单片机课程设计代码和参数.docx
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单片机课程设计代码和参数
2、课程要求：
题目1智能电子钟（LCD显示）
1.设计要求
以AT89C51单片机为核心，制作一个LCD显示的智能电子钟：
（1）计时：
秒、分、时、天、周、月、年。
（2）闰年自动判别。
（3）五路定时输出，可任意关断（最大可到16路）。
（4）时间、月、日交替显示。
（5）自定任意时刻自动开/关屏。
（6）计时精度：
误差≤1秒/月（具有微调设置）。
（7）键盘采用动态扫描方式查询。
所有的查询、设置功能均由功能键K1、K2完成。
2.工作原理
本设计采用市场上流行的时钟芯片DS1302进行制作。
DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，可以通过串行接口与计算机进行通信，使得管脚数量减少。
实时时钟/日历电路能够计算2100年之前的秒、分、时、日、星期、月、年的，具有闰年调整的能力。
DS1302时钟芯片的主要功能特性：
（1）能计算2100年之前的年、月、日、星期、时、分、秒的信息；每月的天数和闰年的天数可自动调整；时钟可设置为24或12小时格式。
（2）31B的8位暂存数据存储RAM。
（3）串行I/O口方式使得引脚数量最少。
（4）DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行
通信，仅需3根线。
（5）宽范围工作电压2.0-5.5V。
（6）工作电流为2.0A时，小于300nA。
（7）功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW。
4.Proteus仿真
打开元器件单片机属性窗口，在“ProgramFile”栏中添加上面编译好的目标代码文件“keil-1.hex”；在“ClockFrequency”栏中输入晶振频率为11.0592MHz。
仿真如下页图所示，其中，浮动窗口中显示的为DS1302当前时钟状态:
题目2电子时钟（LCD显示）
1.设计要求
以AT89C51单片机为核心的时钟，在LCD显示器上显示当前的时间：
使用字符型LCD显示器显示当前时间。
显示格式为“时时：
分分：
秒秒”。
用4个功能键操作来设置当前时间。
功能键K1～K4功能如下。
K1—进入设置现在的时间。
K2—设置小时。
K3—设置分钟。
K4—确认完成设置。
程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，LCD显示“00：
00：
00”，然后开始计时。
2.实验原理
题目难点在于键盘的指令输入，由于每个按键都具有相应的一种或多种功能，程序中需要大量使用do{}while或while{}循环结构，以检测是否有按键按下。
按键检测函数的详解如下（略）
4.Proteus仿真
加载目标代码文件打开元器件单片机属性窗口，在“ProgramFile”栏中添加上面编译好的目标代码文件“keil-2.hex”；在“ClockFrequency”栏中输入晶振频率为11.0592MHz。
启动仿真，按下按键1后，可发现LED停止闪烁，即时钟停止走时，时钟停在当前时刻，按下按键2和按键3后，可改变时间，按下按键4后，时钟复位到修改后的时间，时钟重新开始运转，如下页图所示。
题目3秒表
1.设计要求
用AT89C51设计一个2位的LED数码显示作为“秒表”：
显示时间为00—99秒，每秒自动加1，另设计一个“开始”键和一个“复位”键。
2.实验原理
题目难点在于通过对键盘的扫描对时钟的走时/停止进行控制，项目采用定时器T0作为计时器，每10ms发生一次中断，每100次中断加1s。
在此期间，如“开始”按键按下，程序方将TR0置为1，从而开启中断，时钟开始走时；如“
复位”按键按下，程序将TR0置为0，同时将存储时间的变量清零，从而中断停止，并实现复位。
本题目采用专用数码管显示控制芯片MAX7219。
MAX7219是美国MAXIM公司生产的串行输入/输出共阴极显示驱动器，该芯片最多可驱动8位7段数字LED显示器或个LED和条形图显示器。
其引脚图及引脚功能参见有关参考资料。
题目4定时闹钟
1.设计要求
使用AT89C51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的定时闹钟LCD时钟，若LCD选择有背光显示的模块，在夜晚或黑暗的场合中也可使用。
定时闹钟的基本功能如下：
显示格式为“时时：
分分”。
由LED闪动来做秒计数表示。
一旦时间到则发出声响，同时继电器启动，可以扩充控制家电开启和关闭。
程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，LCD显示“00：
00”，按下操作键K1～K4动作如下：
（1）K1—设置现在的时间。
（2）K2—显示闹钟设置的时间。
（3）K3—设置闹铃的时间。
（4）K4—闹铃ON/OFF的状态设置，设置为ON时连续三次发出“哗”的一声，设置为OFF发出“哗”的一声。
设置当前时间或闹铃时间如下。
（1）K1—时调整。
（2）K2—分调整。
（3）K3—设置完成。
（4）K4—闹铃时间到时，发出一阵声响，按下本键可以停止声响。
本项目的难点在于4个按键每个都具有两个功能，以最终实现菜单化的输入功能。
采用通过逐层嵌套的循环扫描，实现嵌套式的键盘输入。
以对小时的设置的流程为例，其流程如下页图。
3.Proteus仿真
加载目标代码文件打开元器件单片机属性窗口，在“ProgramFile”栏中添加上面编译好的目标代码文件“keil-3.hex”；在“ClockFrequency”栏中输入晶振频率为12MHz。
启动仿真，下页图示为按下“开始”按键后的情况，在按下前，数码管无显示。
期间如果按下“复位”按键，则LED显示归零，走时停止。
题目5音乐倒数计数器
1.设计要求
利用AT89C51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的倒数计数器，可用来煮方便面、煮开水或小睡片刻等。
做一小段时间倒计数，当倒计数为0时，则发出一段音乐声响，通知倒计数终了，该做应当做的事。
定时闹钟的基本功能如下。
字符型LCD（16 ´ 2）显示器。
显示格式为“TIME分分:
秒秒”。
用4个按键操作来设置当前想要倒计数的时间。
一旦按下键则开始倒计数，当计数为0时，发出一阵音乐声。
程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，按下操作键K1～K4动作如下。
K1—可调整倒计数的时间1～60分钟。
K2—设置倒计数的时间为5分钟，显示“0500”。
K3—设置倒计数的时间为10分钟，显示“1000”。
K4—设置倒计数的时间为20分钟，显示“2000”。
复位后LCD的画面应能显示倒计时的分钟和秒数，此时按K1键，
则在LCD上显示出设置画面。
此时，若：
a.按操作键K2—增加倒计数的时间1分钟。
b.按操作键K3—减少倒计数的时间1分钟。
c.按操作键K4—设置完成。
键盘实现菜单功能的方法，已在题目4详细说明，不再赘述。
本题目最大难点是实现音乐的播放。
作者利用定时计数器，通过载入不同的计数初值，产生频率不同的方波，输入到蜂鸣器（SOUNER）中，使其发出频率不同的声音。
本设计中单片机晶振为1.0592MHz，通过计算各音阶频率，可得1、2、3、4、5、6、7共7个音应赋给定时器的初值为64580、64684、64777、64820、64898、64968、65030。
在此基础上，可将乐曲的简谱转化为单片机可以“识别”的“数组谱”，进一步加入对音长、休止符等的控制量后，可以实现音乐的播放。
3.电路设计（Proteus仿真通过）
本题目制作的带有LCD显示的音乐倒数计数器电路原理图，如下页图所示。
4.Proteus仿真
加载目标代码文件打开元器件单片机属性窗口，在“ProgramFile”栏中添加上面编译好的目标代码文件“keil-5.hex”；在“ClockFrequency”栏中输入晶振频率为11.0592MHz。
启动仿真如下页图所示，当闹钟到达时，可以听见蜂鸣器演奏的乐曲。
再次提示，本题目必须选用蜂鸣器SOUNDER，否则不能发出声音。
晶液晶LCD1602
（中文资料）
ball
2010-5-13整理
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目录
1.………………………………………………指令介绍
2.………………………………………………显示字符
3.………………………………………显示自定义字符
4.……………………………………使用4线数据传输
1.指令介绍
LCD1602已很普遍了，具体介绍我就不多说了，市面上字符液晶绝大多数是
基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此HD44780写的控制程序
可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。
字符型LCD通常有14条引脚
线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC（15脚）和地线GND（16
脚），其控制原理与14脚的LCD完全一样，定义如下表所示：
字符型LCD的引脚定义
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HD44780内置了DDRAM、CGROM和CGRAM。
这里的RAM与ROM不懂得话，可以看看我整理的另一篇
150.html
DDRAM就是显示数据RAM，用来寄存待显示的字符代码。
共80个字节，其地
址和屏幕的对应关系如下表：
也就是说想要在LCD1602屏幕的第一行第一列显示一个"A"字,就要向DDRAM
的00H地址写入“A”字的代码就行了。
但具体的写入是要按LCD模块的指令格
式来进行的，后面我会说到的。
那么一行可有40个地址呀？
是的，在1602中我
们就用前16个就行了。
第二行也一样用前16个地址。
对应如下：
DDRAM地址与显示位置的对应关系
我们知道文本文件中每一个字符都是用一个字节的代码记录的。
一个汉字是
用两个字节的代码记录。
在PC上我们只要打开文本文件就能在屏幕上看到对应
的字符是因为在操作系统里和BIOS里都固化有字符字模。
什么是字模？
就代表
了是在点阵屏幕上点亮和熄灭的信息数据。
例如“A”
字的字模：
01110○■■■○
10001■○○○■
10001■○○○■
10001■○○○■
11111■■■■■
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10001■○○○■
10001■○○○■
上图左边的数据就是字模数据，右边就是将左边数据用“○”代表0，用
“■”代表1。
看出是个“A”字了吗？
在文本文件中“A”字的代码是41H，PC
收到41H的代码后就去字模文件中将代表A字的这一组数据送到显卡去点亮屏幕
上相应的点，你就看到“A”这个字了。
刚才我说了想要在LCD1602屏幕的第一行第一列显示一个"A"字,就要向
DDRAM的00H地址写入“A”字的代码41H就行了，可41H这一个字节的代码如
何才能让LCD模块在屏幕的阵点上显示“A”字呢？
同样，在LCD模块上也固化
了字模存储器，这就是CGROM和CGRAM。
HD44780内置了192个常用字符的字模，
存于字符产生器CGROM（CharacterGeneratorROM）中，另外还有8个允许用户
自定义的字符产生RAM，称为CGRAM（CharacterGeneratorRAM）。
下图说明了
CGROM和CGRAM与字符的对应关系。
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从上图可以看出，“A”字的对应上面高位代码为0100，对应左边低位代码
为0001，合起来就是01000001，也就是41H。
可见它的代码与我们PC中的字符
代码是基本一致的。
因此我们在向DDRAM写C51字符代码程序时甚至可以直接用
P1＝'A'这样的方法。
PC在编译时就把“A”先转为41H代码了。
字符代码0x00～0x0F为用户自定义的字符图形RAM（对于5X8点阵的字符，
可以存放8组，5X10点阵的字符，存放4组），就是CGRAM了。
后面我会详细说
的。
0x20～0x7F为标准的ASCII码，0xA0～0xFF为日文字符和希腊文字符，其
余字符码（0x10～0x1F及0x80～0x9F）没有定义。
那么如何对DDRAM的内容和地址进行具体操作呢，下面先说说HD44780的指
令集及其设置说明，请浏览该指令集，并找出对DDRAM的内容和地址进行操作的
指令。
共11条指令：
1.清屏指令
功能：
<1>清除液晶显示器，即将DDRAM的内容全部填入"空白"的ASCII
码20H;
<2>光标归位，即将光标撤回液晶显示屏的左上方;
<3>将地址计数器（AC）的值设为0。
2.光标归位指令
功能：
<1>把光标撤回到显示器的左上方;
<2>把地址计数器（AC）的值设置为0;
<3>保持DDRAM的内容不变。
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3.进入模式设置指令
功能：
设定每次定入1位数据后光标的移位方向，并且设定每次写入的一个
字符是否移动。
参数设定的
情况如下所示：
位名设置
I/D0=写入新数据后光标左移1=写入新数据后光标右移
S0=写入新数据后显示屏不移动1=写入新数据后显示屏整体右
移1个字符
4.显示开关控制指令
功能：
控制显示器开/关、光标显示/关闭以及光标是否闪烁。
参数设定的情
况如下：
位名设置
D0=显示功能关1=显示功能开
C0=无光标1=有光标
B0=光标闪烁1=光标不闪烁
5.设定显示屏或光标移动方向指令
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功能：
使光标移位或使整个显示屏幕移位。
参数设定的情况如下：
S/CR/L设定情况
00光标左移1格，且AC值减1
01光标右移1格，且AC值加1
10显示器上字符全部左移一格，但光标不动
11显示器上字符全部右移一格，但光标不动
6.功能设定指令
功能：
设定数据总线位数、显示的行数及字型。
参数设定的情况如下：
位名设置
DL0=数据总线为4位1=数据总线为8位
N0=显示1行1=显示2行
F0=5×7点阵/每字符1=5×10点阵/每字符
7.设定CGRAM地址指令
功能：
设定下一个要存入数据的CGRAM的地址。
DB5DB4DB3为字符号，也就是你将来要显示该字符时要用到的字符
地址。
（000~111）（能定义八个字符）
DB2DB1DB0为行号。
（000~111）（八行）
8.设定DDRAM地址指令
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功能：
设定下一个要存入数据的DDRAM的地址。
9.读取忙信号或AC地址指令
功能：
<1>读取忙碌信号BF的内容，BF=1表示液晶显示器忙，暂时无法接收单
片机送来的数据或指令;
当BF=0时，液晶显示器可以接收单片机送来的数据或指令;
<2>读取地址计数器（AC）的内容。
10.数据写入DDRAM或CGRAM指令一览
功能：
<1>将字符码写入DDRAM，以使液晶显示屏显示出相对应的字符;
<2>将使用者自己设计的图形存入CGRAM。
DB7DB6DB5可为任何数据，一般取“000”。
DB4DB3DB2DB1DB0对应于每行5点的字模数据。
11.从CGRAM或DDRAM读出数据的指令一览
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功能：
读取DDRAM或CGRAM中的内容。
基本操作时序：
读状态输入：
RS=L，RW=H，E=H输出：
DB0～DB7=状态字
写指令输入：
RS=L，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0～DB7=指令码输出：
无
读数据输入：
RS=H，RW=H，E=H输出：
DB0～DB7=数据
写数据输入：
RS=H，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0～DB7=数据输出：
无
2.显示字符
看了那么多是不是有些晕？
我也是啊，不过慢慢理解还是没问题的。
实际上面说了那么多具体怎么操作我还是没会啊？
好!
咱就简单点。
举个实例，就在LCD1602屏幕上第一行第一列显示个“A”字。
1.先初始化。
（老大！
好像上面没初始化这条指令啊！
）
先别拿东西扔我，说明书上是这么说的。
也就先写入些指令。
//先定义接口
#include
/*****************************************
P1------DB0～DB7P2.0------RS
P2.1------RW
P2.2------E
*****************************************/
#defineLCD_DBP1
sbitLCD_RS=P2^0;
sbitLCD_RW=P2^1;
sbitLCD_E=P2^2;
/******定义函数****************/
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
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voidLCD_init（void）;//初始化函数
voidLCD_write_command（ucharcommand）;//写指令函数
voidLCD_write_data（uchardat）;//写数据函数
voidLCD_disp_char（ucharx,uchary,uchardat）;//在某个屏幕位置上显示一
个字符,X（0-16）,y（1-2）
//voidLCD_check_busy（void）;//检查忙函数。
我没用到此函数，因为通过率极
低。
voiddelay_n40us（uintn）;//延时函数
//********************************
//*******初始化函数***************
voidLCD_init（void）
{
LCD_write_command（0x38）;//设置8位格式，2行，5x7
LCD_write_command（0x0c）;//整体显示，关光标，不闪烁
LCD_write_command（0x06）;//设定输入方式，增量不移位
LCD_write_command（0x01）;//清除屏幕显示
delay_n40us（100）;//实践证明，我的LCD1602上，用for循环200次就能可靠
完成清屏指令。
}
//********************************
//********写指令函数************
voidLCD_write_command（uchardat）
{
LCD_DB=dat;
LCD_RS=0;//指令
LCD_RW=0;//写入
LCD_E=1;//允许
LCD_E=0;
delay_n40us
（1）;//实践证明，我的LCD1602上，用for循环1次就能完成普通
写指令。
}
//*******************************
//********写数据函数*************
voidLCD_write_data（uchardat）
{
LCD_DB=dat;
LCD_RS=1;//数据
LCD_RW=0;//写入
LCD_E=1;//允许
LCD_E=0;
delay_n40us
（1）;
}
//********************************
//*******显示一个字符函数*********
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voidLCD_disp_char（ucharx,uchary,uchardat）
{
ucharaddress;
if（y==1）
address=0x80+x;
else
address=0xc0+x;
LCD_write_command（address）;
LCD_write_data（dat）;
}
//********************************
/*******检查忙函数*************
voidLCD_check_busy（）//实践证明，在我的LCD1602上，检查忙指令通
过率极低，以
{//至于不能正常使用LCD。
因
此我没有再用检查忙函数。
而使
do//用了延时的方法，延时还是非
常好用的。
我试了一下，用
{LCD_E=0;//for循环作延时，普通指令只要1
次循就
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