lcd显示的秒表单片机课程设计Word文档格式.docx
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AT89C51是128字节内部RAM,4KB可编程Flash存储器（可擦写1000次）,三级程序存储器保密,静态工作频率:
0Hz-24MHz,2个16位定时/计数器,一个串行通讯口,6个中断源,32条I/O引线,有片内时种振荡器。
输入输出引脚资料:
（1）P0端口[P0.0-P0.7]P0是一个8位漏极开路型双向I/O端口，端口置1（对端口写1）时作高阻抗输入端。
作为输出口时能驱动8个TTL。
在访问外部程序和外部数据存储器时，P0口是分时转换的地址（低8位）/数据总线，访问期间内部的上拉电阻起作用。
（2）P1端口[P1.0－P1.7]P1是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。
输出时可驱动4个TTL。
端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。
（3）P2端口[P2.0－P2.7]P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。
在访问外部程序和16位外部数据存储器时，P2口送出高8位地址。
而在访问8位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变。
（4）P3端口[P3.0－P3.7]P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。
其它控制或复用引脚:
（1）ALE/PROG30访问外部存储器时，ALE（地址锁存允许）的输出用于锁存地址的低位字节。
即使不访问外部存储器，ALE端仍以不变的频率输出脉冲信号（此频率是振荡器频率的1/6）。
在访问外部数据存储器时，出现一个ALE脉冲。
（2）PSEN29该引是外部程序存储器的选通信号输出端。
当AT89C51由外部程序存储器取指令或常数时，每个机器周期输出2个脉冲即两次有效。
但访问外部数据存储器时，将不会有脉冲输出。
（3）EA/Vpp31外部访问允许端。
当该引脚访问外部程序存储器时，应输入低电平。
要使AT89C51只访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH）,这时该引脚必须保持低电平。
AT89C51特殊功能寄存器列表（适用于同一架构的芯片）
符 号
地 址
注 释
*ACC
E0H
累加器
*B
F0H
乘法寄存器
*PSW
D0H
程序状态字
SP
81H
堆栈指针
DPL
82H
数据存储器指针低8位
DPH
83H
数据存储器指针高8位
*IE
A8H
中断允许控制器
*IP
D8H
中断优先控制器
*P0
80H
端口0
*P1
90H
端口1
*P2
A0H
端口2
*P3
B0H
端口3
PCON
87H
电源控制及波特率选择
*SCON
98H
串行口控制器
SBUF
99H
串行数据缓冲器
*TCON
88H
定时器控制
TMOD
89H
定时器方式选择
TL0
8AH
定时器0低8位
TL1
8BH
定时器1低8位
TH0
8CH
TH1
8DH
定时器1高8位
带*号的特殊功能寄存器都是可以位寻址的寄存器
4.11602LCD
1602字符型LCD简介:
字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。
1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780.
1602LCD主要技术参数：
显示容量:
16×
2个字符
芯片工作电压:
4.5—5.5V
工作电流:
2.0mA（5.0V）
模块最佳工作电压:
5.0V
字符尺寸:
2.95×
4.35（W×
H）mm
引脚功能说明:
1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如下表1所示:
编号
符号
引脚说明
1
VSS
电源地
9
D2
数据
2
VDD
电源正极
10
D3
3
VL
液晶显示偏压
11
D4
4
RS
数据/命令选择
12
D5
5
R/W
读/写选择
13
D6
6
E
使能信号
14
D7
7
D0
15
BLA
背光源正极
8
D1
16
BLK
背光源负极
表1:
引脚接口说明
第1脚：
VSS为地电源。
第2脚：
VDD接5V正电源。
第3脚：
VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，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：
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。
当RS和R/W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R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W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脚：
背光源正极。
第16脚：
背光源负极。
1602LCD的指令说明及时序:
1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如下表2所示：
序号
指令
清显示
光标返回
*
置输入模式
I/D
S
显示开/关控制
D
C
B
光标或字符移位
S/C
R/L
置功能
DL
N
F
置字符发生存贮器地址
字符发生存贮器地址
置数据存贮器地址
显示数据存贮器地址
读忙标志或地址
BF
计数器地址
写数到CGRAM或DDRAM）
要写的数据内容
从CGRAM或DDRAM读数
读出的数据内容
表2:
控制命令表
1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。
（说明：
1为高电平、0为低电平）
指令1：
清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置。
指令2：
光标复位，光标返回到地址00H。
指令3：
光标和显示模式设置I/D：
光标移动方向，高电平右移，低电平左移S:
屏幕上所有文字是否左移或者右移。
高电平表示有效，低电平则无效。
指令4：
显示开关控制。
D：
控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示C：
控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标B：
控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。
指令5：
光标或显示移位S/C：
高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。
指令6：
功能设置命令DL：
高电平时为4位总线，低电平时为8位总线N：
低电平时为单行显示，高电平时双行显示F:
低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。
指令7：
字符发生器RAM地址设置。
指令8：
DDRAM地址设置。
指令9：
读忙信号和光标地址BF：
为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙
指令10：
写数据。
指令11：
读数据。
与HD44780相兼容的芯片时序下表3如下：
读状态
输入
RS=L，R/W=H，E=H
输出
D0—D7=状态字
写指令
RS=L，R/W=L，D0—D7=指令码，E=高脉冲
无
读数据
RS=H，R/W=H，E=H
D0—D7=数据
写数据
RS=H，R/W=L，D0—D7=数据，E=高脉冲
表3:
基本操作时序表
读写操作时序如图2和3所示：
图2读操作时序
图3写操作时序
1602LCD的RAM地址映射及标准字库表:
液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。
要显示字符时要先输入显示字符地址，图4是1602的内部显示地址。
图41602LCD内部显示地址
例如第二行第一个字符的地址是40H，因为写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平1所以实际写入的数据应该是01000000B（40H）+10000000B（80H）=11000000B（C0H）。
在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。
每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。
1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，如图5所示，这些字符有：
阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码
图5字符代码与图形对应图
1602LCD的一般初始化（复位）过程:
延时15mS
写指令38H（不检测忙信号）
延时5mS
以后每次写指令、读/写数据操作均需要检测忙信号
写指令38H：
显示模式设置
写指令08H：
显示关闭
写指令01H：
显示清屏
写指令06H：
显示光标移动设置
写指令0CH：
显示开及光标设置
五、电路分析
总体设计分析
本系统中，硬件电路主要有电源电路，晶振电路，复位电路，显示电路以及一些按键电路等，本系统采用AT89C51单片机为中心器件，利用定时器计数器定时和记数的原理，结合硬件电路如电源电路，晶振电路，复位电路，显示电路，蜂鸣器电路以及一些按键电路等来设计计数器，将软、硬件有机地结合起来。
硬件系统采用PROTEUS功能来实现，简单且易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。
5.1电源电路
电源电路是系统最基本的部分，任何电路都离不开电源部分，
随着半导体工艺的发展，稳压电路也采用集成电路器件来制成。
可采用独立的稳压电源。
这种供电方式的优点是稳压可靠，且有各种成熟电路可供选择。
由集成稳压器具有体积小，外界线路简单，使用方便，工作可靠等优点。
因此，在各种电子设备中应用十分普遍，为了跟上时代的发展，可采用W7800系列三端稳压器，主要利用它的输出电压是固定的在使用中不能进行调整等优点。
5.2晶振电路
AT89C51内部的振荡电路是一个高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此反向振荡放大器的输入端和输出端。
该反向放大器可以配置为内部方式的片内振荡器。
如图所示，这里选用12MHE的内部振荡方式，电路如下：
电容器C1,C2起稳定振荡频率，快速起振的作用，C1，C2可在20~100PF之间取，这里取30PF，接线时要使晶振振荡器尽可能接近单片机。
5.3复位电路
采用上电+按键复位电路，上电后，由于电容充电，使RST持续一段时间高电平时间。
当单片机已在运行之中时，按下复位按键也能使RST持续一段时间的高电平，从而实现上电加开关复位的操作。
这不仅能时单片机复位，而且还能使单片机的外围芯片也同时复位，当程序出现错误时，可以随时使电路复位。
复位是单片机的初始化操作。
其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。
除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。
除PC之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表1所示。
寄存器
复位状态
PC
0000H
TCON
00H
ACC
TL0
PSW
TH0
SP
07H
TL1
DPTR
TH1
P0-P3
FFH
SCON
IP
XX000000B
SBUF
不定
IE
0X000000B
PCON
0XXX0000B
TMOD
表1一些寄存器的复位状态
因STC89C52单片机需高电平（3.7～5.5V）复位，且复位时流入单片机的电流不能超过10mA。
具体参数：
根据所需要的复位参数可得当按下SW键时出现两个机器周期的高电平在单片机REST端产生的压降等于:
=
图复位电路
5.4显示电路
显示电路既可以选用液晶显示器，也可以选用数码管显示，我们采用液晶显示电路
1602LCD引脚接口说明
DataI/O
液晶显示偏压信号
数据命令选择端口（H/L）
读/写选择端（H/L）
显示电路部分引脚分析：
3脚：
VL，液晶显示偏压信号，用于调整LCD1602的显示对比度，一般会外接电位器用以调整偏压信号，此脚电压为0时可以得到最强的对比度。
4脚：
RS，数据/命令选择端，当此脚为高电平时，可以对1602进行数据字节的传输操作，而为低电平时，则是进行命令字节的传输操作。
命令字节，即是用来对LCD1602的一些工作方式作设置的字节；
数据字节，即使用以在1602上显示字节。
5脚：
R/W，读写选择端。
当此脚为高电平可对LCD1602进行读数据操作，反之进
行写数据操作。
6脚：
E，使能信号，其实是LCD1602的数据控制时钟信号，利用该信号的上升沿实现对LCD1602的数据传输。
7~14脚：
8位并行数据口，使得对LCD1602的数据读写大为方便。
基本操作时序：
（1）读状态：
输入：
RS=L,RW=H,E=H；
输出：
D0~D7=状态字
（2）写指令：
RS=L,RW=L,D0~D7=指令码，E=高脉冲；
（3）读数据：
RS=H,RW=H,E=H；
D0~D7=数据
（4）写数据：
RS=H,RW=L,D0~D7=数据，E=高脉冲；
需要两个写时序：
①当我们要写指令字，设置LCD1602的工作方式时：
需要把RS置为低电平，RW置为低电平，然后将数据送到数据口D0~D7，最后E引脚一个高脉冲将数据写入。
②当我们要写入数据字，在1602上实现显示时：
需要把RS置为高电平，RW置为低电平，然后将数据送到数据口D0~D7，最后E引脚一个高脉冲将数据写入。
6、代码分析
#include<
reg51.h>
#include<
intrins.h>
皆属于头文件，前者是定义51单片机特殊功能寄存器和位寄存器的，后者包含特殊指令例如：
crol（）,cror（）。
#defineucharunsignedchar,#defineuintunsignedint,definedelayNOP（）{nop（）;
nop（）;
nop（）}皆属于宏定义，后者是将三个延时周期定义在一起，用一个delayNOP（）表示。
VoidLCD_intialize,voidLCD_Set_POS（uchar）,voidDisplay_String（char*,char）；
皆为调用函数，第一个是调用LCD初始化函数；
第二个是调用LCD的显示位置函数；
第三个是调用LCD写数据函数；
第四个是调用LCD指定行上显示字符串函数。
SbitK1=P1^0，sbitK2=P2^1,sbitBEEP=3^0,sbitLCD_RS=P2^0,sbitLCD_RW=P2^1,sbitLCD_EN=P2^2;
皆为个函数接口声明，定义K1、K2为两个控制开关；
定义BEEP为扬声器接口；
RS为寄存器选择高电平
（1）时选择数据寄存器、低电平（0）时选择指令寄存器；
RS为读写信号，高电平
（1）时惊醒读操作，低电平（0）时进行写操作；
E（或EN）端为使能端（enable）,将单片机与LCD1602显示器连接。
UcharKeyCount=0;
KeyCount为按键计数变量，用于累计按键的次数。
定义其为无符号整型，并且付初值为0.
ucharcodemsg1[]={"
SecondWatch0"
}，ucharcodemsg2[]={"
>
"
}；
定义两个一维数组，在protues仿真软件中，当按下play键后，1602LCD显示屏是会出现这两个数组中的字符。
ucharcodePrompts[][16]=
{
{"
:
1---->
},
2---->
:
2"
1->
2:
3-->
4"
}
}
定义一个二维数组，将其中的一维显示于1602LCD上。
K1为启停控制按钮，第一次按下时开始计数，显示“：
：
1--”；
当第二次按下时停止计数，显示"
；
……
ucharTime_Buffer[]={0,0,0,0}，ucharLCD_Display_Buffer[]={"
00:
00"
};
定义两个数组，一个用于计时缓冲，一个用于显示时间缓冲。
voidBeeP（）
uchari,j=70;
for（i=0;
i<
180;
i++）
{
while（--j）;
BEEP=~BEEP;
}
BEEP=0;
}定义一个调用蜂鸣器的子函数。
For（i=0;
i++）用于控制蜂鸣器响的时间，BEEP=~BEEP用于使蜂鸣器进行短暂的响一下又不响的效果。
因为蜂鸣器接地，只有当P3.0接入高电平（即1）时，蜂鸣器才工作。
所以在响了一声过后，级（执行完成之后）将BEEP赋值为0，让它处于不导通状态，蜂鸣器不响。
voidDelayX（uintms）
uchari;
while（ms--）for（i=0;
120;
i++）;
}定义一个延时子函数
voidShow_Second（）
LCD_Set_POS（0X45）;
设置LCD显示起点
for（i=3;
i!
=0xff;
i--）
{
将两位整数的1、100s，秒，分，时转换为8位数字字符
LCD_Display_Buffer[2*i+1]=Time_Buffer[i]/10+'
0'
;
LCD_Display_Buffer[2*i]=Time_Buffer[i]%10+'
在i=3,2,1,0时分别显示时，分，秒，1/100s
LCD_Write_Data（LCD_Display_Buffer[2*i+1]）;
LCD_Write_Data（LCD_Display_Buffer[2*i]）;
LCD_Write_Data（'
'
）;
}定义显示计时函数
}LCD_Set_POS（0X45），调用函数，用于调用设置显示位置函数，在此子函数中又嵌套了一个函数调用，LCD_Write_Command（Position|0X80）（即LCD_Write_Command（0X45|0X80））函数。
进行或操作：
45
80
C5
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