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课程设计doc
基于单片机的LCD1602液晶电子时钟
王铭
（电子123学号2012131016）
摘要:
随着单片机技术的飞速发展，在其推动下，现代的电子产品几乎渗透到了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高。
时间就是金钱、时间就是生命、时间就是胜利……，准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要，时钟是我们生活中必不可少的工具。
电子钟的设计方法有很多种，但是基于单片机并通过LCD显示的电子时钟具有编程灵活、精确度高、便于携带、显示直观等特点。
利用AT89C51单片机控制，通过1602字符液晶显示实时时钟信息，这样便构成了一个单片机电子时钟。
关键字：
AT89S52单片机、LCD1602液晶显示器，按键，调时，校准。
1 引言
时间，对人们来说是非常宝贵的，准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要。
因此自从时钟发明的那刻起，就成为人类的好朋友。
随着时间的流逝，科学技术的不断发展和提高，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。
怎样让时钟更好、更方便、更精确的显示时间，这就要求人们不断设计研发出新型的时钟。
高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校。
数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LCD显示器代替指针进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。
时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。
在单片机的应用系统中，时钟有两个方面的含义：
一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：
一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时器/计数器来实现；二是用专门的时钟芯片实现。
2总体架构
按照系统的设计功能要求，本时钟系统的设计必须采用单片机软件系统实现，用单片机的自动控制能力配合按键控制，来控制时钟的调整及显示。
在本系统的电路设计方框图如图一所示，它由三部分组成:
①控制部分主芯片采用单片机AT89S52；
②显示部分采用液晶显示器实现时钟显示；
③时钟调节部分使用按键来控制；
图一：
系统总原理图
3.系统设计
3.1单片机控制系统
本次设计时钟电路，使用了ATC89C51单片机芯片控制电路，单片机控制电路简单且省去了很多复杂的线路，使得电路简明易懂，使用键盘键上的按键来调整时钟的时、分、秒，同时使用C语言程序来控制整个时钟显示，使得编程变得更容易，这样通过三个模块：
键盘、芯片、显示屏即可满足设计要求。
3.2．各部分功能实现
3.2.1.控制部分（AT89C51）
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
单片机最小系统
单片机最小系统主要由复位电路，晶振电路，电源等几部分组成。
图二：
最小系统电路
3.2.2键盘控制系统设计
按键需要4个，分别实现为时间调整、小时的加、分钟的减、退出四个功能。
用单片机的4个I/O口接收控制信号，其电路如图。
图三：
键盘控制图
3.2.3.显示电路。
图四：
显示电路图
1602液晶概述
工业字符型液晶，1602是指显示的内容为16*2，能同时显示两行，每行16个字符。
常见的1602字符液晶有两种，一种显示绿色背光黑色字体，另一种显示蓝色背光白色字体，目前市面上绝大多数基于HD44780液晶芯片控制，原理是完全相同的。
本课题所用1602液晶模块，显示屏是蓝色背光白色字体。
图五：
1602图
1602引脚介绍
编号
符号
引脚说明
编号
符号
引脚说明
1
GND
电源地
2
VCC
电源正极
3
VO
液晶显示对比度调节端
4
RS
数据/命令选择端
5
R/W
读写选择
6
E
使能信号
7
D0
数据口
8
D1
数据口
9
D2
数据口
10
D3
数据口
11
D4
数据口
12
D5
数据口
13
D6
数据口
14
D7
数据口
15
BLA
背光电源正
16
BLK
背光电源负
1602字符液晶引脚说明
各个引脚具体功能说明：
第1脚：
GND为地电源。
第2脚：
VCC接5V正电源。
第3脚：
VO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重影，使用一个1K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：
R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
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：
DB0~DB7为8位双向数据线。
第15~16脚：
背光灯电源。
1602字符液晶使用方法
操作
输入
输出
读状态
RS＝L，RW＝H，E＝H
D0~D7＝状态字
写指令
RS＝L，RW＝L，D0~D7＝指令码，E＝高脉冲
无
读数据
RS＝H，RW＝H，E＝H
D0~D7＝数据
写数据
RS＝H，RW＝L，D0~D7＝数据，E＝高脉冲
无
4.软件设计
4.1软件主要要完成的功能
（1）显示时间程序
用软件调节时间，通过程序的调节，最后用LCD现实时钟
（2）调节时间程序
按键调节时间，能实现时、分的调节
4.2软件设计的主要流程
（1）系统总的流程
主要功能是负责时间的显示，通过写地址和写数据来实现时间的调节和控制，最后通过调用显示子程序显示出来
（2）时间控制程序
时间控制程序，用中断准确的控制时间，采用60进制，60秒为一分钟，60分钟为一个小时，全天设置为24小时。
程序流程图如图:
.
图六：
程序流程图
程序用C语言编写，代码见附录，编程时采用KEILC，而仿真用PROTUES，仿真时仿真图如图。
图七：
PROTUES仿真图
图八：
实物图
5小结
众所周知，单片机是电子信息工程专业的一们重要的课程，也是当今电子行业的重要分支之一，应用范围之广，普遍程度之高大家有目共睹，所以学好单片机对于电子信息工程专业的学生来说至关重要，甚至直接关系到日后的就业。
正因为这重要性才需要我们去实践，去锻炼。
在此次课程设计中，在最初的写程序及设计时遇到了一些困难。
因为一开始课堂上接触的是汇编语句，但汇编语句不易读懂，所以难以下手。
后来经过上网了解知道有郭天翔老师的“十天学会单片机”，下载来认真看了后大有所得，也因为之前的C基础，比较容易上手，所以最后程序是用C程序编写。
这样来不仅进一步增强了自己对单片机的兴趣，也让自己对单片机的认识又有新的提高。
在经过后面的查阅，知道单片机深入我们生活的方方面又让我“一定要学好单片机”的念头更深了。
虽然此次的选题难度并不大，但是就是这样一个简单的题目却让我明白“纸上得来终觉浅”的深刻意义。
经过一次次的修改程序和软件调试，使我了解了KEILC和PROTUES软件的使用，为日后自己主动地去设计一些东西打下了基础。
在设计硬件部分时，动手能力的确得加强，很感谢同学的无私帮忙和耐心协助才得以电路板一次成功，让我明白合作总比一个人无谓的单干要好的多。
当然在此期间也出现了不少问题，如：
1.在写程序的时候，中断的灵活使用掌握不是很好；2.焊电路板时一开始没有焊接液晶1602的调背光电阻，使得显示效果不是很好。
但这些问题最后都迎刃而解，让我知道查阅资料的重要性。
通过此次课程设计，我们懂得不管做什么事都要有恒心，只要坚持一切都会会实现的。
让我了解了1602的基本知识和使用方法，激发了强烈的兴趣，也重新让我温习了下WORD的使用。
感谢老师的教导，感谢同学的帮助。
参考文献
[1]陈权昌,李兴富.单片机原理及应用.广州:
华南理工大学出版社,2007.8
[2]李庆亮.C语言程序设计实用教程.北京:
机械工业出版社,2005.3
[3]王艳春现代通信综合实验教程哈尔滨工业大学出版社2011.7
[4]刘宁.单片机多功能时钟的设计.浙江:
浙江海洋学院,2009.
[5]汪文，陈林.单片机原理及应用.湖北:
华中科技大学出版社,2007.
[6]康华光.电子技术基础数字部分.北京:
高等教育出版社,2008.
[7]杨欣．电子设计从零开始.北京:
清华大学出版社,2005.
[8]唐勇.基于单片机的电子钟的设计.湖南:
湖南工学院,2007.
附录
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineKEY_IOP3
//#defineLCD_IOP0
sbitLCD_RS=P2^0;
sbitLCD_RW=P2^1;
sbitLCD_EN=P2^2;
sbitSPK=P1^2;
sbitLED=P2^4;
bitnew_s,modify=0;
chart0,sec=50,min=59,hour=23;
charcodeLCD_line1[]="DesignedbyZELD";
charcodeLCD_line2[]="Timer:
00:
00:
00";
charTimer_buf[]="23:
59:
50";
//---------------------------------------------------
voiddelay（uintz）
{
intx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
//---------------------------------------------------
/*voidW_LCD_Com（ucharcom）//写指令
{
LCD_RS=0;P0=com;//LCD_RS和R/W都为低电平时，写入指令LCD_EN=1;delay（5）;LCD_EN=0;//用EN输入一个高脉冲
}//************************/
voidW_LCD_Com（ucharcom）
{
LCD_RS=0;
P0=com;//P1
delay（5）;
LCD_EN=1;
delay（5）;
LCD_EN=0;
}
//---------------------------------------------------
/*voidW_LCD_Dat（uchardat）//写数据
{
LCD_RS=1;P0=daLCD_ENt;//LCD_RS为高、R/W为低时，写入数据LCD_EN=1;delay（5）;LCD_EN=0;//用EN输入一个高脉冲
}*/
voidW_LCD_Dat（uchardat）
{
LCD_RS=1;
P0=dat;
delay（5）;
LCD_EN=1;
delay（5）;
LCD_EN=0;
}
//---------------------------------------------------
voidW_LCD_STR（uchar*s）//写字符串
{
while（*s）W_LCD_Dat（*s++）;}//---------------------------------------------------
voidW_BUFF（void）//填写显示缓冲区
{
Timer_buf[7]=sec%10+48;Timer_buf[6]=sec/10+48;Timer_buf[4]=min%10+48;Timer_buf[3]=min/10+48;Timer_buf[1]=hour%10+48;Timer_buf[0]=hour/10+48;W_LCD_Com（0xc0+7）;W_LCD_STR（Timer_buf）;
}
//---------------------------------------------------
ucharread_key（void）
{
ucharx1,x2;
KEY_IO=255;
x1=KEY_IO;
if（x1!
=255）{
delay（100）;
x2=KEY_IO;
if（x1!
=x2）return255;
while（x2!
=255）x2=KEY_IO;
if（x1==0x7f）return0;
elseif（x1==0xbf）return1;
elseif（x1==0xdf）return2;
elseif（x1==0xef）return3;
elseif（x1==0xf7）return4;
}
return255;
}
//---------------------------------------------------
voidInit（）
{
LCD_RW=0;
W_LCD_Com（0x38）;delay（50）;
W_LCD_Com（0x0c）;
W_LCD_Com（0x06）;
W_LCD_Com（0x01）;
W_LCD_Com（0x80）;
W_LCD_STR（LCD_line1）;
W_LCD_Com（0xC0）;
W_LCD_STR（LCD_line2）;
TMOD=0x01;//T0定时方式1
TH0=0x4c;
TR0=1;//启动T0
PT0=1;//高优先级,以保证定时精度
ET0=1;
EA=1;
}
//---------------------------------------------------
voidmain（）
{
uinti,j;
ucharKey;
Init（）;
while
（1）{
//-------------------------------
if（new_s）{//如果出现了新的一秒,修改时间
new_s=0;sec++;sec%=60;
if（!
sec）{min++;min%=60;
if（!
min）{hour++;hour%=24;}
}
W_BUFF（）;//写显示
//-------------------------------
if（!
sec&&!
min）{//整点报时
for（i=0;i<200;i++）{
SPK=0;for（j=0;j<100;j++）;
SPK=1;for（j=0;j<100;j++）;
}}
}
//-------------------------------
Key=read_key（）;//读出按键
switch（Key）{//分别处理四个按键
case0:
modify=1;break;
case1:
if（modify）{min++;min%=60;W_BUFF（）;break;}
case2:
if（modify）{hour++;hour%=24;W_BUFF（）;break;}case3:
modify=0;break;
}}
}
//---------------------------------------------------
voidtimer0（void）interrupt1//T0中断函数,50ms执行一次
{
TH0=0x4c;
t0++;t0%=20;//20,一秒钟
if（t0==0）{new_s=1;LED=~LED;}
if（modify）LED=0;
}
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