1、自動化工程訓(xùn)練設(shè)計題目 LCD時鐘程序設(shè)計 指導(dǎo)老師 設(shè)計者 專業(yè)班級 自動化級班號 設(shè)計日期 2016年9月目錄一、設(shè)計任務(wù)要求分析1二、組成電路介紹12.1 復(fù)位電路：12.2晶振電路：12.3鍵盤控制系統(tǒng)設(shè)計：22.4鬧鐘部分：32.5.1 LCD1602簡介3三 、軟件設(shè)計4四、系統(tǒng)測試74.1 測試方法74.2 測試結(jié)果74.3 結(jié)果分析8五、源程序8一、設(shè)計任務(wù)要求分析本設(shè)計要實現(xiàn)的功能是：實時顯示當(dāng)前的時鐘，并且可以設(shè)定鬧鈴，以蜂鳴器鳴響5秒的方式作為鬧鈴。設(shè)計總體方案及其方案論證 按照系統(tǒng)的設(shè)計功能所要求的，液晶顯示電子時鐘原理圖如圖所示。液晶顯示電子時鐘原理圖 本系統(tǒng)以AT8

2、9C51單片機為核心，該單片機可把數(shù)據(jù)進行處理，從而把數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示模塊LCD1602液晶顯示器，實現(xiàn)時間及日期的顯示。以LCD液晶顯示器為顯示模塊，把單片機傳來的數(shù)據(jù)顯示出來，并且顯示多樣化，還可以對時間和日期進行設(shè)置，主要靠按鍵來實現(xiàn)。二、 組成電路介紹 復(fù)位電路：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。如圖所示：2.2晶振電路：晶振電路如圖所示：晶振模塊原理圖選取原則：電容選取22pF，晶振為12MHz。1） 電源：AT89S51單片機的供電電源是5V的直流電。2） EA非/Vpp腳：我們沒有用外部擴展ROM,因此EA非/Vpp為高電平，即接+5V電源。鍵

3、盤控制系統(tǒng)設(shè)計：按鍵需要4個，分別實現(xiàn)為時間調(diào)整、時間的加、時間的減、鬧鐘調(diào)整四個功能。用單片機的4個I/O口接收控制信號，其電路如圖所示：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。在調(diào)鬧鐘鍵按下后LCD中也會在相應(yīng)的位置出現(xiàn)光標(biāo)，這時也通過加數(shù)鍵或減數(shù)鍵來設(shè)置鬧鐘。鬧鐘部分：鬧鐘部分主要由蜂鳴器，三極管，電阻組成。其電路圖如圖所示：鬧鐘電路當(dāng)單片機的P15接口輸出為高電平時，蜂鳴器響，當(dāng)輸出為低電平時，蜂鳴器停止。顯示電路設(shè)計 LCD1602簡介LCD1602液晶也叫1602字符型液晶，

4、它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊，它有若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此，所以他不能顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2，即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。 （1）LCD1602的主要技術(shù)參數(shù)顯示容量：162個字符；

5、5.5V；工作電流：2.0mA(5.0V)；模塊最佳工作電壓：5.0V；4.35(WH)mm。（2）LCD1602引腳功能說明1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如下： 第1腳：VSS為地電源； 第2腳：VDD接5V正電源； 第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度； 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器； 第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時可以寫入

6、指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)； 第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令； 第714腳：D0D7，為8位雙向數(shù)據(jù)線； 第15腳：背光源正極； 第16腳：背光源負極。1602液晶模塊的讀寫操作，屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。本顯示電路將單片機的P0口作為液晶的數(shù)據(jù)口，由于P0口沒有上拉電阻，所以需額外加一個排阻作為上拉電阻，利用P1口作為其讀寫控制端，具體電路如圖。顯示電路 三 、軟件設(shè)計軟件設(shè)計是本次設(shè)計中不可缺少的環(huán)節(jié)，是本次設(shè)計能夠完成的最重要的環(huán)節(jié)之一。在完成了硬件電路的設(shè)

7、計之后，依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求和硬件電路開始系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計。本系統(tǒng)軟件設(shè)計包括：主程序、系統(tǒng)初始化子程序、延時中斷子程序、時間設(shè)置子程序。首先進行模塊設(shè)計，最后進行各模塊的整合以完成整個軟件系統(tǒng)。程序主流程圖主流程圖3.2初始化流程圖系統(tǒng)初始化模塊的主要功能是完成系統(tǒng)的初始化以及設(shè)定系統(tǒng)的工作狀態(tài)，初始化部分包括以下方面的內(nèi)容：（1）單片機定時器0初始化以及各種I/O口定義；（2）1602液晶初始化清屏及設(shè)定工作方式；（3）系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)。初始化流程圖延時中斷子程序延時中斷子程序3.4時間設(shè)置子程序這里僅畫出了秒設(shè)置流程圖，其他時間及日期設(shè)置類似。秒設(shè)置流程圖四、系統(tǒng)測試4.1測試方法系統(tǒng)

8、單片機代碼采用C語言編寫，proteus進行原理圖的設(shè)計，keil軟件進行代碼的編譯，通過keil與proteus軟件的充分利用，將編譯好的執(zhí)行代碼加載到原理圖中的單片機里面進行原理圖仿真，通過仿真對系統(tǒng)的代碼程序和原理圖進行測試，看是否達到系統(tǒng)的設(shè)計要求。4.2測試結(jié)果（1） 通過按調(diào)時健、加減鍵的調(diào)節(jié)，我們可以設(shè)定出具體的時間1：00：00，觀察LCD液晶屏如圖所示精確顯示出我們所設(shè)定的時間時間。 （2）通過按鍵調(diào)節(jié)調(diào)鬧鐘健，我們可以五秒聽到清晰的蜂鳴聲。 結(jié)果分析通過對系統(tǒng)原理圖和程序的仿真與調(diào)試基本實現(xiàn)了系統(tǒng)的功能要求。可以通過按鍵（mode）來設(shè)定具體時間、鬧鐘。LCD液晶顯示屏能夠

9、準(zhǔn)確而且清晰地顯示出時間。五、源程序#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit beep=P15; /定義蜂鳴器的io口sbit rw=P21; /定義讀寫的io口sbit rs=P20;/定義接收與發(fā)送指令的io口sbit lcden=P22;/定義使能端的io口sbit k1=P30; /定義調(diào)時鍵的io口sbit k2=P31; /定義加數(shù)鍵的io口sbit k3=P32; /定義減數(shù)鍵的io口sbit k4=P33; /定義調(diào)鬧鐘鍵的io口uchar count,count1,num,

10、num1,num2;char h,min,sec,h1,min1,sec1;uchar table= 23:59:57;uchar table1= 00:00:00;void delay(uint ms)/延時程序 int i;while(ms-) for(i = 0; i0;x-) for(y=110;y0;y-); return 0;bit write_busy() /判斷是否為繁忙狀態(tài) bit result; rs = 0; rw = 1; lcden = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); result = (bit)(P0&0x80); lc

11、den= 0; return result; void write_com(uchar com) /寫指令函數(shù) while(write_busy(); rs=0; rw=0; lcden=0; P0=com; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); lcden=1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); lcden=0;void write_data(uchar date) /寫數(shù)據(jù)函數(shù) while(write_busy(); rs=1; rw=0; lcden=0; P0=date; _nop_(); _nop_(); _no

12、p_(); _nop_(); lcden=1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); lcden=0;void write_pos(uchar pos) /設(shè)定地址write_com(pos | 0x80); /數(shù)據(jù)指針=80+地址變量void write_sfm(uchar add,uchar date) /設(shè)定時分秒及其顯示與地址uint shi,ge; shi=date/10;ge=date%10;write_com(0x80+0x40+add); write_data(0x30+shi); write_data(0x30+ge);void write_

13、sfm1(uchar add,uchar date) /設(shè)置鬧鐘時分秒及其顯示與地址uint shi,ge; shi=date/10;ge=date%10;write_com(0x80+add); write_data(0x30+shi); write_data(0x30+ge);void keyscan() /鍵盤掃描 if(k1=0) delay1(5); if(k1=0) while(!k1); num+; if(num=1) TR0=0; write_com(0x80+0x40+11); write_com(0x0f); if(num=2) write_com(0x80+0x40+8)

14、; if(num=3) write_com(0x80+0x40+5); if(num=4) num=0; write_com(0x0c); TR0=1; if(num!=0) if(k2=0) delay1(5); if(k2=0) while(!k2) if(num=1) sec+; if(sec=60) sec=0; write_sfm(10,sec); write_com(0x80+0x40+0x10); if(num=2)min+;if(min=60)min=0;write_sfm(7,min);write_com(0x80+0x40+8); if(num=3)h+;if(h=24)h

15、=0;write_sfm(4,h);write_com(0x80+0x40+5); if(k3=0) delay1(5); if(k3=0) while(!k3); if(num=1) sec-; if(sec=-1) sec=59; write_sfm(10,sec); write_com(0x80+0x40+0x10); if(num=2) min-; if(min=-1)min=59; write_sfm(7,min); write_com(0x80+0x40+8); if(num=3) h-; if(h=-1) h=23; write_sfm(4,h); write_com(0x80+

16、0x40+5); if(k4=0) delay1(5); if(k4=0) while(!k4); num1+; if(num1=1) write_sfm1(10,sec1); write_sfm1(7,min1); write_sfm1(4,h1); if(num1=2) write_com(0x80+11); write_com(0x0f); if(num1=3) write_com(0x80+8); if(num1=4) write_com(0x80+5); if(num1=5) num1=0; write_com(0x0c); write_sfm(10,sec); write_sfm(

17、7,min); write_sfm(4,h); if(num1!=0) if(k2=0) delay1(5); if(k2=0) while(!k2) if(num1=2) sec1+; if(sec1=60) sec1=0; write_sfm1(10,sec1); write_com(0x80+0x10); if(num1=3)min1+;if(min1=60)min1=0;write_sfm1(7,min1);write_com(0x80+8); if(num1=4)h1+;if(h1=24)h1=0;write_sfm1(4,h1);write_com(0x80+5); if(k3=0

18、) delay1(5); if(k3=0) while(!k3); if(num1=2) sec1-; if(sec1=-1) sec1=59; write_sfm1(10,sec1); write_com(0x80+0x10); if(num1=3) min1-; if(min1=-1)min=59; write_sfm1(7,min1); write_com(0x80+8); if(num1=4) h1-; if(h1=-1) h1=23; write_sfm1(4,h1); write_com(0x80+5); void init() /程序初始化函數(shù) uint i; h=23; min=59; sec=57; h1=00; min1=00; sec1=00; num=0; lcden=0; write_com(0x38); delay(1); write_com(0x0c); /顯示開，關(guān)光標(biāo) delay(1); write_com(0x06); /移動光標(biāo) delay(1);