LCD12864液晶顯示電子鐘設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說明書題目LCD12864 液晶顯示電子鐘設(shè)計(jì)系(部)專業(yè)(班級(jí))姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師起止日期 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書系(部)： 專業(yè)： 課題名稱LCD12864 液晶顯示電子鐘設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一種基于 AT89S52 單片機(jī)的液晶顯示電子時(shí)鐘，要求如下：（1） 、 能正確顯示時(shí)間、 日期和星期顯示格式為： 時(shí)間： XX 小時(shí)：XX 分：XX 秒；日期：XX 年：XX 月：XX 日；星期：X。（2） 、時(shí)間能夠由按鍵調(diào)整，誤差小于 1S。（3） 、 鬧鐘功能： 時(shí)間運(yùn)行到與鬧鐘設(shè)定時(shí)間時(shí)， 鬧鐘響 （持續(xù)響 3 秒）。（4） 、 報(bào)時(shí)功能： 時(shí)間運(yùn)行到正點(diǎn)時(shí)間時(shí)， 鬧鐘響， 幾點(diǎn)鐘

2、就響幾聲 （每聲持續(xù)響 2 秒，每?jī)陕曋g時(shí)間間隔 1 秒）。液晶顯示器第一行顯示“數(shù)字電子鐘” ；第二行顯示“當(dāng)前時(shí)間” ；第三行顯示日期和星期；第四行顯示最近一個(gè)鬧鐘的設(shè)定時(shí)間。2、要求：完成該系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)，在 Proteus 軟件上仿真通過， 并提交一篇課程設(shè)計(jì)說明書。設(shè)計(jì)工作量1、匯編或 C51 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)；2、程序調(diào)試；3、在 Proteus 上進(jìn)行仿真成功，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)板下載調(diào)試；4、提交一份完整的課程設(shè)計(jì)說明書，包括設(shè)計(jì)原理、程序設(shè)計(jì)、程序分析、仿真分析、調(diào)試過程，參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)總結(jié)等。工作計(jì)劃起止日期工作內(nèi)容第一天 課題紹，答疑，收集材料，C51介紹第二天設(shè)計(jì)方案論證，

3、練習(xí)編寫 C51 程序第三天第六天程序設(shè)計(jì)第六天第八天程序調(diào)試、仿真第九天第十天 系統(tǒng)測(cè)試并編寫設(shè)計(jì)說明書教研室意見 年 月 日系（部）主管領(lǐng)導(dǎo)意見 年 月 日目錄一、12864液晶的工作原理5二、方案設(shè)計(jì)52.1 實(shí)物硬件設(shè)計(jì)52.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)62.2.1 主芯片模塊62.2.2 晶振和復(fù)位模塊62.2.3 按鈕模塊72.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)72.3.1 主程序設(shè)計(jì)7三、仿真和分析8四、總結(jié)體會(huì)9參考文獻(xiàn)10一、12864液晶的工作原理 液晶顯示屏中的業(yè)態(tài)光電顯示材料，利用液晶的電光效應(yīng)把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字符、圖像等可見信號(hào)。如圖1-1，液晶正常情況下，其分子排列很有秩序，顯得清澈透明，一旦加

4、上直流電場(chǎng)后，分子的排列被打亂，一部分液晶變的不透明，顏色加深因而能顯示數(shù)字和圖像。管腳一共1個(gè)CS1左半屏片選端，CS2右半屏片選端；V0液晶顯示驅(qū)動(dòng)電壓，通過一個(gè)電位器接到VCC；RS數(shù)據(jù)指令選擇信號(hào)，H為數(shù)據(jù)，L為指令，也叫D/I；R/W讀寫選擇信號(hào)，H為讀，L為寫，。E為L(zhǎng)CD使能端，R/W為L(zhǎng)時(shí)，E信號(hào)下降沿鎖存DB7-DB0；R/W為H時(shí)，E為H，DDRAM數(shù)據(jù)讀到DB7-DB0。DB0-DB7數(shù)據(jù)傳輸端口。RST復(fù)位信號(hào)。-VOUT和V0為液晶顯示驅(qū)動(dòng)電壓。 12864是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器,它主要由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及128×64全點(diǎn)陣液晶顯示器組成?？赏瓿蓤D形顯示

5、，也可以顯示8×4個(gè)(16×16點(diǎn)陣)漢字。 圖1-1 12864LCD液晶顯示屏二、方案設(shè)計(jì) 2.1 實(shí)物硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)控制液晶顯示屏系統(tǒng)總共可分為六個(gè)環(huán)節(jié)，分別是單片機(jī)控制系統(tǒng)、12864字符顯示模塊、控制開關(guān)模塊、晶振控制模塊、復(fù)位電路模塊和DS1302時(shí)鐘控制模塊。通過這六個(gè)模塊的協(xié)調(diào)工作就可以完成相應(yīng)的液晶屏控制和顯示功能。這六個(gè)模塊的相互連接如圖2-1: 圖2-1 硬件組成框圖 2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 本硬件電路主要由四大模塊組成：主芯片模塊；晶振和復(fù)位電路模塊；控制接鈕模塊；顯示電路模塊。 2.2.1 主芯片模塊 主芯片模塊即單片機(jī)模塊，XTAL1：接外部晶振

6、和微調(diào)電容的一端。在片內(nèi)，它是振蕩電路反相放大器的輸入端。XTAL2：接外部晶振和微調(diào)是容的一端。RST：AT89C51的復(fù)位信號(hào)輸入引腳，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)，就可以完成復(fù)位操作。ALE：允許地址鎖存信號(hào)端。EA：該引腳為低電平時(shí),則讀取外部的程序代碼來(lái)執(zhí)行程序。P0、P1、P2、P3：8位并行輸入輸出口。每個(gè)端口都是8位準(zhǔn)雙向口，共占32只引腳。每一條都能獨(dú)立地用作輸入或輸出。每個(gè)端口都包括一個(gè)鎖存器、一個(gè)輸出驅(qū)器和輸入緩沖器。作輸出時(shí)，數(shù)據(jù)可以鎖存；作輸入時(shí)，數(shù)據(jù)可以緩沖。圖如圖31。 圖3-1 單片機(jī)引腳圖 2.2.2 晶振和復(fù)位模塊 89C51芯片內(nèi)部有一

7、個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。如圖32，反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端XTAL2，兩個(gè)跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2 懸空。一個(gè)晶體振蕩器，接在單片機(jī)內(nèi)部的振蕩電路上，兩個(gè)電容是起振電容，頻率越高，應(yīng)該越小。 圖4-1 晶振模塊 在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24 個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，51 芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0P3 口均置1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄

8、存器SFR 全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為ROM 的00H 處開始運(yùn)行程序。如上圖5-1所示復(fù)位電路，由于復(fù)位時(shí)高電平有效，當(dāng)剛接上電源的瞬間，電容C1兩端相當(dāng)于短路，即相當(dāng)于給RESET引腳一個(gè)高電平，等充電結(jié)束時(shí)（這個(gè)時(shí)間很短暫），電容相當(dāng)于斷開，這時(shí)已經(jīng)完成了復(fù)位動(dòng)作。 圖5-1 復(fù)位模塊 2.2.3 按鈕模塊 本模塊采用四個(gè)按鈕進(jìn)行控制，通過串行口輸入輸出連接，當(dāng)K1按鍵波動(dòng)一次后，方可進(jìn)行年、月、日、星期、時(shí)、分的改變，當(dāng)循環(huán)滿時(shí)，按下K0可實(shí)現(xiàn)對(duì)鬧鐘的改變。按鍵K2、K3分別實(shí)現(xiàn)加一減一的操作。 圖6-1 按鈕模塊2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 2.3.1 主程序設(shè)計(jì) 圖7-

9、1 主程序流程圖 圖8-1 LCD顯示程序和初始化子程序流程圖三、仿真和分析將程序下載到單片機(jī)開發(fā)板上，LCD12864顯示如下圖，第一行為漢字“數(shù)字電子鐘”，第二行為時(shí)分秒，第三行為年月日以及星期，第四行為鬧鐘，通過按鍵可實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)整，也可實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)和鬧鐘。符合設(shè)計(jì)要求。 圖9-1 實(shí)物仿真圖程序：#include<reg52.h>#include<intrins.h>#include<stdlib.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit rs=P10;/12864引腳定義s

10、bit rw=P11;sbit en=P12;sbit PSB=P13;sbit beep=P34;/蜂鳴器引腳定義sbit k1=P35;/按鍵定義sbit k2=P36;sbit k3=P37;sbit k0=P00;uint t,k,kk;uchar shi,fen,miao,nian=13,yue,ri,zhou,shi0,fen0,miao0;uchar code dis1=0xca,0xfd,"字電子鐘"/顯示字組uchar code dis2="00時(shí)00分00秒"uchar code dis3="00年00月00日 1"

11、;uchar code dis4="鬧鐘00時(shí)00分00秒"void delayms(uint xms)/延時(shí)xms函數(shù)uchar i,j;for(i=xms;i>0;i-)for(j=110;j>0;j-);void warn(uchar xn)/“嘟”xn次函數(shù)uint nn;for(nn=0;nn<xn;nn+)uint n;for(n=2000;n>0;n-)beep=1;delayms(1);beep=0;delayms(2);for(n=1000;n>0;n-)beep=1;delayms(3);void warn3s()/3s報(bào)警

12、函數(shù)uint n;for(n=3000;n>0;n-)beep=0;delayms(2);beep=1;delayms(1); void write_com(uchar com)/12864寫指令函數(shù)rs=0;rw=0;en=0;P2=com;delayms(5);en=1;delayms(5);en=0;void write_data(uchar date)/12864數(shù)據(jù)指令函數(shù)rs=1;rw=0;en=0;P2=date;delayms(5);en=1;delayms(5);en=0;void lcd_pos(uchar X,uchar Y)/12864顯示位置函數(shù)uchar po

13、s;if(X=0)X=0x80;if(X=1)X=0x90;if(X=2)X=0x88;if(X=3)X=0x98;pos=X+Y;write_com(pos);void write_sfm(int add,uint date)/時(shí)鐘數(shù)值函數(shù)uchar shi,ge;shi=date/10;ge=date%10;lcd_pos(1,0+add);write_data(0x30+shi);write_data(0x30+ge);void write_sfm1(int add1,uint date1)/年月日數(shù)值函數(shù)uchar shi,ge;shi=date1/10;ge=date1%10;lcd

14、_pos(2,0+add1);write_data(0x30+shi);write_data(0x30+ge);void write_sfm2(int add2,uint date2)/鬧鐘數(shù)值函數(shù)uchar shi,ge;shi=date2/10;ge=date2%10;lcd_pos(3,0+add2);write_data(0x30+shi);write_data(0x30+ge);void keyscan()/按鍵掃描函數(shù)if(k0=0)/鬧鐘按鍵操作delayms(5);if(k0=0)while(!k0);kk+;if(kk=1)TR0=0;write_com(0x0f);lcd_

15、pos(3,2);if(kk=2)lcd_pos(3,4);if(kk=3)lcd_pos(3,6);if(kk=4)kk=0;TR0=1;write_com(0x0c);if(k1=0)/調(diào)試按鍵操作delayms(5);if(k1=0)k+;while(!k1);if(k=1)TR0=0;write_com(0x0f);lcd_pos(1,4);if(k=2)lcd_pos(1,2);if(k=3)lcd_pos(1,0);if(k=4)lcd_pos(2,4);if(k=5)lcd_pos(2,2);if(k=6)lcd_pos(2,0);if(k=7)lcd_pos(2,7);if(k

16、=8)k=0;write_com(0x0c);TR0=1;if(k!=0)if(k2=0)/“+1”按鍵操作delayms(5);if(k2=0)while(!k2);if(k=1)miao+;if(miao=60)miao=0;write_sfm(4,miao);lcd_pos(1,4);/write_sfm(4,miao);if(k=2)fen+;if(fen=60)fen=0;write_sfm(2,fen);lcd_pos(1,2);/write_sfm(2,fen);if(k=3)shi+;if(shi=24)shi=0;write_sfm(0,shi);lcd_pos(1,0);/

17、write_sfm(0,shi);if(k=4)ri+;if(ri=32)ri=1;write_sfm1(4,ri);lcd_pos(2,4);/write_sfm1(4,ri);if(k=5)yue+;if(yue=13)yue=1;write_sfm1(2,yue);lcd_pos(2,2);/write_sfm1(2,yue);if(k=6)nian+;if(nian=50)nian=0;write_sfm1(0,nian);lcd_pos(2,0);/write_sfm1(0,nian);if(k=7)zhou+;if(zhou=8)zhou=0;write_sfm1(7,zhou);

18、lcd_pos(2,7);/write_sfm1(7,zhou);if(k3=0)/“-1按鍵操作”delayms(5);if(k3=0)while(!k3);if(k=1)miao-;if(miao=-1)miao=59;write_sfm(4,miao);lcd_pos(1,4);/write_sfm(4,miao);if(k=2)fen-;if(fen=-1)fen=59;write_sfm(2,fen);lcd_pos(1,2);/write_sfm(2,fen);if(k=3)shi-;if(shi=-1)shi=23;write_sfm(0,shi);lcd_pos(1,0);/w

19、rite_sfm(0,shi);if(k=4)ri-;if(ri=-1)ri=31;write_sfm1(4,ri);lcd_pos(2,4);/write_sfm1(4,ri);if(k=5)yue-;if(yue=-1)yue=12;write_sfm1(2,yue);lcd_pos(2,2);/write_sfm1(2,yue);if(k=6)nian-;if(nian=-1)nian=50;write_sfm1(0,nian);lcd_pos(2,0);/write_sfm1(0,nian);if(k=7)zhou-;if(zhou=-1)zhou=7;write_sfm1(7,zho

20、u);lcd_pos(2,7);/write_sfm1(7,zhou);if(k=0)if(k2=0)delayms(5);if(k2=0)while(!k2);if(kk=3)miao0+;if(miao0=60)miao0=0;write_sfm2(6,miao0);lcd_pos(3,6);/write_sfm2(6,miao0);if(kk=2)fen0+;if(fen0=60)fen0=0;write_sfm2(4,fen0);lcd_pos(3,4);/write_sfm2(4,fen0);if(kk=1)shi0+;if(shi0=24)shi0=0;write_sfm2(2,s

21、hi0);lcd_pos(3,2);/write_sfm2(2,shi0);if(k3=0)delayms(5);if(k3=0)while(!k3);if(kk=3)miao0-;if(miao0=-1)miao0=59;write_sfm2(6,miao0);lcd_pos(3,6);/write_sfm2(6,miao0);if(kk=2)fen0-;if(fen0=-1)fen0=59;write_sfm2(4,fen0);lcd_pos(3,4);/write_sfm2(4,fen0);if(kk=1)shi0-;if(shi0=-1)shi0=23;write_sfm2(2,shi

22、0);lcd_pos(3,2);/write_sfm2(2,shi0);void init()/初始化函數(shù)（12864初始化，定時(shí)器初始化）PSB=1;write_com(0x30);delayms(5);write_com(0x0c);delayms(5);write_com(0x01);delayms(5);TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;TMOD=0x01;ET0=1;EA=1;TR0=1;void main()/主函數(shù)uchar i;delayms(10);init();lcd_pos(0,2);/第一排顯示i=0;while(d

23、is1i!='0')write_data(dis1i);i+;lcd_pos(1,0);/第二排顯示i=0;while(dis2i!='0')write_data(dis2i);i+;lcd_pos(2,0);/第三行顯示i=0;while(dis3i!='0')write_data(dis3i);i+;lcd_pos(3,0);/第四行顯示i=0;while(dis4i!='0')write_data(dis4i);i+;while(1)keyscan();if(miao=0&&fen=0&&TR

24、0=1)/整點(diǎn)報(bào)時(shí)判斷warn(shi);if(miao=miao0&&fen=fen0&&shi=shi0&&TR0=1)/鬧鐘判斷warn3s();if(miao=0&&fen=0&&miao=miao0&&fen=fen0&&shi=shi0&&TR0=1)/整點(diǎn)報(bào)時(shí)、鬧鐘時(shí)沖突操作warn3s();while(1);void timer() interrupt 1/定時(shí)器函數(shù)TH0=15535/256;TL0=15535%256;t+; /50ms計(jì)數(shù)一次if

25、(t=20)t=0;miao+;if(miao=60)miao=0;fen+;if(fen=60)fen=0;shi+;if(shi=24)shi=0;zhou+;if(zhou=8)zhou=1;ri+;if(yue=1|yue=3|yue=5|yue=7|yue=8|yue=10|yue=12)if(ri=32)ri=1;yue+;if(yue=13)yue=1;nian+;if(yue=4|yue=6|yue=9|yue=11)if(ri=31)ri=1;yue+;if(yue=13)yue=1;nian+;if(yue=2)if(nian%4)=0)if(ri=30)ri=1;yue+

26、;if(yue=13)yue=1;nian+;if(nian%4)!=0)if(ri=29)ri=1;yue+;if(yue=13)yue=1;nian+;write_sfm1(0,nian);write_sfm1(2,yue);write_sfm1(7,zhou);write_sfm1(4,ri);write_sfm(0,shi);write_sfm(2,fen);write_sfm(4,miao);四、總結(jié)體會(huì) 通過這為期兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，我從中認(rèn)識(shí)到了自己很多方面的不足。在第一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)中，是通過proteus仿真來(lái)實(shí)現(xiàn)要求中的各種功能。由于自己課余時(shí)間沒有對(duì)單片機(jī)相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行

27、深入了解，所以在開始做設(shè)計(jì)時(shí)，無(wú)從下手，不知道該怎么布置仿真圖，更不知道怎么通過寫程序來(lái)實(shí)現(xiàn)課題要求。不過有的課題可以參考課本上的程序，例如彩燈中斷，就是在課本上流水燈的基礎(chǔ)上加入一個(gè)中斷程序，不過中斷程序加在何處自己還是有一點(diǎn)疑惑，通過翻閱課本上有關(guān)中斷方面的知識(shí)后，了解了中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理，再加入了中斷程序后，程序還是有一點(diǎn)小問題，在請(qǐng)教了同學(xué)之后，找到了問題所在，修改程序以后實(shí)現(xiàn)了要求。而串轉(zhuǎn)并，在以前的實(shí)驗(yàn)中做過類似的，所以整體比較順利。利用彩燈計(jì)數(shù)一開始不太明白這個(gè)要求的意思，請(qǐng)教了同學(xué)才明白要求的意思。根據(jù)二進(jìn)制的計(jì)算轉(zhuǎn)化成彩燈的亮滅，雖然程序很短，但我心里還是有很大的成就感。在做方波的輸出時(shí)，在寫程序之前參考了一下同學(xué)的程序，搞懂了原理，才完成了設(shè)計(jì)。在這之后，有關(guān)于LCD的設(shè)計(jì)，在這之前，還沒有接觸過LCD，所以上網(wǎng)查了