基于lpc lcd顯示時鐘(共23頁)

1、ARM基于LPC2124 RTC LCD顯示(xinsh)電子時鐘ARM電子時鐘(shzhng)目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc28995 第一章 設(shè)計(shj)任務(wù)和要求 PAGEREF _Toc28995 4 HYPERLINK l _Toc5781 一、課設(shè)目的 PAGEREF _Toc5781 4 HYPERLINK l _Toc31150 二、輔助設(shè)備 PAGEREF _Toc31150 4 HYPERLINK l _Toc19301 三、實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc19301 4 HYPERLINK l _Toc18603 第二章 主要芯片及應(yīng)

2、用軟件簡介 PAGEREF _Toc18603 4 HYPERLINK l _Toc3914 一、RTC簡介 PAGEREF _Toc3914 4 HYPERLINK l _Toc32516 1.1RTC PAGEREF _Toc32516 4 HYPERLINK l _Toc10305 1.2硬件結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc10305 4 HYPERLINK l _Toc14778 二、 LPC2124簡介(jin ji) PAGEREF _Toc14778 5 HYPERLINK l _Toc14961 1.1LPC2124管腳 PAGEREF _Toc14961 5 HYPERLINK

3、 l _Toc17112 1.2LPC2124 RTC PAGEREF _Toc17112 5 HYPERLINK l _Toc19507 三、芯片(xn pin)LM016L簡介 PAGEREF _Toc19507 6 HYPERLINK l _Toc16866 3.1液晶顯示原理(yunl) PAGEREF _Toc16866 6 HYPERLINK l _Toc32577 3.2引腳功能說明 PAGEREF _Toc32577 6 HYPERLINK l _Toc12496 四、 Proteus簡介 PAGEREF _Toc12496 8 HYPERLINK l _Toc20563 4.

4、1軟件特點 PAGEREF _Toc20563 8 HYPERLINK l _Toc16809 4.2與Keil聯(lián)調(diào) PAGEREF _Toc16809 9 HYPERLINK l _Toc30904 Keilc與Proteus連接調(diào)試 PAGEREF _Toc30904 9 HYPERLINK l _Toc578 五、 Keil簡介 PAGEREF _Toc578 9 HYPERLINK l _Toc10673 5.1Keil開發(fā)基本常識 PAGEREF _Toc10673 9 HYPERLINK l _Toc13997 5.2軟件優(yōu)點 PAGEREF _Toc13997 10 HYPERL

5、INK l _Toc22416 第三章 時鐘軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc22416 11 HYPERLINK l _Toc26709 一、 軟件流程圖 PAGEREF _Toc26709 11 HYPERLINK l _Toc15084 二、 軟件詳情 PAGEREF _Toc15084 11 HYPERLINK l _Toc22245 第四章 硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc22245 13 HYPERLINK l _Toc8303 一、 電路效果圖 PAGEREF _Toc8303 13 HYPERLINK l _Toc8547 二、 晶振電路 PAGEREF _Toc8547 1

6、3 HYPERLINK l _Toc9216 三、 顯示(xinsh)電路 PAGEREF _Toc9216 14 HYPERLINK l _Toc28969 第五章(w zhn) 心得體會 PAGEREF _Toc28969 15 HYPERLINK l _Toc6750 附錄(fl) PAGEREF _Toc6750 16 設(shè)計任務(wù)(rn wu)和要求一、課設(shè)目的(md)了解時鐘(shzhng)的硬件控制原理及設(shè)計方法掌握RTC模塊程序設(shè)計方法二、輔助設(shè)備Proteus模擬ARM7芯片設(shè)計Keil編譯C語言，連接生成Hex文件 三、實驗內(nèi)容使用PROTEUS 仿真,選用ARM7 LPC21

7、24 芯片和LCD顯示屏，導入Hex文件，然后進行軟件仿真調(diào)試。應(yīng)用現(xiàn)有的仿真工具和嵌入式軟件開發(fā)平臺，規(guī)范、科學地完成一個小型LCD顯示電路的設(shè)計與實現(xiàn)。主要芯片及應(yīng)用軟件簡介一、RTC簡介1.1RTC實時時鐘的縮寫是RTC(Real_Time Clock)。RTC 是集成電路，通常稱為時鐘芯片。實時時鐘芯片是日常生活中應(yīng)用最為廣泛的消費類電子產(chǎn)品之一。它為人們提供精確的實時時間,或者為電子系統(tǒng)提供精確的時間基準,目前實時時鐘芯片大多采用精度較高的晶體振蕩器作為時鐘源。有些時鐘芯片為了在主電源掉電時，還可以工作，需要外加電池供電。1.2硬件結(jié)構(gòu)晶振晶振一般(ybn)叫做晶體諧振器，是一種機電

8、器件，晶振是石英振蕩器的簡稱，英文名為Crystal是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。晶振的作用(zuyng)：提供基準頻率。RTC的晶振：任何實時時鐘的核心都是晶振，晶振頻率為32768 Hz 。它為分頻計數(shù)器提供精確的與低功耗的實基信號。它可以用于產(chǎn)生秒、分、時、日等信息。為了確保時鐘長期的準確性，晶振必須正常(zhngchng)工作，不能夠收到干擾。RTC的晶振又分為：外部晶振和內(nèi)置晶振。RTC的晶振頻率為什么是32768Hz？ RTC時間是以振蕩頻率來計算的。故它不是一個時間器而是一個計數(shù)器。而一般的計數(shù)器都是16位的。又因為時間的準確性很重要，故震蕩次數(shù)越

9、低，時間的準確性越低。所以必定是個高次數(shù)。215 = 32768 。 32768 Hz = 215 即分頻15次后為1Hz，周期 = 1s。 經(jīng)過工程師的經(jīng)驗總結(jié)32768 Hz，時鐘最準確。 規(guī)范和統(tǒng)一。LPC2124簡介1.1LPC2124管腳1.2LPC2124 RTC當選擇正?；蚩臻e模式時，實時時鐘(RTC)提供一套用于測量時間(shjin)的計數(shù)器。RTC消耗的功率非常低，這使其適合于由電池供電的，CPU不連續(xù)工作(空閑模式)的系統(tǒng)。特性(txng)對時間段進行測量以實現(xiàn)(shxin)一個日歷或時鐘超低功耗設(shè)計，支持電池供電系統(tǒng)提供秒、分、小時、日、月、年和星期可編程基準時鐘分頻器允

10、許調(diào)節(jié)RTC以適應(yīng)不同的晶振頻率三、芯片LM016L簡介3.1液晶顯示原理液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、PDA移動通信工具等眾多領(lǐng)域。LM016L LCD相關(guān)參數(shù)主要參數(shù)顯示容量:162個字符芯片工作電壓:4.55.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.954.35(WH)mm3.2引腳功能說明LM016LLCD采用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引

11、腳接口說明如表3-1所示：表3-1 引腳接口說明表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極第1腳：VSS為地電源(dinyun)。第2腳：VDD接5V正電源(dinyun)。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(jid)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

12、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RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當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。LCD指令說明及時序LM016L液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表3-2所示：表3-2 控制命令表序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回0000000

13、01*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容LM016L液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標復位到地址00H位置。指令2：光標復位，光標返回到地址00H。指令3：光標和顯示模式設(shè)

14、置。 I/D：光標移動(ydng)方向，高電平右移，低電平左移 S：屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效(yuxio)，低電平則無效。指令4：顯示開關(guān)(kigun)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標的開與關(guān)，高電平表示有光標，低電平表示無光標 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符

15、。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號和光標地址。 BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。Proteus簡介Proteus是目前最先進的單片機CPU和外圍電路仿真工具之一。本文介紹了單片機仿真軟件Proteus的特點,并結(jié)合實時時鐘電路的實例詳細介紹了使用Proteus進行電路設(shè)計與仿真的過程及方法,旨在為單片機愛好者和技術(shù)人員提供了一個很好的學習平臺。ProteusISIS是英國Lacenterelec-tronics公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件,應(yīng)用范圍十分廣泛,

16、涉及PCB制版、Spice電路仿真、單片機仿真以及對ARM7/LPC2000的仿真。Proteus主要由ARESISIS兩大模塊構(gòu)成,ARES主要用于印刷電路板(PCB)的設(shè)計及其電路仿真,ISIS主要用于原理圖的設(shè)計并仿真。它運行于Windows操作系統(tǒng)上,可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路。 4.1軟件特點實現(xiàn)了單片機仿真和SPI CE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真，數(shù)字電路仿真。單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真。有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。2.支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有：68000系列、805l系列。AVR系列、ARM系列

17、、PICl2系列、PICl6系列、PICl8系列、Z80系列、HCl1系列以及各種( zhn)外圍芯片。3.提供軟件調(diào)試功能。該軟件仿真(fn zhn)系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C5l uVision2等軟件。4.具有強大(qingd)的原理圖繪制功能。總之，該軟件是一款集單片機和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。本文介紹Proteus ISIS軟件的工作環(huán)境和一些基本操作。4.2與Keil聯(lián)調(diào)Keilc與Proteus連接調(diào)試1.假若Keil與Proteus均已正確安裝在C:

18、Program Files的目錄里； 2.安裝Keil與Proteus的連接插件vdmagdi.exe；3.進入Keil Vision2開發(fā)集成環(huán)境，創(chuàng)建一個新項目(Project)，并為該項目選定合適的單片機CPU器件（如：NXP公司的LPC2124）。并為該項目加入Keil源程序。Keil簡介Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、鏈接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（Vi

19、sion）將這些部分組合在一起。運行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。5.1Keil開發(fā)(kif)基本常識該課設(shè)使用的是keil公司(n s)13年發(fā)布的Keil Keil Vision5系統(tǒng)(xtng)概述Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil的優(yōu)勢。下面詳細介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各

20、部分功能和使用。Keil C51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，Vision與Ishell分別是C51 for Windows 和for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境(IDE），可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及C51編譯器編譯生成目標文件（.obj）。目標文件可由LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51 連接定位生成絕對目標文件(.abs）。abs文件由OH51 轉(zhuǎn)換成標準的hex 文件，以供調(diào)試器dScope51 或tScope51 使用進行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直

21、接對目標板進行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。使用獨立的Keil仿真器時，注意事項*仿真器標配11.0592MHz的晶振，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。*仿真器上的復位按鈕只復位仿真芯片，不復位目標系統(tǒng)。* 仿真芯片的31腳（/EA）已接至高電平，所以仿真時只能使用片內(nèi)ROM，不能使用片外ROM；但仿真器外引插針中的31腳并不與仿真芯片的31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴展有外部ROM（其CPU的/EA引腳接至低電平）的目標系統(tǒng)中使用。5.2軟件優(yōu)點Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編(hubin)代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟

22、件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢(yush)，因而易學易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。時鐘(shzhng)軟件設(shè)計RTCIni() 初始化實時時鐘軟件流程圖SendTimeRtc()讀取RTC的時間的時分秒值顯示循環(huán)輸出DisText()顯示函數(shù)WrDat()寫數(shù)據(jù)輸出在LCD 軟件(run jin)詳情DisText()函數(shù)(hnsh)顯示文本(wnbn)函數(shù)輸出在LCD上void DisText(uint8 addr,uint8 *p)WrOp(addr);while(*p !=0)WrDat(*(p+);Se

23、ndTimeRtc()函數(shù)讀取RTC的時間值，并將讀出的時分秒值由串口發(fā)送到上位機顯示void SendTimeRtc(void) uint32 times; uint8 bak; times=CTIME0; /讀取完整時鐘寄存器0 bak=(times16)&0 x1F; /取得時的值 send_buf0=bak/10+0; send_buf1=bak%10+0; send_buf2=:; bak=(times8)&0 x3F; /取得分的值 send_buf3=bak/10+0; send_buf4=bak%10+0; send_buf5=:; bak=times&0 x3F; /取得秒的

24、值 send_buf6=bak/10+0; send_buf7=bak%10+0; send_buf8=n; DisText(0 xC0,send_buf);/ 第二行字符(z f)地址為：C0CF。 RTCIni()函數(shù)(hnsh) 初始化實時(sh sh)時鐘。 void RTCIni(void) PREINT = Fpclk / 32768 - 1;/ 設(shè)置基準時鐘分頻器 PREFRAC = Fpclk - (Fpclk / 32768) * 32768; YEAR = 2004; / 初始化年 MONTH = 2; / 初始化月 DOM = 19; / 初始化日 HOUR = 8; M

25、IN = 30; SEC = 0; CIIR = 0 x01; / 設(shè)置秒值的增量產(chǎn)生一次中斷 CCR = 0 x01; / 啟動RTCmain() 函數(shù)讀取實時時鐘的值，并發(fā)送到 LCD 硬件設(shè)計電路效果圖晶振電路(dinl)石英晶體連接在晶振引腳的輸入和輸出之間，等效為一個并聯(lián)諧振回路，振蕩頻率是石英晶體的并聯(lián)諧振頻率。晶體旁邊(pngbin)的倆個電容接地，實際上就是電容三點式電路的分壓電容，接地點就是分壓點。以接地點即分壓點為參考點，振蕩引腳的輸入和輸出是反相的，但從并聯(lián)諧振回路即石英晶體兩端來看，形成一個正反饋以保證電路持續(xù)振蕩。LPC2124中自帶內(nèi)部晶振所以(suy)沒有做外接。

26、 顯示(xinsh)電路通過SendTimeRtc() 讀取RTC的時間值，并將讀出的時分秒值調(diào)用DisText()按數(shù)組調(diào)用WrDat()寫數(shù)據(jù)函數(shù)(hnsh) 在LCD上顯示時間及數(shù)據(jù)文本。心得體會這次(zh c)課程(kchng)設(shè)計，我學到了很多東西(dngx)，首先是對加深了對Keil軟件的運用，并對液晶屏動態(tài)顯示方面的知識有了更多了解，在以前我只是對這些軟件有個大概的了解，但通過這次的實踐，使我對這些軟件有了更深刻的了解，在以后的學習及工作中將會起到很大的作用，這次我將自己所學的知識運用到了實踐當中，使得理論有了實踐的指導。由于以前沒有實際做過按鍵控制液晶屏動態(tài)顯示這方面的內(nèi)容，所

27、以在有些內(nèi)容的準備上還有很多不足之處，通過在網(wǎng)絡(luò)上的查找資料在LCD的使用指南中發(fā)現(xiàn)了解決辦法。通過這次的課設(shè)深刻的認識到了芯片使用指南的重要作用，沒有指南就沒辦法明確迅速的找到芯片的具體用法。這次課程設(shè)計使我受益匪淺，經(jīng)過認真的學習，這為今后的論文寫作打下了基礎(chǔ)。附錄(fl)/* File: main.c* 功能(gngnng): 運行RTC進行計時,并將所計時間值向LCD輸出 */#include config.h#define rs (18)/ 0000 0001 0000 0000 = 0 x0100 #define rw (19)/ 0000 0010 0000 0000 = 0 x

28、0200 #define en (110)/ 0000 0100 0000 0000 = 0 x0400 #define busy (17)/ 0000 0000 1000 0000 = 0 x0080 #define rs_rw_en rs|rw|en / 0000 0111 0000 0000 = 0 x0700 P8P10 #define lcd_pins 0 x7FF / 將 P0.0P0.10 設(shè)置(shzh)為輸出 0000 0111 1111 1111uint32 IO0DIR_bak; uint32 IO0SET_bak;uint32 IO0CLR_bak;uint8 MESSAGE=XIAN TIME:;#define LED1CON 116)&0 x1F; /取得時的值 send_buf0=bak/10+0; send_buf1=bak%10+0; send_buf2=:; bak=(times8)&0 x3F; /取得分的值 send_buf3=bak/10+0; send_buf4=bak%10+0; send_buf5=:; bak=times&0 x3F; /取得秒的值 send_buf6=bak/10+0; send_buf7=bak%10+0; send_b