電子時鐘（LCD顯示）課程設(shè)計(jì).doc

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1、題目2 電子時鐘（LCD顯示）1. 設(shè)計(jì)要求以AT89C51單片機(jī)為核心的時鐘，在LCD顯示器上顯示當(dāng)前的時間：使用字符型LCD顯示器顯示當(dāng)前時間。顯示格式為“時時：分分：秒秒”。用4個功能鍵操作來設(shè)置當(dāng)前時間。功能鍵K1K4功能如下。K1進(jìn)入設(shè)置現(xiàn)在的時間。K2加1。K3減1。K4確認(rèn)完成設(shè)置。程序執(zhí)行后工作指示燈LED閃動，表示程序開始執(zhí)行，LCD顯示“00：00：00”，然后開始計(jì)時。1.時鐘的總體設(shè)計(jì)思路按照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能要求，本時鐘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須采用單片機(jī)軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，用單片機(jī)的自動控制能力配合按鍵控制，來控制時鐘的調(diào)整及顯示。微型控制器時鐘電路按鍵調(diào)時數(shù)據(jù)顯示 圖一系統(tǒng)總原理圖3.

2、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 3.1 單片機(jī)控制系統(tǒng)本次設(shè)計(jì)時鐘電路，使用了ATC89C51單片機(jī)芯片控制電路，單片機(jī)控制電路簡單且省去了很多復(fù)雜的線路，使得電路簡明易懂，使用鍵盤鍵上的按鍵來調(diào)整時鐘的時、分、秒，同時使用C語言程序來控制整個時鐘顯示，使得編程變得更容易，這樣通過三個模塊：鍵盤、芯片、顯示屏即可滿足設(shè)計(jì)要求。原理如圖一所示。 ATC89C51單片機(jī)芯片 VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，P0

3、 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時，P1口作為低八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序

4、存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口

5、） P3.2 /INT0（外部中斷0） P3.3 /INT1（外部中斷1） P3.4 T0（記時器0外部輸入） P3.5 T1（記時器1外部輸入） P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用

6、于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保

7、持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。1） 復(fù)位電路復(fù)位電路有兩種方式：上電復(fù)位和按鈕復(fù)位，我們主要用按鈕復(fù)位方式。如圖二所示： 圖二 復(fù)位電路2） 晶振電路晶振電路原理圖三： 圖三 晶振模塊原理圖 選取原則：電容選取20pF，晶振為12MHz。3） 電源AT89S51單片機(jī)的供電電源是5V的直流電。4） EA非/Vpp 腳我們沒有用外部擴(kuò)展ROM,因此EA非/Vpp為高電平，即接+5V電源。3.2.2鍵盤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)按鍵需要4個，分別實(shí)現(xiàn)為

8、時間調(diào)整、時間的加、時間的減、退出四個功能。用單片機(jī)的4個I/O口接收控制信號，其電路如圖四下： 圖四 按鍵調(diào)時電路通過控制鍵來控制所要調(diào)節(jié)的是時、分、還是秒。在控制鍵按下后LCD中會在相應(yīng)的位置出現(xiàn)光標(biāo)，這時在通過加數(shù)鍵或減數(shù)鍵來控制時分秒的加或減。3.2.3.顯示電路。顯示電路如圖五所示： 圖五 顯示電路4.軟件設(shè)計(jì)4.1 軟件主要要完成的功能（1）顯示時間程序用軟件調(diào)節(jié)時間，通過程序的調(diào)節(jié)，最后用LCD現(xiàn)實(shí)時鐘（2）調(diào)節(jié)時間程序按鍵調(diào)節(jié)時間，能實(shí)現(xiàn)時、分的調(diào)節(jié)4.2軟件設(shè)計(jì)的主要流程（1）系統(tǒng)總的流程圖主要功能是負(fù)責(zé)時間的顯示，通過寫地址和寫數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)時間的調(diào)節(jié)和控制，最后通過調(diào)用顯示子

9、程序顯示出來 如圖六所示。（2）時間控制程序時間控制程序，用中斷準(zhǔn)確的控制時間，采用60進(jìn)制，60秒為一分鐘，60分鐘為一個小時，全天設(shè)置為24小時。程序流程圖如圖七所示。程序用C語言編寫，代碼見附錄二。編程時采用KEIL C，而仿真用PROTUES，仿真時仿真圖如圖八所示開始定時器及中斷定時器初始化按鍵調(diào)時是否設(shè)定參數(shù)執(zhí)行顯示程序NY 圖六 總程序流程圖 圖七 時鐘流程圖5軟件程序清單：#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define DelayNOP() _nop_();_nop_()

10、;_nop_();_nop_();sbit K1 =P10; /選擇調(diào)整小時，分鐘sbit K2 =P11; /增加sbit K3 =P12; /減少sbit K4 =P13;sbit SPK=P30;sbit RS =P20;sbit RW =P21;sbit E =P22;uchar code Str1 = Current Time ; /以下兩個字符串的串長均為16uchar code Str2 = Set New Time. ; /uchar HMS_String = 00:00:00 ; /待顯示的時間串bit Settime= 0; /是否修改時間bit Change_H_or_M

11、 =1; /1表示修改時，0表示修改分uchar MilliSecond, Hour =0, Minute =0, Second =0;/-/延時函數(shù)/-void DelayMS(uint x) uchar i; while(x-) for (i = 0; i 120; i+);/-/LCD忙狀態(tài)檢測/-bit LCD_Busy_Check() bit result; RS = 0; RW = 1; E = 1; DelayNOP();result = (bit)(P0 & 0 x80); E = 0; return result;/-/寫LCD命令/-void LCD_Write_Comma

12、nd(uchar cmd) while( LCD_Busy_Check();/判斷LCD是否忙碌 RS = 0; RW = 0; E = 0;_nop_();_nop_(); P0 =cmd; DelayNOP(); E = 1; DelayNOP(); E = 0;/-/設(shè)置LCD顯示位置/-void LCD_Set_Pos(uchar pos) LCD_Write_Command(pos | 0 x80);/-/寫LCD數(shù)據(jù)/-void LCD_Write_Data(uchar dat) while(LCD_Busy_Check();/判斷LCD是否忙碌 RS = 1;RW = 0;E =

13、 0; P0 =dat ;DelayNOP(); E = 1;DelayNOP();E = 0;/-/LCD初始化/-void LCD_Initialize() LCD_Write_Command(0 x38); DelayMS(1); LCD_Write_Command(0 x0c); DelayMS(1); LCD_Write_Command(0 x06); DelayMS(1); LCD_Write_Command(0 x01); DelayMS(1);/-/顯示函數(shù)，在LCD指定的行上顯示字符串/-void Display_String(uchar * str,uchar LineNo

14、) uchar k; LCD_Set_Pos(LineNo); for(k=0;k16;k+) LCD_Write_Data(strk); /-/蜂鳴函數(shù)/-void Beep() uchar i, j =70; for (i =0; i; /顯示修改標(biāo)志 else HMS_String3 = ; /不顯示修改標(biāo)志 HMS_String4 = h / 10 + 0; /時 HMS_String5 = h % 10 + 0; HMS_String7 = m / 10 + 0; /分 HMS_String8 = m % 10 + 0; HMS_String10 = s / 10 + 0; /秒 H

15、MS_String11 =s % 10 + 0; Display_String(HMS_String,0 x40);/-/設(shè)置時間/-void Change_Time() Settime=0; if( K1 = 0 | K2 = 0 | K3 = 0) /按下k1，k2，K3中的任何一個鍵即進(jìn)入修改狀態(tài) TR0 = 0;Display_String(Str2,0 x00); /第一行提示修改時間Settime = 1; while (Settime) if( K1 = 0) /確定調(diào)整小時還是分鐘 Beep(); while (K1 = 0) Change_H_or_M = !Change_H

16、_or_M; else if(K2 = 0) /增加 Beep(); while ( K2 = 0); if(Change_H_or_M = 1) if ( +Hour = 24) Hour = 0; else if ( +Minute = 60) Minute = 0; else if ( K3 = 0) /減少 Beep(); while ( K3 = 0); if (Change_H_or_M = 1) if ( -Hour = 0 xff) Hour = 23; else if ( -Minute = 0 xff) Minute = 59; else if ( K4 = 0 ) /確定

17、 Beep(); while ( K4 = 0); Display_String(Str1,0 x00); /第一行還原顯示Str1 Settime = 0; TR0 = 1; Display_HMS(Hour,Minute,Second); /外層While在這里結(jié)束/-/定時器0中斷/-void Time0() interrupt 1 TH0 = (65536 -50000) / 256; TL0 = (65536 -50000) % 256; /重新裝入50MS定時 if( +MilliSecond = 20) /50*20=1s MilliSecond = 0;if ( +Second

18、 = 60) Second =0; if( +Minute = 60) Minute = 0;if( +Hour = 24) Hour = 0;Minute = 0;Second = 0; /-/主函數(shù)/-void main() TMOD = 0 x01; TH0 = (65536 -50000) / 256; TL0 = (65536 -50000) % 256; IE = 0 x82; SPK = 0; LCD_Initialize(); Display_String(Str1,0 x00); /第一行顯示 TR0 = 1; P1 = 0 xFF; while(1) Display_HMS(Hour,Minute,Second); /第二行顯示時分秒DelayMS(500);Change_Time(); / 顯示過程中允許修改時間 圖八 電路原理圖 圖九 電路professional仿真圖