《C51单片机电子台历的设计与制作》由会员分享，可在线阅读，更多相关《C51单片机电子台历的设计与制作（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电子台历的设计与制作 第一部分实际应用 电子台历广泛用于单位 会议 电子精品 礼品 屋 赠送朋友 赠送亲人的物品 摆放于办公桌 书桌 或者车上 给人们的生活带来极大的便捷 第二部分项目成果展示 电子台历的设计与制作 1 任务设计并制作一个电子台历 2 要求 1 使用LCD1602显示 2 使用DS1302实现获取时间 3 支持定时闹铃 第三部分基本功能设计 系统具体功能如下 时间 日期显示 系统时间采用24小时制 正常情况下 系统显示当前的时间 日期 星期 显示格式为 第一行显示 年 月 日星期 第二行是 时 分 秒 闹铃功能 当系统时间与用户设定闹铃时间一致时 闹铃报警 报警时有声 光提示
2、时间为1分钟 报警过程中 可按任意键取消报警 设置功能 用户可对系统的时间 日期及闹铃时间进行设置 设计时为使用方便 可考虑单独设计设置时间 日期 星期 闹钟设置 数据增 减 信息设置确认 退出等键 第三部分基本功能设计 根据以上功能分析 电子台历结构如图所示 由单片机最小系统 按键模块 显示模块 闹铃模块 时钟模块等组成 知识要点 1 单片机最小系统 已学 2 按键扩展与使用 已学 3 蜂鸣器扩展 已学 4 DS1302的使用介绍 5 液晶显示器使用介绍 第四部分知识补充 一 DS1302的使用介绍DS1302是DALLAS 达拉斯 公司推出的涓流充电时钟芯片 内含有一个实时时钟 日历和31
3、字节静态RAM 通过简单的串行接口与单片机进行通信 实时时钟 日历电路提供秒 分 时 日 日期 月 年的信息 还包括每月的天数和闰年自动校正功能 时钟运行可以采用24小时制或带AM PM12制 DS1302采用三线接口与单片机进行同步串行的方式通信 1 DS1302的性能特性 实时时钟 RTC 计秒 分 时 日期 月 星期和年 并且带闰年 有效补偿到2100年 31字节 电池备份的 非易失性 NV RAM来存储数据 串行I O使得引脚数量最少 宽范围工作电压 2 0 5 5V 在2 0V时 功耗小于300nA 在时钟 RAM中读 写连续地址的方式为脉冲串式 8引脚DIP或可选的8引脚SOIC用
4、于表面安装 简单的3线接口 TTL兼容 Vcc 5V 图7 3DS1302的引脚图可选工业级温度范围 40 85 2 DS1302的引脚介绍 X1 X2是32 768KHz晶振的引脚 VCC2是电源供电引脚 VCC1是3V纽扣电池的供电引脚 SCLK为与单片机串行通信的时钟引脚 I O为与单片机传送数据的引脚 RST是DS1302的复位引脚 低电平有效 3 典型用法 uP为单片机 晶振为32 768KHz 4 DS1302的内部日历 时钟寄存器 DS1302内部日历 时钟寄存器 如图所示 图中左侧为命令寄存器 依次为秒 分 时 日 月 星期 年 控制 涓流充电控制 时钟多字节十个读写命令 右侧
5、为相应的日历 时钟数据寄存器 以BCD码形式存储 4 DS1302的内部日历 时钟寄存器 4 DS1302的内部日历 时钟寄存器 秒命令寄存器 当对秒寄存器进行写操作时 其值为80h 当对秒寄存器进行读操作时 其值为81h 右上角的秒寄存器的秒值是用BCD码表示的 其中 CH 表示时钟停止位 为0振荡器工作允许 为1振荡器停止 10秒 表示秒十位的BCD码 秒 代表个位的BCD码 时钟 日历多字节读写命令 在读取或修改时钟 日历信息时 只需一次选通 就可以连续操作 读命令为BFh 写命令为BEh 其余命令均为单字节操作 每个时间或日历信息修改时需要单独选通 4 DS1302的内部日历 时钟寄存
6、器 小时数据寄存器的第7位为12 24小时标志 值为1时是12小时模式 值为0时是24小时模式 第5位表示AM PM定义 A P 1下午模式 A P 0上午模式 控制寄存器中WP为写保护位 为0时 寄存器数据写入使能 为l时 寄存器数据写入禁止 涓流寄存器中TCS表示涓流充电选择 DS表示二极管选择位 RS表示电阻选择位 TCS 1010能使涓流充电 TCS等于其他禁止涓流充电 DS 01选择一个二极管 DS 10选择两个二极管 DS 00或11 充电功能也被禁止 RS 00 未接电阻 RS 01 接2k电阻 RS 10 接4k 电阻 RS 11 接8k 电阻 5 DS1302的操作时序 对D
7、S1302进行读 写操作时 必须遵循先写命令再读 写 数据的基本原则 要对DS1302进行读 写命令 数据操作 必须遵循其操作时序 5 DS1302的操作时序 图中I O的阴影部分信号不稳定 无阴影部分信号稳定 数据有效 写操作时 在SCLK的上升沿必须保证数据有效 在写命令时序中 WRITECOMMANDBYTE tCC表示从完成复位到写第一位数据建立的时间 要求大于1 S tDC表示建立有效数据位的时间 要求大于50nS 其实由于时间非常短 可以不考虑 只需在编写程序时先送数据再拉高SCLK即可 tCDH表示有效数据保持的时间 tCL表示低电平保持的时间 必须在这段时间建立好下一位要发送的
8、数据 要求大于250nS WRITEDATA为写数据 与写命令方法一致 但要注意 RST为低电平时 所有传送数据被终止 I O引脚为高阻 上电后 RST变为高电平时 SCLK必须保持逻辑低电平 5 DS1302的操作时序 函数名 RTInputByte 功能 实时时钟写入一字节说明 往DS1302写入1Byte数据 内部函数 入口参数 d写入的数据返回值 无voidRTInputByte unsignedchard unsignedchari for i 8 i 0 i T IO d 5 DS1302的操作时序 5 DS1302的操作时序 DS1302的数据读取是先写后读 即先写命令 后读数据
9、 当第8位读命令的SCLK下降沿后延时tCDD 最多200nS 后 第一位数据被DS1302输出 单片机可在此时读取 随后SCLK变为高电平 保持时间为tCCZ 必须大于70nS 以保证DS1302将下一位数据准备好 由于是单字节命令 所以每一字节数据读完后 应拉低70nS tCDZ 以上时间 5 DS1302的操作时序 函数名 RTOutputByte 功能 实时时钟读取一字节说明 从DS1302读取1Byte数据 内部函数 入口参数 无返回值 ACCunsignedcharRTOutputByte void unsignedchari data for i 8 i 0 i data dat
10、a 1 if T IO data 0 x80 T CLK 1 T CLK 0 return data 5 DS1302的操作时序 为了使用更加灵活 通常调用以上的写程序和读时程序 组合成一个带写地址和读 写数据的程序 具体如下 voidWrite1302 unsignedcharucAddr unsignedcharucDa T RST 0 T CLK 0 T RST 1 RTInputByte ucAddr 地址 命令clk1 0RTInputByte ucDa 写1Byte数据T CLK 1 T RST 0 5 DS1302的操作时序 unsignedcharRead1302 unsign
11、edcharucAddr unsignedcharucData T RST 0 T CLK 0 T RST 1 RTInputByte ucAddr 地址 命令ucData RTOutputByte 读1Byte数据T CLK 1 T RST 0 return ucData 5 DS1302的操作时序 DS1302时钟 日历芯片在使用的过程中 往往需要初始化时钟 日历信息 结合上两段程序 具体程序编写如下 函数名 Set1302 功能 设置初始时间说明 先写地址 后读命令 数据 寄存器多字节方式 调用 Write1302 入口参数 pClock 设置时钟数据地址格式为 秒分时日月星期年7Byt
12、e BCD码 1B1B1B1B1B1B1B返回值 无 5 DS1302的操作时序 voidSet1302 unsignedchar pClock unsignedchari unsignedcharucAddr 0 x80 初始化首地址Write1302 0 x8e 0 x00 控制命令 WP 0 写操作for i 7 i 0 i Write1302 ucAddr pClock 秒分时日月星期年pClock ucAddr 2 Write1302 0 x8e 0 x80 控制命令 WP 1 写保护 二 液晶显示器的使用 液晶显示器的显像原理 是将液晶置于两片导电玻璃之间 靠两个电极间电场的驱动
13、引起液晶分子扭曲向列的电场效应 以控制光源透射或遮蔽功能 在电源关开之间产生明暗而将影像显示出来 液晶显示器件中的每个显示像素都可以被电场控制 不同的显示像素按照驱动信号的 指挥 在显示屏上合成出各种字符 数字及图形 液晶显示驱动器的功能就是建立这样的电场 1 液晶显示器的说明 液晶显示器件是一种高新技术的基础元器件 虽然其应用已经很广泛了 但对很多人来说 使用 装配时仍感到困难 特别是点阵型液晶显示器件 使用者感到更是无从下手 特殊的连接方式和所需的专用设备也非人人了解和具备 所以一般液晶显示器件是将液晶显示器件与控制 驱动集成电路装在一起 形成一个功能部件 市场上供应的液晶显示模块主要有以
14、下几种 2 液晶显示器分类 1 数显液晶模块数显液晶是一种由段型液晶显示器件与专用的集成电路组装成一体的功能部件 只能显示数字和一些标识符号 2 液晶点阵字符模块液晶点阵字符是由点阵字符液晶显示器件和专用的行 列驱动器 控制器 以及必要的连接件 结构件装配而成的 可以显示数字和西文字符 3 液晶点阵图形模块液晶点阵图形模块也是点阵模块的一种 其特点是点阵像素连续排列 行和列在排布中均没有空格 因此可以显示连续 完整的图形 由于它也是有X Y矩阵像素构成的 所以除显示图形外 也可以显示字符 下面以字符型液晶显示模块为例介绍其原理与应用 3 字符型液晶显示模块 字符型液晶显示模块是一类专用于显示字
15、母 数字和符号等的点阵型液晶显示模块 接口格式统一 比较通用 无论显示屏的尺寸如何 它的操作指令及其形成的模块接口信号定义都是兼容的 这类液晶显示器的型号通常为XXX1602 XXX1604 XXX2002和XXX2004等 对于XXX1602 其中XXX为商标名称 16代表液晶每行可显示16个字符 02表示共有两行 即这种显示器可同时显示32个字符 RT 1602C采用标准的16脚接口 各引脚情况如下 第1脚 VSS 电源地第2脚 VDD 5V电源第3脚 V0 液晶显示偏压信号 一般加电位器调整第4脚 RS 数据 命令选择端 高电平时选择数据寄存器 低电平时选择指令寄存器 3 1 1字符型液
16、晶显示模块RT 1602C的外观与引脚 3 11602液晶模块 第5脚 R W 读 写选择端 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 BLA 背光源正极第16脚 BLK 背光源负极 控制器采用HD44780 驱动器采用HD44100 HD44780是集控制器 驱动器于一体 专用于字符显示控制驱动集成电路 HD44100是作扩展显示字符位的 HD44780是字符型液晶显示控制器的代表电路 HD44780集成电路的特点 1 可选择5 7或5 10点字符 2 HD44780不仅作为控制器而且还具有驱动40 16点阵液晶像素的能力 并且HD44780的驱动能力可通过外接驱动器扩展360列驱动 3 1 2内部部件1 显示缓冲器DDRAM 与显示位置一一对应 2 用户自定义CGRAM 可写入用户定义的8 4 个汉字3 内部CGRAM存
