LCD電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)

東北石油大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)課程單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題目單片機(jī)控制的LCD院系電氣信息工程學(xué)院測(cè)控系2011年4月6日單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題目LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)專業(yè)一、任務(wù)姓名學(xué)號(hào)STC89C52RCLCD調(diào)整日期與時(shí)間的功能。二、設(shè)計(jì)要求使用集成數(shù)字電路或單片機(jī)作為主控制芯片。LCD上行顯示：年-月-日；下行顯示：時(shí)時(shí)：分分：秒秒。DS1302具有調(diào)整日期與時(shí)間的功能。寫出詳細(xì)的設(shè)計(jì)報(bào)告。給出全部電路和源程序。三、參考資料求是科技..北京：人民郵電出版社.2005.8徐淑華,程退安等單片微型機(jī)原理及應(yīng)用..2005.1孫余凱.260例.北京：電子工業(yè)出版社.2007.6殷春浩,崔亦飛..徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.2003.7《LCD1602A數(shù)據(jù)手冊(cè)》《DS1302數(shù)據(jù)手冊(cè)》完成期限 2011.3.28至2011.4.8指導(dǎo)教師2011年3月28日1單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)目錄第1章31.1STC89C52RC．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.2LCD．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.3DL1302．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.4．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4第2章2.1．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52.2．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52.3．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62.4．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6第3章3.1STC89C52RC．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73.2．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73.3．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83.4LCD．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83.5．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．93.6．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9第4章4.1．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．114.2．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．114.3．．12第5章145.1．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．145.2．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．145.3．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．141516附錄117附錄22單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)第1章 緒論持續(xù)發(fā)展的新能源、新材料等便應(yīng)運(yùn)而生。LCD，LCD這就要求人們不斷設(shè)計(jì)出新型時(shí)鐘。STC89C52RCSTC89C52RC80C51FLASH8CMOS上應(yīng)用最多。其主要性能如下：·8KBFlashROM，可以擦除1000次以上，數(shù)據(jù)保存10年?！?56字節(jié)內(nèi)部RAM?！る娫纯刂颇Ｊ剑?時(shí)鐘可停止和恢復(fù)；·6個(gè)中斷源。·4·48I/O·全雙工增強(qiáng)型UART?！?16/計(jì)數(shù)器：T0、T1、T2?！とo態(tài)工作方式：0-24MHzLCDLCDLiquidCrystalDisplay的簡(jiǎn)稱，LCD3單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面。LCDLCD，LCD。LCD160216x2328CPU指令功能強(qiáng)可以組合成各種輸入、顯示、移位方式以滿足不同要求。顯示黃綠帶背光，為2mA(50，000（25℃。DS1302DS1302DALLASRAM2.5～5.5V。時(shí)鐘可工作在2412DS13023RAMDS130231×8RAMDS1302DS1202DS1202本設(shè)計(jì)任務(wù)本系統(tǒng)以單片機(jī)芯片為核心部件，利用合理的程序控制，在液晶顯示屏上實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能并且顯示等功能，使其顯示直觀、功能多樣、電路簡(jiǎn)潔等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。4單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)第2章 總體方案論證與設(shè)計(jì)STC89C52RCDS18B20、DS1302AT24C02LCD顯示部分顯示部分是本次設(shè)計(jì)的重要部分，一般有以下兩種方案：方案一：采用LED態(tài)顯示的問題，但設(shè)計(jì)上如果處理不當(dāng)，易造成亮度低，有閃爍等問題。方案二：采用LCDLCD控制而且功耗小等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于信息量多的系統(tǒng)，是比較適合的。鑒于上述原因，我們采用方案二。數(shù)字時(shí)鐘數(shù)字時(shí)鐘是本設(shè)計(jì)的核心的部分。根據(jù)需要可采用以下兩種方案實(shí)現(xiàn)：11；若秒值達(dá)到60，則將其清零，并將相應(yīng)的分字節(jié)值1；若分值達(dá)到60，則清零分字節(jié)，并將時(shí)字節(jié)值加1；若時(shí)值達(dá)到24，則將時(shí)字節(jié)每次執(zhí)行程序時(shí)，定時(shí)器都要重新賦初值，所以該時(shí)鐘精度不高。方案二：方案采用DallasDS1302。該芯片內(nèi)部采用石英晶體10ms/基于時(shí)鐘芯片的上述優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用方案二完成數(shù)字時(shí)鐘的功能。5單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)溫度采集們的生活，使該設(shè)計(jì)具有人性化。4090性、可靠性較差，對(duì)于檢測(cè)小于1攝氏度的信號(hào)是不適用的。DS18B20。DS18B20-55+125范圍，且DS18B200.5RAM基于DS18B20的以上優(yōu)點(diǎn)，我們決定選取DS18B20來測(cè)量溫度。總體硬件組成框圖圖2-1總體硬件組成框圖6單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)STC89C52RC3-1STC89C52RC的最小系統(tǒng)。圖3-1最小系統(tǒng)電路溫度測(cè)量模塊DALLASDS18B209~12A/D0.0625℃，采用DS18B20CPU3-2圖3-2DS18B20測(cè)量電路7單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)時(shí)鐘模塊DS1302，DS1302DALLAS有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31RAM鐘/日歷電路提供秒分時(shí)日日期月年的信息每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整時(shí)鐘操AM/PM2412DS1302步串行的方式進(jìn)行通信僅需用到三個(gè)口線：RSTI/OSCLK/RAM/31DS13021mW3-3。圖3-3時(shí)鐘電路LCDLCDLCD16022.0mA/5.0VLCD160216LCD16021603-4。8單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)圖3-4LCD顯示電路圖3-4LCD顯示電路鍵盤模塊功能加鍵、功能減鍵、立刻跳出調(diào)整模式鍵采用獨(dú)立式按鍵。整體電路系統(tǒng)整體電路如圖3-5所示：9單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)3-5系統(tǒng)總體電路圖10單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)4主程序設(shè)計(jì)主流程圖說明：程序開始運(yùn)行時(shí)先初始化時(shí)鐘控制器件DS1302、溫度采集器件18B20LCD1302，LCD1602，再讀取溫度、時(shí)間，把讀取的數(shù)據(jù)送LCD16024-1圖4-1主程序流程圖圖4-1主程序流程圖時(shí)間設(shè)定程序流程時(shí)間設(shè)定流程圖說明：程序開始后初始化DS1302，然后從DS1302RAMLCD1602RAMLCD160211單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)圖4-2顯示時(shí)間子程序流程溫度測(cè)量流程圖DS18B20DS18B20RAMLCD160212單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)圖4-3溫度測(cè)量程序流程圖13單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)第5章 系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試結(jié)果分析使用的儀器儀表數(shù)字萬用表、秒表、電源、溫度表系統(tǒng)調(diào)試硬件調(diào)試對(duì)各個(gè)模塊的功能進(jìn)行調(diào)試，主要調(diào)試各模塊能否實(shí)現(xiàn)指定的功能。軟件調(diào)試軟件調(diào)試采用單片機(jī)仿真器WAVE6000L查語法錯(cuò)誤。硬件軟件聯(lián)調(diào)將調(diào)試好的硬件和軟件進(jìn)行聯(lián)調(diào)，主要調(diào)試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)功能。測(cè)試結(jié)果此次系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果較好，能動(dòng)態(tài)顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘的時(shí)、分、秒，數(shù)據(jù)顯示，能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)鐘的定時(shí)，并且具有調(diào)整日期與時(shí)間的功能。14單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)結(jié) 論目前，市面上已有現(xiàn)成的數(shù)字鐘集成電路芯片出售，價(jià)格便宜、使用也方便，但鑒于數(shù)字鐘電路的基本組成包含了數(shù)字電路的主要組成部分，因此進(jìn)行數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)是必要的，研究數(shù)字鐘以及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。LCDSTC89C52RCDS18B20、DS1302、AT24C0215單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)求是科技.單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航.北京：人民郵電出版社.2005.8徐淑華,程退安等.單片微型機(jī)原理及應(yīng)用.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2005.12602007.6殷春浩,崔亦飛.電磁測(cè)量原理及應(yīng)用.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.[5]《LCD1602A[6]《DS130216單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)附錄1程序#include<REG51.H>#include<intrins.h>//#include"LCD1602.h"http://#include"DS1302.h"#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsbit DS1302_CLK=P1^7; //實(shí)時(shí)時(shí)鐘時(shí)鐘線引腳sbit DS1302_IO =P1^6; //實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)線引腳sbit DS1302_RST=P1^5; //實(shí)時(shí)時(shí)鐘復(fù)位線引sbit wireless_1=P3^0;sbit wireless_2=sbit wireless_3=sbit wireless_4=sbit ACC0=ACC^0;sbit ACC7=ACC^7;charhide_sec,hide_min,hide_hour,hide_day,hide_week,hide_month,hide_year; //秒,分,時(shí)到日,月,年位閃的計(jì)數(shù)sbitSet=P2^0; //模式切換鍵sbitUp=P2^1; //加法按鈕sbitDown=P2^2; //減法按sbitout=P2^3; //立刻跳出調(diào)整模式按sbitDQ=P1^0; //溫度傳送數(shù)據(jù)IO口chardone,count,temp,flag,up_flag,down_flag;uchartemp_value; //溫度值ucharTempBuffer[5],week_value[2];voidshow_time(); ///***********液晶顯示部分子程序****************///PortDefinitionssbitLcdRs =P2^5;sbitLcdRw =P2^6;sbitLcdEn =P2^7;sfr DBPort =0x80; //P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.數(shù)據(jù)端口//內(nèi)部等待函數(shù)**************************************************************************unsignedcharLCD_Wait(void){LcdRs=0;LcdRw=1;LcdEn=1;_nop_();LcdEn=0;returnDBPort;17單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)}//向LCD寫入命令或數(shù)據(jù)#defineLCD_COMMAND0 //Command#defineLCD_DATA1//Data#defineLCD_CLEAR_SCREEN0x01//清屏#defineLCD_HOMING0x02//光標(biāo)返回原點(diǎn)voidLCD_Write(bitstyle,unsignedcharinput){LcdEn=0;LcdRs=style;LcdRw=0; _nop_();DBPort=input; _nop_();//注意順LcdEn=1; _nop_();//注意順LcdEn=0; _nop_();LCD_Wait();}//設(shè)置顯示模式#defineLCD_SHOW 0x04 //顯示開#defineLCD_HIDE 0x00 //顯示關(guān)#defineLCD_CURSOR 0x02 //顯示光標(biāo)#defineLCD_NO_CURSOR 0x00 //無光標(biāo)#defineLCD_FLASH 0x01 //光標(biāo)閃#defineLCD_NO_FLASH 0x00 //voidLCD_SetDisplay(unsignedcharDisplayMode){LCD_Write(LCD_COMMAND,0x08|DisplayMode);}//設(shè)置輸入模式#defineLCD_AC_UP0x02#defineLCD_AC_DOWN0x00//default#defineLCD_MOVE0x01 //畫面可平移#defineLCD_NO_MOVE0x00//defaultvoidLCD_SetInput(unsignedcharInputMode){LCD_Write(LCD_COMMAND,0x04|InputMode);}//初始化LCDvoidLCD_Initial(){LcdEn=0;LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38); //8,2,5*7LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR); //開啟顯示,無光標(biāo)LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN); //清屏LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE); //AC18單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)}//液晶字符輸入的位置voidGotoXY(unsignedcharx,unsignedchary){if(y==0)LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|x);if(y==1)LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|(x-0x40));}//將字符輸出到液晶顯示voidPrint(unsignedchar*str){while(*str!='\0'){LCD_Write(LCD_DATA,*str);str++;}}/***********DS1302時(shí)鐘部分子程序******************/typedefstruct SYSTEMTIME {unsignedcharunsignedcharMinute;unsignedcharHour;unsignedcharWeek;unsignedcharDay;unsignedcharMonth;unsignedchar Year;unsignedcharDateString[11];unsignedcharTimeString[9];}SYSTEMTIME; //定義的時(shí)間類型SYSTEMTIME#defineAM(X) X#definePM(X) (X+12) //24小時(shí)制#defineDS1302_SECOND0x80#defineDS1302_MINUTE0x82#defineDS1302_HOUR#defineDS1302_SECOND0x80#defineDS1302_MINUTE0x82#defineDS1302_HOUR0x84#defineDS1302_WEEK0x8A#defineDS1302_DAY0x86#defineDS1302_MONTH0x88#defineDS1302_YEAR0x8CvoidDS1302InputByte(unsignedchard) //實(shí)時(shí)時(shí)鐘寫入一字節(jié)(內(nèi)部函數(shù)){unsignedchari;ACC=d;19單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)for(i=8;i>0;i--){DS1302_IOACC0; //相當(dāng)于匯編中的DS1302_CLK=1;DS1302_CLK=ACC=ACC>>1;}}unsignedcharDS1302OutputByte(void) //實(shí)時(shí)時(shí)鐘讀取一字節(jié)(內(nèi)部函數(shù)){unsignedchari;for(i=8;i>0;i--){ACC=ACC>>1; //相當(dāng)于匯編中的ACC7=DS1302_IO;DS1302_CLK=1;DS1302_CLK=0;}return(ACC);}voidWrite1302(unsignedcharucAddr,unsignedcharucDa)//ucAddr:DS1302地址,ucData:要寫的數(shù)據(jù){DS1302_RST=0; // DS1302_CLK=0;DS1302_RST=1;DS1302InputByte(ucAddr); //地址，命令DS1302InputByte(ucDa); //寫1Byte數(shù)DS1302_CLK=1;DS1302_RST=0;}unsignedcharRead1302(unsignedcharucAddr) //DS1302某地址的數(shù)據(jù){unsignedcharucData;DS1302_RST=0;DS1302_CLK=0;DS1302_RST=1;DS1302InputByte(ucAddr|0x01); //地址，命令ucData=DS1302OutputByte(); //讀1Byte數(shù)DS1302_CLK=1;DS1302_RST=0;return(ucData);}voidDS1302_GetTime(SYSTEMTIME*Time) //結(jié)構(gòu)型數(shù)組20單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì){unsignedcharReadValue;ReadValue=Read1302(DS1302_SECOND);Time->Second=((ReadValue&0x70)>>4)*10+(ReadValue&0x0F);//高三位取出讀出乘⑩ReadValue=Read1302(DS1302_MINUTE);Time->Minute=((ReadValue&0x70)>>4)*10+(ReadValue&0x0F);ReadValue=Read1302(DS1302_HOUR);Time->Hour=((ReadValue&0x70)>>4)*10+(ReadValue&0x0F);ReadValue=Read1302(DS1302_DAY);Time->Day=((ReadValue&0x70)>>4)*10+(ReadValue&0x0F);ReadValue=Read1302(DS1302_WEEK);Time->Week=((ReadValue&0x70)>>4)*10+(ReadValue&0x0F);ReadValue=Read1302(DS1302_MONTH);Time->Month=((ReadValue&0x70)>>4)*10+(ReadValue&0x0F);ReadValue=Read1302(DS1302_YEAR);Time->Year=((ReadValue&0x70)>>4)*10+(ReadValue&0x0F);}voidDateToStr(SYSTEMTIME*Time) //將時(shí)間年,月,日,符串,DateString[]{if(hide_year<2) //if,else語句都是判斷位閃爍,<2顯示數(shù)據(jù),>2就不顯示,輸出字符串為2007/07/22{Time->DateString[0]='2';Time->DateString[1]='0';Time->DateString[2]=Time->Year/10+'0';Time->DateString[3]=Time->Year%10+'0';}else{Time->DateString[0]='';Time->DateString[1]='';Time->DateString[2]='';Time->DateString[3]='';}Time->DateString[4]='/';if(hide_month<2){Time->DateString[5]=Time->Month/10+'0';Time->DateString[6]=Time->Month%10+'0';}else{Time->DateString[5]='';21單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)Time->DateString[6]='';}Time->DateString[7]='/';if(hide_day<2){Time->DateString[8]=Time->Day/10+'0';Time->DateString[9]=Time->Day%10+'0';}else{Time->DateString[8]='';Time->DateString[9]='';}if(hide_week<2){week_value[0]=Time->Week%10+'0'; //星期的數(shù)據(jù)另外放到week_value[]里,跟年,月,日的分開存放,因?yàn)榈纫幌乱谧詈箫@示}else{week_value[0]='';}week_value[1]='\0';Time->DateString[10]='\0';//字符串末尾加'\0',判斷結(jié)束字符}voidTimeToStr(SYSTEMTIME*Time) //將時(shí),分,TimeString[];{if(hide_hour<2){Time->TimeString[0]=Time->Hour/10+'0';Time->TimeString[1]=Time->Hour%10+'0';}else{Time->TimeString[0]='';Time->TimeString[1]='';}Time->TimeString[2]=':';if(hide_min<2){Time->TimeString[3]=Time->Minute/10+'0';Time->TimeString[4]=Time->Minute%10+'0';}else22單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì){Time->TimeString[3]='';Time->TimeString[4]='';}Time->TimeString[5]=':';if(hide_sec<2){Time->TimeString[6]=Time->Second/10+'0';Time->TimeString[7]=Time->Second%10+'0';}else{Time->TimeString[6]='';Time->TimeString[7]='';}Time->DateString[8]='\0';}voidInitial_DS1302(void) //時(shí)鐘芯片初始化{unsignedcharSecond=Read1302(DS1302_SECOND);if(Second&0x80) //判斷時(shí)鐘芯片是否關(guān)閉{Write1302(0x8e,0x00);//寫入允許Write1302(0x8c,0x07);:07/07/25.星期3.時(shí)間23:59:55Write1302(0x88,0x07);Write1302(0x86,0x25);Write1302(0x8a,0x07);Write1302(0x84,0x23);Write1302(0x82,0x59);Write1302(0x80,0x55);Write1302(0x8e,0x80);//禁止寫入}}/***********ds18b20子程序*************************//***********ds18b20延遲子函數(shù)（12MHz）*******/voiddelay_18B20(unsignedinti){while(i--);}/**********ds18b20初始化函數(shù)**********************/voidInit_DS18B20(void){unsignedcharx=0;DQ1; //DQ復(fù)位23單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)delay_18B20(8); //稍做延時(shí)DQ=0; //單片機(jī)將DQ拉低delay_18B20(80);//精確延時(shí)大于DQ=1; //拉高總線delay_18B20(14);x=DQ; //x=0則初始化成功x=1則初始化失敗delay_18B20(20);}/***********ds18b20讀一個(gè)字節(jié)**************/unsignedcharReadOneChar(void){uchari=0;uchardat=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;//給脈沖信號(hào)dat>>=1;DQ=1;//給脈沖信號(hào)if(DQ)dat|=0x80;delay_18B20(4);}return(dat);}/*************ds18b20寫一個(gè)字節(jié)****************/voidWriteOneChar(uchardat){unsignedchari=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;DQ=dat&0x01;delay_18B20(5);DQ=1;dat>>=1;}}/**************ds18b20當(dāng)前溫度voidReadTemp(void){unsignedchara=0;unsignedcharb=0;unsignedchart=0;Init_DS18B20();24單片機(jī)控制的LCD時(shí)鐘設(shè)計(jì)WriteOneChar(0xCC); //跳過讀序號(hào)列號(hào)的操作WriteOneChar(0x44); //啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換delay_18B20(100); //thismessageisweryimportantInit_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); //跳過讀序號(hào)列號(hào)的操作WriteOneChar(0xBE); //讀取溫度寄存器等（9個(gè)寄存器）前兩個(gè)就是溫度delay_18B20(100);a=ReadOneChar(); //讀取溫度值低位b=ReadOneChar(); //讀取溫度值高temp_value=b<<4;temp_value+=(a&0xf0)>>4;}voidtemp_to_str() //溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成液晶字符顯示{TempBuffer[0