指針式電子鐘畢業(yè)論文

1、指針式電子鐘指針式電子鐘目錄目錄摘摘 要要.1 1第一章第一章 引言引言.2 21.11.1 設(shè)計任務(wù)設(shè)計任務(wù).21.21.2 設(shè)計要求設(shè)計要求.2第二章第二章 總體方案論證與設(shè)計總體方案論證與設(shè)計總體方案論證與設(shè)計總體方案論證與設(shè)計.3 3第三章第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)置系統(tǒng)硬件設(shè)置.4 43.13.1 at89c51 單片機(jī)簡介單片機(jī)簡介.43.23.2 時鐘模塊設(shè)計時鐘模塊設(shè)計.73.2.13.2.1 ds1302ds1302 特性介紹特性介紹.73.2.23.2.2 ds1302ds1302 引腳介紹引腳介紹.73.2.33.2.3 ds1302ds1302 有關(guān)日歷，時間的寄存器有關(guān)日歷，

2、時間的寄存器.93.2.43.2.4 ds1302ds1302 與單片機(jī)接口電路與單片機(jī)接口電路.93.33.3 顯示模塊設(shè)計顯示模塊設(shè)計.103.3.13.3.1 pg12864lcdpg12864lcd 的特性介紹的特性介紹.113.3.23.3.2 lcd12864lcd12864 引腳介紹引腳介紹.123.3.33.3.3 lcd12864lcd12864 的原理簡圖的原理簡圖.133.3.43.3.4 1286412864 內(nèi)部功能器件及相關(guān)功能內(nèi)部功能器件及相關(guān)功能.133.3.53.3.5 1286412864 液晶與單片機(jī)接口電路液晶與單片機(jī)接口電路.163.43.4 設(shè)置模塊

3、設(shè)置模塊.183.53.5 振蕩電路振蕩電路.193.63.6 復(fù)位電路復(fù)位電路.20第四章第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計.21214.14.1 時鐘函數(shù)模塊時鐘函數(shù)模塊.214.1.14.1.1 實現(xiàn)功能實現(xiàn)功能.224.1.24.1.2 函數(shù)設(shè)計函數(shù)設(shè)計.224.24.2 指針時鐘設(shè)計指針時鐘設(shè)計.284.2.14.2.1 實現(xiàn)功能實現(xiàn)功能.284.2.24.2.2 函數(shù)設(shè)計函數(shù)設(shè)計.284.2.34.2.3 小結(jié)小結(jié).304.34.3 顯示函數(shù)模塊顯示函數(shù)模塊.314.3.14.3.1 實現(xiàn)功能實現(xiàn)功能.314.3.24.3.2 函數(shù)設(shè)計函數(shù)設(shè)計.314.3.34.3.3 小結(jié)小結(jié).3

4、34.44.4 按鍵函數(shù)模塊按鍵函數(shù)模塊.334.4.14.4.1 實現(xiàn)功能實現(xiàn)功能.334.4.24.4.2 函數(shù)設(shè)計函數(shù)設(shè)計.334.4.34.4.3 小結(jié)小結(jié).334.54.5 主函數(shù)模塊主函數(shù)模塊.33附錄附錄 1 1 元器件表元器件表 .5252附錄附錄 2 2 仿真圖仿真圖 .5353附錄附錄 3 3 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .5454摘摘 要要單片機(jī)就是微控制器，是面向應(yīng)用對象設(shè)計、突出控制功能的芯片。單片機(jī)接上晶振、復(fù)位電路和相應(yīng)的接口電路，裝載軟件后就可以構(gòu)成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。本設(shè)計就是應(yīng)用單片機(jī)強(qiáng)大的控制功能制作而成的指針式電子鐘，該指針式電子鐘實現(xiàn)如下功能：液晶屏模擬表盤與時分秒

5、指針顯示當(dāng)前時鐘，k1 鍵用于選擇調(diào)節(jié)對象，k2 鍵用于調(diào)整時分秒，在按下 k4 鍵時確定調(diào)節(jié)值，時鐘繼續(xù)運行。本設(shè)計采用的是 at89c51 單片機(jī)，at89c51 單片機(jī)內(nèi)部帶有定時/計數(shù)功能，此定時功能是通過對外部晶振的脈沖進(jìn)行計數(shù)，從而達(dá)到計時功能，只要使用11.0592 的晶振就能實現(xiàn)零誤差的計時，因此可以利用此功能實現(xiàn)計時。芯片采用 dallas 公司的涓細(xì)充電時鐘芯片 ds1302，該芯片通過簡單的串行通信與單片機(jī)進(jìn)行通信，時鐘/日歷電路能夠?qū)崟r提供年、月、日、時分、秒信息，采用雙電源供電，當(dāng)外部電源掉電時能夠利用后備電池準(zhǔn)確計時。顯示器件采用 lcd12864 液晶，12864

6、 是一種圖形點陣液晶顯示器,它主要由行驅(qū)動器/列驅(qū)動器及 12864 全點陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示，也可以顯示 84 個(1616 點陣)漢字。通過此次設(shè)計能夠更加牢固的掌握單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)，增強(qiáng)動手能力、硬件設(shè)計能力以及軟件設(shè)計能力。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 單片機(jī) at89c51 單片機(jī)時鐘芯片 ds1302 lcd12864 液晶第一章第一章 引言引言本例采用 pg12864lcd 液晶作為顯示元件，液晶屏模擬表盤與時分秒指針顯示當(dāng)前時鐘。該指針式電子鐘實現(xiàn)如下功能：液晶屏模擬表盤與時分秒指針顯示當(dāng)前時鐘，k1 鍵用于選擇調(diào)節(jié)對象，k2 鍵用于調(diào)整時分秒，在按下 k4 鍵時確定調(diào)節(jié)值，時鐘繼

7、續(xù)運行。本例程序包含 main.c,lcd_12864.c,lcd_12864.h 三個文件。1.11.1 設(shè)計任務(wù)設(shè)計任務(wù)利用單片機(jī)等實現(xiàn)一個簡單的指針式電子鐘。1.21.2 設(shè)計要求設(shè)計要求a實現(xiàn)時分秒指針式顯示功能b用三個按鍵來實現(xiàn)調(diào)整時分秒的功能第二章第二章 總體方案論證與設(shè)計總體方案論證與設(shè)計總體方案論證與設(shè)計總體方案論證與設(shè)計組成框圖中包含顯示模塊，控制器，時間模塊，設(shè)置模塊。顯示模塊有l(wèi)cd12864 來控制顯示，整個代碼實現(xiàn)主要由控制器來實現(xiàn)，時間模塊有ds1302 來實現(xiàn)，可以顯示系統(tǒng)時間，也可自行調(diào)整，設(shè)置模塊為按鍵處理。具體模塊分析在相關(guān)的軟硬件設(shè)計中詳細(xì)介紹。本系統(tǒng)以

8、at89c51 單片機(jī)為控制核心，通過與 ds1302 信獲取實時時間，并將得到的數(shù)據(jù)通過 lcd12864 液晶顯示出來，同時通過相應(yīng)的按鍵調(diào)整相應(yīng)的值。因此本設(shè)計可分為一下模塊：顯示模塊、實時時間計算模塊、設(shè)置模塊（時間設(shè)置模塊） 。下面對各個模塊逐一進(jìn)行論證分析。第三章第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)置系統(tǒng)硬件設(shè)置3.3.1 1 at89c51 單片機(jī)簡介單片機(jī)簡介at89c51 是一種帶 4k 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（fperomflash programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能 cmos8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用

9、atmel 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 mcs-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 cpu 和閃爍存儲器組合在單個芯片中，atmel 的 at89s51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。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)p1 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)/地址的第八位。在 fiash 編程時，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng) fiash 進(jìn)行校驗時，p0 輸出原碼，此時

10、p0 外部必須被拉高。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 編程和校驗時，p1 口作為第八位地址接收。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)用于外部程序存儲器

11、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 口除了作為一般的 i/o 口外，更重要的用途是他的第二功能，如下所示：p3.0 rxd（串行輸入口）p

12、3.1 txd（串行輸出口）p3.2 /int0（外部中斷 0）p3.3 /int1（外部中斷 1）p3.6/wr（外部數(shù)據(jù)寄存器寫選通）p3.7/rd（外部數(shù)據(jù)寄存器讀選通）p3 口同時為閃爍編程和編程校驗接受一些控制信號。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)器周期的高電平時當(dāng) 8051 通電，時鐘電路開始工作，在 reset 引腳上出現(xiàn) 24 個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計數(shù)器 pc 指向 0000h，p0-p3 輸出口全部為高電平，堆棧指鐘寫入 07h，其它專用寄存器被清“0” 。reset 由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從 0000h

13、 地址開始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變ram（包括工作寄存器 r0-r7）的狀態(tài)， 特殊功能寄存器 初始態(tài) 特殊功能寄存器 初始態(tài) acc 00h b 00h psw 00h sp 07h dph 00h th0 00h dpl 00h tl0 00h ip xxx00000b th1 00h ie 0 xx00000b tl1 00h tmod 00h tcon 00h scon xxxxxxxxb sbuf 00h p0-p3 1111111b pcon 0 xxxxxxxb 8051的初始態(tài)（表2.1）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)。

14、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

15、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。振蕩器特性：xtal1 和 xtal2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，xtal2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘

16、信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。3.23.2 時鐘模塊設(shè)計時鐘模塊設(shè)計實時時間計算模塊方案（1）：at89c51 單片機(jī)內(nèi)部帶有定時/計數(shù)功能，此定時功能是通過對外部晶振的脈沖進(jìn)行計數(shù)，從而達(dá)到計時功能，只要使用 11.0592 的晶振就能實現(xiàn)零誤差的計時，因此可以利用此功能實現(xiàn)計時，但因為只有單一的計時功能要實現(xiàn)“萬年歷”的功能需要較復(fù)雜的程序，而且如果單片機(jī)掉電無法繼續(xù)進(jìn)行計時，所以使用不便。方案（2）：ds1302 是美國 dallas 公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，附加 31 字節(jié)靜態(tài) ram，采用 sp

17、i 三線接口與 cpu 進(jìn)行通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和 ram 數(shù)據(jù)。實時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小與 31 天時可以自動調(diào)整，且具有閏年補償功能。工作電壓寬達(dá) 2.55.5v。采用雙電源供電（主電源和備用電源） ，可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。利用單片機(jī)強(qiáng)大的控制功能就可實現(xiàn)實時計時的功能，而且消耗的系統(tǒng)資源少，程序簡單。綜合上述兩種方案，宜采用方案(2)實現(xiàn)實時計時功能。3.2.13.2.1 ds1302ds1302 特性介紹特性介紹ds1302 是美國 dallas 公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片

18、，附加 31 字節(jié)靜態(tài) ram，采用 spi 三線接口與 cpu 進(jìn)行通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和 ram 數(shù)據(jù)。實時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小與 31 天時可以自動調(diào)整，且具有閏年補償功能。工作電壓寬達(dá) 2.55.5v。采用雙電源供電（主電源和備用電源） ，可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。利用單片機(jī)強(qiáng)大的控制功能就可實現(xiàn)實時計時的功能，而且消耗的系統(tǒng)資源少，程序簡單。ds1302 可以對年、月、日、星期、時、分、秒進(jìn)行計時，且具有閏年補償?shù)榷喾N功能 ds1302 有 12 個寄存器，其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相

19、關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 bcd 碼形式；采用單片機(jī)計時，一方面需要采用計數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等，同樣耗費單片機(jī)的資源，而采用時鐘芯片 ds1302。3.2.23.2.2 ds1302ds1302 引腳介紹引腳介紹圖 3-18 、vcc1：備用電池端；1、vcc2：5v 電源。當(dāng) vcc2vcc1+0.2v 時，由 vcc2 向 ds1302 供電，當(dāng) vcc2 vcc1 時，由 vcc1 向 ds1302 供電。7、 sclk：串行時鐘，輸入； 6、i/o：數(shù)據(jù)輸入輸出口；5、ce/rst：復(fù)位腳2 3、x1、x2 是外接晶振腳 （32.768khz 的晶振）4、地（gn

20、d）3.2.33.2.3 ds1302ds1302 有關(guān)日歷，時間的寄存器有關(guān)日歷，時間的寄存器表 3-13.2.43.2.4 ds1302ds1302 與單片機(jī)接口電路與單片機(jī)接口電路圖 3-2由于 ds1302 是依靠外部晶振與其內(nèi)部的電容配合來產(chǎn)生時鐘脈沖，因為ds1302 在芯片本身已經(jīng)集成了 6pf 電容。所以，為了獲得穩(wěn)定的可靠的時鐘，必須選用具有 6pf 負(fù)載電容的晶振。當(dāng)它工作于所要求的負(fù)載電容時，所以要選用 32768hz 的晶振。石英晶振用 12m，因為一個機(jī)器周期為 1/12 時鐘周期，所以這樣用 12m 的話，一個時鐘周期為 12us 那么定時器計一次數(shù)就是 1us 了

21、，電容范圍是在 20-40pf 之間的都行。表 3-2引腳號ds1302at89c511i/op1.02sclkp1.13rstp1.23.33.3 顯示模塊設(shè)計顯示模塊設(shè)計液晶顯示模塊方案（1）：數(shù)碼管是利用發(fā)光二極管的特性組合而成數(shù)字顯示器件，通過控制相應(yīng)的二極管的狀態(tài)顯示相應(yīng)的數(shù)字。要使數(shù)碼管正常顯示就得有驅(qū)動電路驅(qū)動相應(yīng)的段碼，數(shù)碼管的現(xiàn)實方式可分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示，靜態(tài)顯示方式只適合顯示單個的數(shù)字，因此本設(shè)計應(yīng)采用動態(tài)顯示方式。由于動態(tài)顯示方式利用的是人眼視覺暫留的特性，掃描的時間應(yīng)不大于 20 毫秒，占用系統(tǒng)資源大，而且顯示的個數(shù)和字型有限，在本設(shè)計中不易采用。方案（2）：128

22、64 是一種圖形點陣液晶顯示器,它主要由行驅(qū)動器/列驅(qū)動器及 12864 全點陣液晶顯示器組成?？赏瓿蓤D形顯示，也可以顯示 84 個(1616 點陣)漢字。該類液晶顯示模塊（即 ks0108b 及其兼容控制驅(qū)動器）的指令系統(tǒng)比較簡單，總共只有七種。關(guān)于行列和頁的解釋：從上向下共 64 行，每 8 行為一頁，共八頁，從左到右共 128 列，左半屏 0 到 63 列，右半屏 0 到 63列。顯示時，每頁以列為單位顯示。綜合比較上述兩種方案，應(yīng)采用 12864 液晶組成本設(shè)計的顯示模塊。3.3.13.3.1 pg12864lcdpg12864lcd 的特性介紹的特性介紹pg12864lcd 是像素可

23、尋址的圖形液晶顯示屏模塊芯片特性：1.工作電壓為+5v，可自帶驅(qū)動 lcd 所需的負(fù)電壓。2.全屏幕點陣，點陣數(shù)為 128 列*64 行，可顯示 8 行*4 行個（16*16 點陣）漢字，也可完成圖像，字符的顯示。3與 cpu 接口采用 5 條位控制總線和 8 位并行數(shù)據(jù)總線輸入輸出。4.內(nèi)部有顯示數(shù)據(jù)鎖存器，自帶 el 驅(qū)動。5.簡單的操作指令，顯示開關(guān)設(shè)置，顯示起始行設(shè)置，地址指針設(shè)置和數(shù)據(jù)讀/寫等指令。3.3.23.3.2 lcd12864lcd12864 引腳介紹引腳介紹表 3-3管腳號管腳名稱lever管腳功能描述1vss0電源地2vdd+5.0v電源電壓3v0-液晶顯示器驅(qū)動電壓4

24、d/i(rs)h/ld/i=“h”表示 db7db0 為顯示數(shù)據(jù)d/i=“l(fā)”表示 db7db0 為顯示指令數(shù)據(jù)5r/wh/lr/w=“h”，e=“h”數(shù)據(jù)被讀到db7db0r/w=“l(fā)”，e=“hl”數(shù)據(jù)被寫到 ir 或 dr6eh/lr/w=“l(fā)”，e 信號下降沿鎖存db7db0r/w=“h”，e=“h”ddram 數(shù)據(jù)讀到 db7db07db0h/l數(shù)據(jù)線8db1h/l數(shù)據(jù)線9db2h/l數(shù)據(jù)線10db3h/l數(shù)據(jù)線11db4h/l數(shù)據(jù)線12db5h/l數(shù)據(jù)線13db6h/l數(shù)據(jù)線14db7h/l數(shù)據(jù)線15cs1h/lh:選擇芯片(右半屏)信號16cs2h/lh:選擇芯片(左半屏)信號1

25、7reth/l復(fù)位信號,低電平復(fù)位18vout-10vlcd 驅(qū)動負(fù)電壓19led+-led 背光板電源20led-led 背光板電源3.3.33.3.3 lcd12864lcd12864 的原理簡圖的原理簡圖圖 3-3通過 db0- db7 數(shù)據(jù)線和 at89c51 連接，對應(yīng)的管腳必須有效。在顯示的時候，要通過列驅(qū)動和行驅(qū)動來控制液晶屏顯示。在各個驅(qū)動時，對應(yīng)的都有相應(yīng)的控制器來控制。顯示部分分為左右半屏，當(dāng) cs0 為有效電平時，左半屏顯示，cs1 為有效電平時，右半屏顯示。3.3.43.3.4 1286412864 內(nèi)部功能器件及相關(guān)功能內(nèi)部功能器件及相關(guān)功能1. 指令寄存器(ir)i

26、r 是用于寄存指令碼，與數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)相對應(yīng)。當(dāng) d/i=0 時，在 e 信號下降沿的作用下，指令碼寫入 ir。2數(shù)據(jù)寄存器(dr)dr 是用于寄存數(shù)據(jù)的，與指令寄存器寄存指令相對應(yīng)。當(dāng) d/i=1 時，在下降沿作用下，圖形顯示數(shù)據(jù)寫入 dr，或在 e 信號高電平作用下由 dr 讀到db7db0 數(shù)據(jù)總線。dr 和 ddram 之間的數(shù)據(jù)傳輸是模塊內(nèi)部自動執(zhí)行的。3忙標(biāo)志：bfbf 標(biāo)志提供內(nèi)部工作情況。bf=1 表示模塊在內(nèi)部操作，此時模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)。bf=0 時，模塊為準(zhǔn)備狀態(tài)，隨時可接受外部指令和數(shù)據(jù)。利用 status read 指令，可以將 bf 讀到 db7 總線，從檢驗

27、模塊之工作狀態(tài)。4顯示控制觸發(fā)器 dff 此觸發(fā)器是用于模塊屏幕顯示開和關(guān)的控制。dff=1 為開顯示（display off），ddram 的內(nèi)容就顯示在屏幕上，dff=0 為關(guān)顯示（display off）。ddf 的狀態(tài)是指令 display on/off 和 rst 信號控制的。5xy 地址計數(shù)器 xy 地址計數(shù)器是一個 9 位計數(shù)器。高 3 位是 x 地址計數(shù)器，低 6 位為 y 地址計數(shù)器，xy 地址計數(shù)器實際上是作為 ddram 的地址指針，x 地址計數(shù)器為ddram 的頁指針，y 地址計數(shù)器為 ddram 的 y 地址指針。x 地址計數(shù)器是沒有記數(shù)功能的，只能用指令設(shè)置。y 地

28、址計數(shù)器具有循環(huán)記數(shù)功能，各顯示數(shù)據(jù)寫入后，y 地址自動加 1，y 地址指針從 0 到 63。6顯示數(shù)據(jù) ram（ddram）ddram 是存儲圖形顯示數(shù)據(jù)的。數(shù)據(jù)為 1 表示顯示選擇，數(shù)據(jù)為 0 表示顯示非選擇。ddram 與地址和顯示位置的關(guān)系見 ddram 地址表。7z 地址計數(shù)器z 地址計數(shù)器是一個 6 位計數(shù)器，此計數(shù)器具備循環(huán)記數(shù)功能，它是用于顯示行掃描同步。當(dāng)一行掃描完成，此地址計數(shù)器自動加 1，指向下一行掃描數(shù)據(jù)，rst 復(fù)位后 z 地址計數(shù)器為 0。z 地址計數(shù)器可以用指令 display start line 預(yù)置。因此，顯示屏幕的起始行就由此指令控制，即 ddram 的數(shù)

29、據(jù)從哪一行開始顯示在屏幕的第一行。此模塊的 ddram 共 64 行，屏幕可以循環(huán)滾動顯示 64 行。各功能指令分別介紹如下顯示開/關(guān)指令 r/wrsdb7 db6 db5 db4 db3db2db1 db00000111111/0當(dāng) db01 時，lcd 顯示 ram 中的內(nèi)容；db00 時，關(guān)閉顯示。2、顯示起始行（row）設(shè)置指令r/wrsdb7 db6 db5 db4 db3db2db1 db00011 顯示起始行（063）該指令設(shè)置了對應(yīng)液晶屏最上一行的顯示 ram 的行號，有規(guī)律地改變顯示起始行，可以使 lcd 實現(xiàn)顯示滾屏的效果。3、頁（page）設(shè)置指令r/wrsdb7 db6

30、 db5 db4 db3db2db1 db00010111 頁號（07）顯示 ram 共 64 行，分 8 頁，每頁 8 行。4、列地址（y address）設(shè)置指令r/wrsdb7 db6 db5 db4 db3db2db1 db00001 顯示列地址（063）設(shè)置了頁地址和列地址，就唯一確定了顯示 ram 中的一個單元，這樣 mpu 就可以用讀、寫指令讀出該單元中的內(nèi)容或向該單元寫進(jìn)一個字節(jié)數(shù)據(jù)。5、讀狀態(tài)指令r/wrsdb7 db6 db5 db4 db3db2db1 db010busy0on/offrest0000該指令用來查詢液晶顯示模塊內(nèi)部控制器的狀態(tài)，各參量含義如下：busy：1

31、-內(nèi)部在工作 0-正常狀態(tài)on/off：1-顯示關(guān)閉 0-顯示打開reset：1-復(fù)位狀態(tài) 0-正常狀態(tài)在 busy 和 reset 狀態(tài)時，除讀狀態(tài)指令外，其它指令均不對液晶顯示模塊產(chǎn)生作用。在對液晶顯示模塊操作之前要查詢 busy 狀態(tài)，以確定是否可以對液晶顯示模塊進(jìn)行操作。6、寫數(shù)據(jù)指令r/wrsdb7 db6 db5 db4 db3db2db1 db001寫數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)指令 r/wrsdb7 db6 db5 db4 db3db2db1 db011讀顯示數(shù)據(jù) 讀、寫數(shù)據(jù)指令每執(zhí)行完一次讀、寫操作，列地址就自動增一。必須注意的是，進(jìn)行讀操作之前，必須有一次空讀操作，緊接著再讀才會讀出所要讀的

32、單元中的數(shù)據(jù)3.3.53.3.5 1286412864 液晶與單片機(jī)接口電路液晶與單片機(jī)接口電路圖 3-4表 3-4引腳號12864 引腳at89c51 引腳1數(shù)據(jù)線 db0-db7p0.0-p0.72寄存器選擇 cdp2.03寫 wrp3.64讀 rdp3.75使能端 cep2.76復(fù)位 rst低電平排阻的計算公式：上拉電源 /（硬件額定電流單片機(jī)輸出電流）一、最大值的計算原則：要保證上拉電阻明顯小于負(fù)載的阻抗，以使高電平時輸出有效。 例如：負(fù)載阻抗是 10k，供電電壓是 5v，如果要求高電平不小于 4.5v，那么，上拉電阻最大值 r 大 5-4.5)=10:5 r 大=1k 也就是最大值

33、1k， （如果超過了 1k，輸出的高電平就小于 4.5v 了） 二、最小值的計算原則：保證不超過管子的額定電流（如果不是場效應(yīng)管而是三極管也可依照飽和電流來計算） 例：管子的額定電流 150ma，放大倍數(shù) 100，基極限流電阻 10k，工作在 5v的系統(tǒng)中。那么，算法如下： ibu/r=(5-0.7)/10=0.47(ma) ic100*0.4747ma 小于額定的 150，所以可以按飽和法來算最小值。 上拉電阻最小值 r 小5v/47ma=106 歐姆 （如果小于這個電阻，管子就會過飽和而沒有意義了。如果大于這個值，管子的導(dǎo)體電阻就會變大一些，所以太高也不利于低電平的輸出）3.43.4 設(shè)置

34、模塊設(shè)置模塊設(shè)置模塊采用三個按鍵與 p3.2 經(jīng)過與門連接按鍵與單片機(jī)的接口電路圖 3-5按鍵問題：通過與門來控制，程序是中斷驅(qū)動的，其中 k1 為選擇按鍵，k2為調(diào)整按鍵，k3 是確定按鈕，實現(xiàn)時分秒的調(diào)整。相應(yīng)的引腳接到 p3.0, p3.1. p3.3 上，共同控制電子時鐘的調(diào)整。選用輕觸按鈕型號為 xdjt1102s(輕觸開關(guān)貼系列)。3.53.5 振蕩電路振蕩電路本設(shè)計 51 芯片選用內(nèi)部振蕩器方式。由于本設(shè)計的時間由內(nèi)部定時器中斷與軟件計數(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的，所以從計算方便以及系統(tǒng)的效率上考慮，本設(shè)計選用12mhz 頻率的晶振，電路原理圖如下：圖 3-6 at89c51 的振蕩電路經(jīng)廠家

35、推薦穩(wěn)定電路的電容 c1，c2=30pf+-10p（附錄資料 at89c51.pdf 第4-32 頁） 。3.63.6 復(fù)位電路復(fù)位電路本設(shè)計使用上電復(fù)位電路。單片機(jī)晶振為 12mhz，起振時間將近 1ms，單片機(jī) 2 個機(jī)器周期的時間為 2us。單片機(jī)每次上電復(fù)位所需的最短延時應(yīng)該不小于 treset。這里，treset 等于上電延時與起振延時之和。從實際上講，延遲一個 treset 往往還不夠，不能夠保障單片機(jī)有一個良好的工作開端。復(fù)位電路把單片機(jī)鎖定在復(fù)位狀態(tài)上并且維持一個延時（記作 trst） ，以便給予電源電壓從上升到穩(wěn)定的一個等待時間；在電源電壓穩(wěn)定之后，再插入一個延時，給予時鐘振

36、蕩器從起振到穩(wěn)定的一個等待時間；在單片機(jī)開始進(jìn)入運行狀態(tài)之前，還要至少推遲 2 個機(jī)器周期的延時間。單片機(jī)是高電平的時候復(fù)位,一般是用電阻和電容組成的，電容充電的時 rst 復(fù)位端為高電平,此時單片機(jī)開始復(fù)位.電容充電完成,此時單片機(jī)復(fù)位完成。由此電容值可取 22uf，電阻值取 10k。詳細(xì)見附錄文件（電容充電時間的計算方法.pdf）圖 3-7 at89c51 上電復(fù)位電路第四章第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計軟件設(shè)計是本設(shè)計的關(guān)鍵，軟件程序編寫的好壞直接影響著系統(tǒng)運行情況的良好。因本程序涉及的模塊較多，所以程序編寫也采用模塊化設(shè)計，c 語言具有編寫靈活、移植方便、便于模塊化設(shè)計的特點，所以本

37、系統(tǒng)的軟件采用 c51 編寫。程序框圖如下： 4-14.14.1 時鐘函數(shù)模塊時鐘函數(shù)模塊具體實現(xiàn)含有向 ds1302 串行寫入一字節(jié)即 write_a_byte_t0_ds1302，從ds1302 讀取一字節(jié)即 get_a_byte_from_ds1302，從 ds1302 指定位置讀數(shù)據(jù)read_data，向 ds1302 某地址寫入數(shù)據(jù) write_ds1302，設(shè)置時間 set_ds1302，從 ds1302 獲取時間（讀取當(dāng)前時間）gettime，利用這些函數(shù)來實現(xiàn)時間，最終顯示在液晶屏上，可以自行調(diào)整。你可以顯示系統(tǒng)時間，也可以顯示調(diào)整時間，具體實現(xiàn)是設(shè)置時間函數(shù)。4.1.14.1

38、.1 實現(xiàn)功能實現(xiàn)功能能夠顯示年月日時分秒和星期，完成了 24 小時和 12 小時之間的切換，并設(shè)有鬧鐘，鬧鐘存放于 eeprom 中，時間和星期以及鬧鐘均可調(diào)。其中鬧鐘掉電數(shù)據(jù)不會丟失。4.1.24.1.2 函數(shù)設(shè)計函數(shù)設(shè)計1：void write_a_byte_to_ds1302(uchar x)（1）功能向 ds1302 中寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)。（2）依據(jù)ds1302 時序圖（詳見 sd1302 技術(shù)資料）可知，在啟動 ds1302 時每產(chǎn)生一個下降沿可向 ds1302 中寫入一位數(shù)據(jù)。（3）右圖為流程圖：2：uchar get_a_byte_from_ds1302()（1）功能從 ds130

39、2 中讀取一字節(jié)數(shù)據(jù)。（2）依據(jù)ds1302 時序圖（詳見 sd1302 技術(shù)資料）可知，在啟動 ds1302 時每產(chǎn)生一個上升沿可向 ds1302 中讀取一位數(shù)據(jù)。（3）右圖為流程圖：3：uchar read_ds1302(uchar addr)（1）功能從指定的地址中讀取一字節(jié)數(shù)據(jù)。（2）依據(jù)ds1302 時序圖（詳見 sd1302 技術(shù)資料）可知，在啟動 ds1302 時每產(chǎn)生一個下降沿可向 ds1302 中寫入一位數(shù)據(jù)。在啟動 ds1302 時每產(chǎn)生一個上升沿可向ds1302 中讀取一位數(shù)據(jù)。（3）下圖為流程圖：4：void write_ds1302(uchar addr,uchar

40、dat)（1）功能向 ds1302 指定地址中寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)。（2）依據(jù)ds1302 時序圖（詳見 sd1302 技術(shù)資料）可知，在啟動 ds1302 時每產(chǎn)生一個下降沿可向 ds1302 中寫入一位數(shù)據(jù)。在啟動 ds1302 時每產(chǎn)生一個上升沿可向 ds1302 中讀取一位數(shù)據(jù)。（3）右圖為流程圖：5：uchar tran_input(uchar value)（1）功能輸入數(shù)據(jù)入轉(zhuǎn)換函數(shù)、將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成 bcd 碼（2）依據(jù)轉(zhuǎn)換公式。（3）下圖為流程圖：6：void gettime()（1）功能讀取當(dāng)前時間，并判斷當(dāng)前是 12 小時顯示還是 24 小時顯示。（2）依據(jù)通過對標(biāo)志位的判斷來確定

41、當(dāng)前為 12 小時制還是 24 小時制，如果為 12 小時時要將 ds1302 寄存器內(nèi)相應(yīng)位置 1。（3）右圖為流程圖：7：void set_ds1302()（1）功能向 ds1302 中寫入初始時間，啟動 ds1302 振蕩器，判斷上下午。（2）依據(jù)ds1302 時序圖（詳見 sd1302 技術(shù)資料） 。（3）下圖為流程圖：8：void format_datetime(uchar d,uchar *a)（1）功能將數(shù)字轉(zhuǎn)換成字符。（2）依據(jù)asii 碼表。9：uchar isleepyear(uint y)（1）功能判斷是否為閏年。（2）依據(jù)閏年的判斷方法。10：void init_ds1

42、302()（1）功能啟動 ds1302 振蕩器。（2）依據(jù)由 ds1302 的技術(shù)資料知，ds1302 的秒寄存器的最高位為振蕩器控制位，向該位置一即可啟動振蕩器。11：void ds1302_setprotect(bit flag)（1）功能ds1302 寄存器寫保護(hù)函數(shù)。（2）依據(jù)由 ds1302 的技術(shù)資料知，ds1302 的 0 x80 地址處寫一則啟動寄存器保護(hù)，寫零則去除寄存器保護(hù)功能。4.24.2 指針時鐘設(shè)計指針時鐘設(shè)計4.2.14.2.1 實現(xiàn)功能實現(xiàn)功能本文件實現(xiàn)了指針時鐘的顯示，同時也實現(xiàn)了在 12864 顯示器上花點以、畫線以及花圓的功能。4.2.24.2.2 函數(shù)設(shè)計

43、函數(shù)設(shè)計1：void pixel(uchar x,uchar y,uchar mode)（1）功能從指定坐標(biāo)處繪制一個點或擦除一個點依據(jù)利用 lcd_set_xy 確定坐標(biāo)，然后（2）根據(jù)點在坐標(biāo)的位置，判斷是擦除還是繪制再使用 lcd_write_byte 函數(shù)寫入數(shù)據(jù)。（3）右圖為流程圖：2： void line(uchar x1,uchar y1,uchar x2,uchar y2,bit mode)（1）功能在 lcd 上繪制一條線段（2）依據(jù)利用直線兩點式公式在直線點的軌跡上繪制/擦除點以達(dá)到繪線的目的。（3）右圖為流程圖：3：void clock_plate()（1）功能繪制一個指

44、針時鐘的圓盤（2）依據(jù)利用圓的公式找到點的軌跡，在軌跡上繪制點即可實現(xiàn)。（3）右圖為流程圖：4：void repaint_a_hand(uchar i)（1）功能根據(jù)當(dāng)前的時間繪制相對應(yīng)的指針，并擦除原狀態(tài)的指針（2）依據(jù)利用圓的弧度制與時間的相映射，時間變化弧度也隨之變化，從圓心到圓弧對應(yīng)時間的位置畫出直線就是指針。（3）下圖為流程圖：5：void display_hms_hand()（1）功能重新繪制秒、分、時針。（2）依據(jù)調(diào)用 repaint_a_hand 函數(shù)設(shè)置不同的參數(shù)即可實現(xiàn)。6：void display_clockzhizhen()（1）功能讀取時間繪制指針時鐘到 lcd 上（

45、2）依據(jù)讀取從 ds1302 得到的時間，隨時間的變化，指針也隨之變化，形成一個完整的模擬指針時鐘，另外還要判斷按鍵掃描的鍵值是否為退出鍵的鍵值，若是則返回菜單界面。（3）右圖為流程圖：4.2.34.2.3 小結(jié)小結(jié)用圓的弧度制與時間值相映射，使得圓上點的軌跡隨著時間而跳動，實現(xiàn)了指針的走動。另外讀取的時間與鬧鐘時間相比較達(dá)到實時鬧鐘報警的功能。4.34.3 顯示函數(shù)模塊顯示函數(shù)模塊檢測 lcd 是否忙 lcd_check_busy()，向 lcd 發(fā)送命令lcd_write_command，向 lcd 發(fā)送數(shù)據(jù) void lcd_write_data，初始化 12864 顯示屏 lcd_in

46、itialize，初始化 12864 顯示屏common_show （通用顯示函數(shù)） 。顯示字符和漢字的字模是用相應(yīng)的軟件導(dǎo)出的，根據(jù)液晶顯示屏的要求對應(yīng)圓盤的大小都是可以規(guī)定的。4.3.14.3.1 實現(xiàn)功能實現(xiàn)功能通過 12864 顯示指針式電子時鐘4.3.24.3.2 函數(shù)設(shè)計函數(shù)設(shè)計1：uchar lcd_write_command_p2(uchar cmd,uchar para1,uchar para2)（1）功能寫雙參的命令（2）依據(jù)通過判斷狀態(tài)位 char status_bit_01()，是讀/寫指令還是讀/寫數(shù)據(jù)2：uchar lcd_write_command_p1(ucha

47、r cmd,uchar para1)（1） 功能/寫單參數(shù)的指令（2） 依據(jù)通過判斷狀態(tài)位 char status_bit_01()，是讀/寫指令還是讀/寫數(shù)據(jù)3：uchar lcd_write_command(uchar cmd)（1）功能寫無參數(shù)指令（2）依據(jù)通過判斷狀態(tài)位 char status_bit_01()，是讀/寫指令還是讀/寫數(shù)據(jù)4：uchar lcd_write_data(uchar dat)（1）功能寫數(shù)據(jù)（2）依據(jù)通過判斷狀態(tài)位 char status_bit_03()，數(shù)據(jù)是否為自動寫狀態(tài)（3）流程圖5：void set_lcd_pos(uchar row,uchar col)reentrant（1）功能設(shè)置當(dāng)前地址（2）依據(jù)先通過調(diào)用寫雙參數(shù)命令，使 lcd 準(zhǔn)備工作，來達(dá)成我們的需要。6：void cls()（1）功能清屏（2）依據(jù)通過調(diào)用雙參數(shù)和無參數(shù)函數(shù)來設(shè)置地址指針和是否自動寫，再通過判斷狀態(tài)位 status_bit_3()，是否要寫數(shù)據(jù)，然后調(diào)用lcd_write_data()，當(dāng)向 lcd 寫好后，在調(diào)用無參函數(shù)來完成自動寫結(jié)束，最后在重置地址指針。（3）流程圖7：char lcd_initialise()（1）功能lcd 的初始化（2）依據(jù)通過寫雙