51单片机实现电子时钟功能1602液晶显示.docx
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51单片机实现电子时钟功能1602液晶显示
第一章设计要求及系统组成
一、基本操作时序：
读状态：
输入：
RS=L，RW=H,E=H输出：
D0~D7=状态字
写指令：
输入：
RS=L,RW=L,D0~D7=指令码，E=高脉冲输出：
无
读数据：
输入：
RS=H，RW=H,E=高脉冲输出：
D0~D7数据
写数据：
输入：
RS=H,RW=L。
D0~D7=数据，E=高脉冲输出：
无
二、、、状态字说明：
STA7D7\STA6D6\STA5D5\STA4D4\STA3D3\STA2D2\\STA1D1
STA0-6:
当前数据地址指针的数值
STA7：
读写操作使能1表示禁止，0表示允许
对控制器每次进行读写操作之前，都必须进行读写检测，确保STA7为0；但是我们可以进行延时进行实现。
RAM地址映射：
LCD16字*2行
00010203040506070808090A0B0C0D0E0F…27
4041424F50…67
指令说明：
1.初始化设置1.显示模式设置指令码：
00111000（0x38）
功能：
设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口
必须开显示2.显示开、关及光标设置指令码：
00001DCB,功能：
D=1开显示；D=0关显示；C=1显示光标；B=1光标闪烁；B=0光标不显示000001NS：
功能：
N=1当读或写一个字符后地址指针加1，且光标加1；N=0相应的减1；S=1当写一个字符，整屏显示左移（N=1）或右移（N=0），以得到光标不移动而屏幕移动的效果。
S=0当写一个字符，正屏显示不移动。
数据控制：
控制器内部设有一个数据地址指针，用户可通过它们来访问内部的全部80字节RAM
4.2.1数据指针设置：
指令码：
80H+地址码（0-27H,第二行开始：
40H-67H）4..2.2读数据，写数据
其它设置：
01H：
显示清屏：
1.数据指令清零2所有显示清零02H：
显示回车：
1.数据清零
如何进行连接：
实际操作中，液晶接到，第一管脚是D，第二管脚是VCC，15和16是背光，D0-D7是数据口，接到单片机的P0口，P0口接了两个锁存器，液晶，D/A，具有高阻状态的都可以随便接，没有影响，，第六管脚是LCDEN相当于E，使能信号，它接P3^4,R/W接地，表示低电平，因为我们只进行写操作，RS接2实验板上的P3^5;只需这两端口便足以控制液晶，2和3是偏压信号，一端接地，
接口信号说明：
编号：
1VSS（符号表示）电源地（引脚说明）2VDD电源正极3VL液晶显示偏压信号4RS数据/命令选择端（H/L）5R/W读写选择端（H/L）6E使能信号7D0Data1/08D1Data1/09D2Data1/010D3Data1/011D4Data1/012D5Data1/013D6Data1/014D7Data1/015BLK背光源正极16BLK背光源负极
实际操作：
：
：
先写光标程序；写两个子程序，一个写数据，一个写指令：
先进性两个宏定义，再位申明LCDEN与RS；为了电量充足。
初始化时关断数码管，定义数码管的两个锁存端，dula与wela，P2^6与P2^7，先写主函数（调用初始化函数，在调用数据子函数（’1’）,从右向左滚动进来
Code：
RS
R/W
DB7
DB6
DB5
DB4
DB3
DB2
DB1
DB0
0
0
0
0
0
1
S/C
R/L
x
x
S/R
R/L
描述
0
0
光标左移
0
1
光标右移
1
0
显示左移，光标跟着左移
1
1
显示右移，光标跟着右移
），再写初始化函数（先关断数码管，在进行显示模式设置，显示开、关及光标设置，设计数据），接着写命令子函数writer——com（开始操作时序，写指令，P0口送的指令码，接着需要延时一段时间让E变成高电平，在持续一段时间，E再变低），它由所用的指令直接调用即可。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
再写一个写数据的子函数writer_data（lcdrs=1），需用延时子函数。
Ucharcodetable[]={“”}
注意：
为了使得黑托不出现，应该屏幕全部清零writer_com（0x01）。
？
？
？
？
？
？
？
xdata：
外部地址空间
1.1设计要求
利用单片机最小系统设计一个电子时钟，显示方式为**:
**:
**,并且可以任意修改时间。
1.2系统组成
原理框图如图1.1
图1.1系统原理框图
第二章系统设计方案
2.1系统设计方案
电路原理图如图2.1所示
图2.1电路原理图
2.2电路模块组成及其工作原理
2.2.1时钟电路
系统时钟源由内部时钟方式产生，时钟电路由12MH晶振和两个30PF瓷片电容组成，构成自激振荡，形成振荡源提供给单片机。
电容可在5PF到30PF之间选择，电容的大小对振荡频率有微小影响，可起频率微调作用。
时钟电路如图2.2所示
图2.2时钟电路
2.2.2复位电路
单片机复位有上电复位和手动复位两种方式，上电复位是接通电源后利用RC充电来实现复位。
手动复位是通过人为干预，强制系统复位。
复位电路如图2.3所示，可以实现上电复位和手动复位功能。
图2.3复位电路
2.2.3按键电路
在单片机的P1.0、P1.1、P1.2三个I/O口接三个简易按键,通过不断检测按键状态，识别按键的按下顺序和次数即可实现时间的任意修改。
按键电路如图2.4所示。
2.2.41602液晶显示模块电路
本设计是通过对1602液晶显示屏的控制来实现时间的显示。
1602液晶显示模块的驱动如下所述：
图2.41602液晶屏实物图
1602采用标准的16脚接口，其中:
第1脚：
VSS为地电源
第2脚：
VDD接5V正电源
第3脚：
V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度
第4脚：
RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第5脚：
RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。
第6脚：
E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
第7～14脚：
D0～D7为8位双向数据线
第15～16脚：
空脚
1602显示屏的时序图如图2.5。
图2.51602时序图
1602液晶显示屏与单片机的连线图如图2.6所示。
图2.61602与单片机连线图
第三章程序设计及其调试
3.1程序设计
程序设计如下：
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitlcdrs=P2^0;
sbitlcswr=P2^1;
sbitlcden=P2^2;
sbits1=P1^0;
sbits2=P1^1;
sbits3=P1^2;
sbitrd=P3^7;
ucharcount,s1num;
charmiao,shi,fen;
ucharcodetable[]="2011-6-14TUN";
ucharcodetable1[]="00:
00:
00";
voiddelay（uintz）
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
voidwrite_com（ucharcom）
{
lcdrs=0;
lcswr=0;
P0=com;
delay（5）;
lcden=1;
delay（5）;
lcden=0;
}
voidwrite_date（uchardate）
{
lcdrs=1;
lcden=0;
P0=date;
delay（5）;
lcden=1;
delay（5）;
lcden=0;
}
voidinit（）
{
ucharnum;
lcden=0;
write_com（0x38）;
write_com（0x0c）;
write_com（0x06）;
write_com（0x01）;
write_com（0x80）;
for（num=0;num<15;num++）
{
write_date（table[num]）;
delay（5）;
}
write_com（0x80+0x40）;
for（num=0;num<12;num++）
{
write_date（table1[num]）;
delay（5）;
}
TMOD=0x01;
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
}
voidwrite_sfm（ucharadd,uchardate）
{
ucharshi,ge;
shi=date/10;
ge=date%10;
write_com（0x80+0x40+add）;
write_date（0x30+shi）;
write_date（0x30+ge）;
}
voidkeyscan（）
{
rd=0;
if（s1==0）
{
delay（5）;
if（s1==0）
{s1num++;
while（!
s1）;
if（s1num==1）
{
TR0=0;
write_com（0x80+0x40+10）;
write_com（0x0f）;
}
}
if（s1num==2）
{
write_com（0x80+0x40+7）;
}
if（s1num==3）
{
write_com（0x80+0x40+4）;
}
if（s1num==4）
{
s1num=0;
write_com（0x0c）;
TR0=1;
}
}
if（s1num!
=0）
{
if（s2==0）
{
delay（5）;
if（s2==0）
{
while（!
s2）;
if（s1num==1）
{
miao++;
if（miao==60）
miao=0;
write_sfm（10,miao）;
write_com（0x80+0x40+10）;
}
if（s1num==2）
{
fen++;
if（fen==60）
fen=0;
write_sfm（7,fen）;
write_com（0x80+0x40+7）;
}
if（s1num==3）
{
shi++;
if（shi==24）
shi=0;
write_sfm（4,shi）;
write_com（0x80+0x40+4）;
}
}
}
if（s3==0）
{
delay（5）;
if（s3==0）
{
while（!
s3）;
if（s1num==1）
miao--;
if（miao==-1）
miao=59;
write_sfm（10,miao）;
write_com（0x80+0x40+10）;
}
if（s1num==2）
{
fen--;
if（fen==-1）
fen=59;
write_sfm（7,fen）;
write_com（0x80+0x40+7）;
}
if（s1num==3）
{
shi--;
if（shi==-1）
shi=23;
write_sfm（4,shi）;
write_com（0x80+0x40+4）;
}
}
}
}
}
voidmain（）
{
init（）;
while
（1）
{
keyscan（）;
}
}
voidtimer0（）interrupt1
{
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
count++;
if（count==18）
{
count=0;
miao++;
if（miao==60）
{
miao=0;
fen++;
if（fen==60）
{
fen=0;
shi++;
if（shi==24）
{
shi=0;
}
write_sfm（4,shi）;
}
write_sfm（7,fen）;
}
write_sfm（10,miao）;
}
}
3.2实验调试
实验过程中出现了很多的问题，经过反复的程序修改和调试，最终完成了本设计的要求，实现了电子时钟功能。
在电路焊接前，通过protues单片机仿真软件多次调试和仿真，得出了正确的实验结果。
Protues仿真图如图3.1所示。
图3.1protues仿真图
结论
经过两周的课程设计，不断的测试与分析，最终完成了电子时钟的设计与制作。
在实验的设计及仿真测试时，当没有得出正确的实验现象是，必须冷静、沉着的思考问题的来源，切勿太过紧张。
在电路的焊接过程，须仔细再仔细，案部分焊接导线，切勿乱了头绪。
这样才能在电路制作过程中减少许多不必要的错误。
本次设计组要是程序设计部分，在程序设计过程中，出现了很多的问题，经过和组员的多次讨论与研究、，并参阅了一些电子资料，解决的很多难题。
此课程设计主要考察了对单片机技术原理及程序设计基础等知识。
理论结合实践，使得在平时学习的单片机技术知识有了一个新的认识。
此次设计的电子时钟是一个典型的单片机应用实例。
通过本次设计，使得对单片机技术有了进一步的认识，并且对此产生了浓厚的兴趣，为以后的学习打下了坚实基础。
通过和组员的共同努力，成功的完成此次课程设计，在排除问题过程中，体验了程序设计及电路设计制作的艰辛，更能够体会到成功的喜悦。
参考文献
[1]张先庭.单片机原理、接口与C51应用程序设计.国防工出版社.2011
[2]吴立新.实用电子技术手册.机械工业出版社.2003
[3]胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京:
清华大学出版社，2004.
附录
图1实验电路PCB图
（注：
可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!
）
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