LCD1602液晶电子时钟

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上显示时、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ROM为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ROM扩大为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IO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:①控制部分主芯片采用单片机AT89S52；②显示部分采用液晶显示器实现时钟显示；③时钟调节部分使用按键来控制；微型控制器微型控制器时钟电路按键调时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ATC89C52单片机芯片控制电路，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ATMEL公司生产的AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高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Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。AT89S52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，CPU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，RAM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。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：图二复位电路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12MHz。电源AT89S52单片机的供电电源是5V的直流电。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：图五显示电路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KEILC，而仿真用PROTUES，仿真时仿真图如图八所示开始开始定时器及中断定时器初始化按键调时是否设定参数执行显示程序NY图六总程序流程图图七时钟流程图图八PROTUES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软件调试，使我了解了KEILC和PROTUES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，也重新让我温习了下WORD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.[5]楼然笛．单片机开发[M]．北京：人民邮电出版社，1994.

[6]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.[9]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#include<reg52.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsbitrs=P2^0;sbitrw=P2^1;sbiten=P2^2;sbits1=P3^0;sbits2=P3^1;sbits3=P3^2;ucharshi,fen,miao,ri,yue,nin;ucharcodetable[]={"SUNCONGRONGTIME"};ucharcodetable1[]={"23:59:56"};ucharnum,num1,count;uinti,sh,ge,s,g;voiddelay(uchartime){uintj;for(;time>0;time--)for(j=0;j<125;j++);}voidwrite_com(ucharcom){en=0;rs=0;delay(5);P1=com;delay(5);en=1;delay(5);en=0;}voidwrite_data(uchardat){en=0;rs=1;delay(5);P1=dat;delay(5);en=1;delay(5);en=0;}voidinit(){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(table[i]);}for(i=0;i<16;i++){ write_com(0x80+0x40+i); write_data(table1[i]);}miao=56;fen=59;shi=23;TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;}voidwrite_sfm(ucharadd,ucharnum){sh=num/10;ge=num%10;write_com(0x80+0x40+add);write_data(0x30+sh);write_data(0x30+ge);}voidwrite_nyr(ucharadd1,ucharx){sh=x/10;ge=x%10;write_com(0x80+add1);write_data(0x30+sh);write_data(0x30+ge);}voidtimer0()interrupt1{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;count++;if(count==20){count=0;miao++;if(miao==60){miao=0;fen++;if(fen==60){ fen=0;shi++; if(shi==24){ shi=0; write_sfm(4,shi); } write_sfm(7,fen); } write_sfm(10,miao);}}voidkeyscan(){if(s1==0) {delay(5);if(s1==0){ num1++; while(!s1) if(num1==1){ TR0=0; write_com(0x0e); write_com(0x80+0x40+0x0b); write_com(0x0f); }if(num1==2){ write_com(0x80+0x40+0x08);} if(num1==3){ write_com(0x80+0x40+0x05);}if(num1==4){num1=0;write_com(0x0c);TR0=1; }}} if(num1!=0){ if(s2==0){delay(5);if(s2==0){while(!s2)while(!s2) if(num1==1) { delay(20);miao++;if(miao==60)miao=0;write_sfm(10,miao);