Write_Data(LCD_Display_Buffer[2*i+1]);LCD_Write_Data(LCD_Display_Buffer[2*i]);LCD_Write_Data(':');}定义显示计时函数}LCD_Set_POS(0X45)，调用函数，用于调用设置显示位置函数，在此子函数中又嵌套了一个函数调用，LCD_Write_Command(Position|0X80) （ 即LCD_Write_Command(0X45|0X80)）函数。进行或操作：23芜湖职业技术学院 信息工程系45010001018010000000C511000101或操作后得到结果 C5，即LCD_Write_Command(0XC5），调用该函数（即向LCD写指令函数）。LCD_Busy_Check()用于检测LCD是否处于忙状态，假如处于忙状态， RS为0（选择指令寄存器），RW为1（进行读操作），EN为1（寄存器使能）。DelayNOP()表示延时四个机器周期。Result=(bit)(P0&0X80) ，P0的初始状态是FF.进行与操作：FF1111111180100000008010000000与操作后得到的结果80，即return为80（10000000）将EN赋值为0，即寄存器使能端禁止用。返回至LCD写指令子程序，RS=0(选择指令寄存器)，RW=0（进行写操作），EN=0（使能端禁止使用）。延时两个机器周期，将 cmd（0XC5）的值赋给P0口，延时四个空白机器周期。使能端置1，延时四个空白机器周期。EN=0寄存器禁止使用。voidTime0()interrupt1using0{TH0=-10000/256;TL0=-10000%256;24芜湖职业技术学院 信息工程系Time_Buffer[0]++;if(Time_Buffer[0]==100){Time_Buffer[0]=0;Time_Buffer[1]++;}if(Time_Buffer[1]==60) // 秒{Time_Buffer[1]=0;Time_Buffer[2]++;}if(Time_Buffer[2]==60) // 分{Time_Buffer[2]=0;Time_Buffer[3]++;}if(Time_Buffer[3]==24) // 时Time_Buffer[3]=0;}此函数为中断函数，interrupt1using0 为定时器T0工作于0号寄存器，TH0=-10000/256，TL0=-10000%256，用于计算定时器的初值，除得的放在高八位，余的的放在第八位。接下来的代码用于控制在1602LCD显示屏中秒表自动进位换算的的效果， （1小时=60分钟，1分钟=60秒，1秒=100毫秒）当小时到达 24时，清零。voidmain(){25芜湖职业技术学院 信息工程系uchari;IE=0x82;TMOD=0X01;TH0=-10000/256;TL0=-10000%256;LCD_Initialize();Display_String(msg1,0x00);Display_String(msg2,0x40);While(1){if(K1==0){DelayX(100);i=++KeyCount;switch(i){Case1:Case3:TR0=1;Display_String(Promts[i-1],0);break;Case2:Case4:TR0=0;26芜湖职业技术学院 信息工程系Display_String(Promts[i-1],0);break;default:TR0=0;break;}while(K1==0);Beep();}elseif(K2==0){TR0=0;KeyCount=0;for(i=0;i<4;i++)Time_Buffer[i]=0;Display_String(msg1,0);Beep();DelayX(100);While(K2==0);}Show_Second();}27芜湖职业技术学院 信息工程系}主函数，中断允许寄存器 IE，IE=0x82=10000010表示EA为1，CPU开放中断；ET0=1，允许外部中断 1中断。定时/计数器方式控制寄存器TMOD,TMOD=0x01=00000001，表示在T0方式字段中工作方式为方式1，是定时器方式，定时器的技术不受外部引脚输入电平的控制，而只受定时器运行控制位（ TR0、TR1）的控制。进行高低8为赋初值。接着调用初始化 LCD子函数，在其子函数中进行顺序执行， 每个都先延时5毫秒，接着调用写指令函数。返回至主程序。接着调用显 示 函 数 ， 在 LCD 指 定 行 上 显 示 字 符 串 ，Display_String(msg1,0x00) ，msg1为一个一维数组（SecondWatch0），即Display_String(Second Watch0,0x00)，在该子函数中调用设置显示位置子函数，在该子函数中调用写指令子函数进行或操作：000000000080100000008010000000与操作后得到结果为 80，即LCD_Write_Command(0X80)，调用该函数（即向LCD写指令函数）。LCD_Busy_Check()用于检测LCD是否处于忙状态，假如处于忙状态，RS为0（选择指令寄存器），RW为1（进行读操作），EN为1（寄存器使能）。DelayNOP()表示延时四个机器周期。Result=(bit)(P0&0X80) ，P0的初始状态是FF.进行与操作：28芜湖职业技术学院 信息工程系FF1111111180100000008010000000与操作后得到的结果80，即return为80（10000000）将EN赋值为0，即寄存器使能端禁止用。返回至LCD写指令子程序，RS=0(选择指令寄存器)，RW=0（进行写操作），EN=0（使能端禁止使用）。延时两个机器周期，将 cmd（0X80）的值赋给P0口，延时四个空白机器周期。使能端置1，延时四个空白机器周期。EN=0寄存器禁止使用。Display_String(msg2,0x40); 该调用函数类似于上面所述。 While(1)进入死循环。在里面进行着秒表的计数功能，以及蜂鸣器的工作。七、设计分析7、1系统设计分析设计的电路主要是能多次记时和查询时间， 记时的多少通过显示电路显示出来，每一次计时可以通过控制电路查询出来。 设计框图如图2-1所示;用1602LCD设计的秒表系统框图外围电路显示电路单片机电源电路 键盘电路29芜湖职业技术学院 信息工程系7、2显示部分设计分析显示部分是本次设计的重要部分，一般有以下两种方案：方案一：采用LED显示，在单片机应用系统中最常用的 LED数码管为7段数码管，可利用LED显示器灵活地构成所要求位数的显示，分静态显示和动态显示。对于静态显示方式，所需的译码驱动装置很多，引线多而复杂，且可靠性也较低。而对于动态显示方式，虽可以避免静态显示的问题，但设计上如果处理不当，易造成亮度低，有闪烁等问题。方案二：采用LCD显示。是一种低功耗显示器件，具有显示内容丰富、体积小、重量轻、寿命长、使用方便、安全省电等优点，在计算器、万用表、袖珍式仪表和低功耗微机应用系统中得到广泛使用。 其显示的质量高，每个显示器每一点在收到信号后就一直保持那种彩色和亮度，恒定发光，而不像阳极射线管显示器那样刷新亮点， 画面质量高且不闪烁。鉴于上述原因，我们采用方案二。7、3软件设计分析在软件设计中，一般采用模块化的程序设计方法，它具有明显的优点。把一个多功能的复杂程序划分为若干个简单的、功能单一的程序模块，有利于程序的设计和调试，有利于程序的优化和分工，提高了程序的阅读性和可靠性，使程序的结构层次一目了然。总流程图：30芜湖职业技术学院 信息工程系八、调试成功与否图一 刚启动时截图31芜湖职业技术学院 信息工程系图二运行时截图图三按下清零后截图调试成功，调试结果如上图所示。32芜湖职业技术学院 信息工程系KeilC51 软件是目前最流行的开发 8051系列的单片机的软件工具。KeilC51 提供了包括 C语言编译器，宏汇编，连接器，库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案， 通过一个集成开发环境uVision3IDE 将这些部分结合起来。打开Keil 软件，将代码输入调试并在错误全被解决的情况下生成对应的hex文件；打开Proteus软件，将对应的原理图和生成的 hex文件连接。在调试过程中我们出现了如下错误：1：“单机错误信息，让指针跳到错误行，一步步调试之后得知是代码输入时输入法错误，把大写” V”改写为小写”v”。2：33芜湖职业技术学院 信息工程系当我们把上面的错误改了之后， 又出现了以上错误，我们通过书籍、小组成员的共同努力，知道了是由于我们修改代码中一些不能修改和覆盖的变量，导致出现了以上错误。在我们细心寻找下发现时少了一个分号。3：34芜湖职业技术学院 信息工程系当我们把分号加上了之后，又出现了如上图所示的错误。我们全组成员齐心协力，根据错误提示，将一个一个的错误改正。4：当我们再次运行时，又出现以上的两个错误。通过我们全组同学的努力以及其他同学的帮忙，我们得知是由于输入时的马虎， 我们在前面定义的是propts，而这里出现了 promts，所以导致了错误。根据错误，一步一步的检查、调试之后，我们把错误全部解决，如图：35芜湖职业技术学院 信息工程系九、参考文献张大明.单片机控制实训指导及综合应用实训[M].北京：机械工业出版社陈益飞.单片机原理及应用技术.北京[M]：国防工业出版社，2011张伟.张杰编著.单片机原理及应用.北京[M]：机械工业出版社，孙余凯.精选实用电子电路260例[M].北京：电子工业出版社.，郭天祥51单片机C语言教程.北京：电子工业出版社闫玉德俞虹.MCS-单片机原理与应用北京：机械工业出版社陈益飞.单片机原理及应用技术[M].北京：国防工业出版社.，彭伟单片机C语言程序设计实训100例.北京：电子工业出版社36芜湖职业技术学院 信息工程系1602LCD秒表的显示源代码：//------------------------------------Main.c-----------------------------------------//名称：用 1602LCD设计秒表//-----------------------------------------------------------------------------------//说明：首次按下 K1键时开始计时，再次按下时暂停，第三次按下时继续// 累计计时，再次按下时停止计时， K2键用于清零秒表//-----------------------------------------------------------------------------------include<reg51.h>include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#definedelayNOP(){_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}//LCD控制函数voidLCD_Initialize();voidLCD_Set_POS(uchar);voidLCD_Write_Data(uchar);voidDisplay_String(uchar*,uchar);sbitK1=P1^0;sbitK2=P2^1;sbitBEEP=P3^0;sbitLCD_RS=P2^0;sbitLCD_RW=P2^1;sbitLCD_EN=P2^2;ucharKeyCount=0;ucharcodemsg1[]={"SecondWatch0"};ucharcodemsg2[]={">>>> "};ucharcodePrompts[][16]={{"::1----> "},{"::2---->::2 "},{"::1->2::3--> "},{"::1->2::3-->4"}}//计时缓冲与显示缓冲ucharTime_Buffer[] ={0,0,0,0};ucharLCD_Display_Buffer[]={"00:00:00:00"};//-------------------------------------------------------------------------------------//蜂鸣器//-------------------------------------------------------------------------------------voidBeeP()37芜湖职业技术学院 信息工程系{uchari,j=70;for(i=0;i<180;i++){while(--j);BEEP=~BEEP;}BEEP=0;}//-------------------------------------------------------------------------------------//延时//-------------------------------------------------------------------------------------voidDelayX(uintms){uchari;while(ms--)for(i=0;i<120;i++);}//-------------------------------------------------------------------------------------//显示计时//-------------------------------------------------------------------------------------voidShow_Second(){uchari;LCD_Set_POS(0X45); //设置LCD显示起点for(i=3;i!=0xff;i--){将两位整数的1、100s，秒，分，时转换为8位数字字符LCD_Display_Buffer[2*i+1]=Time_Buffer[i]/10+'0';LCD_Display_Buffer[2*i]=Time_Buffer[i]%10+'0';//在i=3,2,1,0时分别显示时，分，秒， 1/100sLCD_Write_Data(LCD_Display_Buffer[2*i+1]);LCD_Write_Data(LCD_Display_Buffer[2*i]);LCD_Write_Data(':');}}//------------------------------------------------------------------------------------//Time0中断//------------------------------------------------------------------------------------voidTime0()interrupt1using0{TH0=-10000/256;TL0=-10000%256;38芜湖职业技术学院 信息工程系Time_Buffer[0]++;if(Time_Buffer[0]==100){Time_Buffer[0]=0;Time_Buffer[1]++;}if(Time_Buffer[1]==60) //秒{Time_Buffer[1]=0;Time_Buffer[2]++;}if(Time_Buffer[2]==60) //分{Time_Buffer[2]=0;Time_Buffer[3]++;}if(Time_Buffer[3]==24) //时Time_Buffer[3]=0;}//------------------------------------------------------------------------------------//主函数//------------------------------------------------------------------------------------voidmain(){uchari;IE=0x82;TMOD=0X01;TH0=-10000/256;TL0=-10000%256;LCD_Initialize();Display_String(msg1,0x00);Display_String(msg2,0x40);While(1){if(K1==0){DelayX(100);i=++KeyCount;switch(i){Case1:Case3:TR0=1;Display_String(Promts[i-1],0);break;Case2:Case4:TR0=0;Display_String(Promts[i-1],0);39芜湖职业技术学院 信息工程系break;default:TR0=0;break;}while(K1==0); //Beep();}elseif(K2==0){TR0=0;KeyCount=0;for(i=0;i<4;i++)Time_Buffer[i]=0;Display_String(msg1,0);Beep();DelayX(100);While(K2==0); //}Show_Second();}}//-------------------------------------160LCD.C-------------------------------------//1602LCD显示驱动函数//----------------------------------------------------------------------------------include<reg51.h>include<intrins.h>defineucharunsignedchardefineuintunsignedintdefineDelayNOP(){_nop();_nop();_nop();_nop();}sbitLCD_RS=P2^0;sbitLCD_RW=P2^1;sbitLCD_EN=P2^2;bitLCD_Busy_Check();voidLCD_Busy_Check();voidLCD_Initialize();voidLCD_Write_Command(uchar);voidLCD_Write_Data(uchar);//------------------------------------------------------------------------------//延时//------------------------------------------------------------------------------voidDelayMS(uintms){40芜湖职业技术学院 信息工程系uchart;while(ms--)for(t=0;t<120;t++);}//------------------------------------------------------------------------------//LCD忙检查//------------------------------------------------------------------------------bitLCD_Busy_Check(){bitResult;LCD_RS=0;LCD_RW=1;LCD_EN=1;DelayNOP();Result=(bit)(P0&0X80);LCD_EN=0;returnResult;}//-----------------------------------------------------------------------------//向LCD写指令//-----------------------------------------------------------------------------VoidLCD_Write_Command(ucharcmd){While(LCD_Busy_Check());LCD_RS=0;LCD_RW=0;LCD_EN=0;_nop_(); _nop_();P0=cmd; DelayNOP();LCD_EN=1;DelayNOP();LCD_EN=0;}//----------------------------------------------------------------------------//向LCD写数据//----------------------------------------------------------------------------voidLCD_Write_Data(ucharstr){while(LCD_Busy_Check());LCD_RS=1;LCD_RW=0;LCD_EN=0;P0=str;DelayNOP();LCD_EN=1;DelayNOP();LCD_EN=0;}//----------------------------------------------------------------------------//初始化LCD//----------------------------------------------------------------------------voidLCD_Initialize(){41芜湖职业技术学院 信息工程系DelayMS(5);LCD_Write_Command(0x38);DelayMS(5);LCD_Write_Command(0x0c);DelayMS(5);LCD_Write_Command(0x06);DelayMS(5);LCD_Write_Command(0x01);DelayMS(5);}//----------------------------------------------------------------------------//设置显示位置//----------------------------------------------------------------------------VoidLCD_Set_POS(ucharPosition){LCD_Write_Command(Position|0X80);}//----------------------------------------------------------------------------//显示函数，在 LCD指定行上显示字符串//----------------------------------------------------------------------------voidDisplay_String(uchar*str,ucharLineNo){uchark;LCD_Set_POS(LineNo);for(k=0;k<16;k++)LCD_Write_Data(str[k]);}42芜湖职业技术学院 信息工程系1602LCD秒表的显示原理图 目 录1IPTV全网简介.................................................错误！未定义书签。1.1全网系统架构...........................................................错误！未定义书签。1.1.1系统整体架构错误！未定义书签。.................................................43芜湖职业技术学院 信息工程系1.1.2内容服务平台（内容运营商提供）错误！未定义书签。.............1.1.3运营支撑平台（内容运营商提供）错误！未定义书签。.............1.1.4网络承载分发平台（电信运营商提供）错误！未定义书签。/....1.1.5终端错误！未定义书签。.................................................................2前端系统项目