《液晶电子钟显示》巫祎群

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1、作者:日期:兀辿竺罗Wuxi institute of Commerce单片机定时控制器系统实践实训报告项目名称：液晶电子钟显示姓名：巫祎群学 号:11137233专业:电气自动化成 绩:_第一章课题要求与设计方案 21.1课题研究现状 错误!未定义书签。21。2课题要求21.3设计方案一 2第二章系统硬件组成与实现方法4.2。1单片机模块设计 42.1。1单片机概述 4最小系统组成 42。1。3定时器模块概述 52。2按键显示模块设计 62。2.1按键功能原理 6按键接口电路设计一 62.3显示模块设计 7液晶显示原理 72.3。2液晶显示电路设计一 72.4按键模块设计 82。4.1按键原

2、理2。4。2按键电路设计 9第三章系统软件结构与实现方法_10103。1定时器模块程序设计3。1.1定时器初始化 103。1。2定时中断程序设计 103。2显示模块程序设计.113.3按键模块程序设计 12第四章 系统测试与心得 134.1系统测试与结果 134。2课程设计心得 14第一章课题要求与设计方案1。1课题研究现状电子钟亦称数显钟（数字显示钟），是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机 械时钟相比，直观性为其主要显著特点，且因非机械驱动，具有更长的使用寿命，相较石英钟的石 英机芯驱动，更具准确性。电子钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭 以及车站、码头、

3、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大地方便。目前，在国内，电子钟因LCD数字显示效用直接有效，所以大多运用在城市的主要营业场所， 以及车站、码头等公共场所。在对公共场所的电子钟设定的时候 ，使用者还可根据周边的气候、温 度等对LCD屏进行设置。同时，因为LCD的显示耗电量很省，所以能够保持持续的工作效果。与传统的机械钟先比，电子钟具有更优异的优点。由于电子钟采用数字集成电路的发展和采 用了先进的石英技术，使电子钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，电子钟用于定时自 动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播及自动控制等各个领域。1。2课题要求1、使用定时器制

4、作一个24小时制电子钟2、 使用1602液晶显示当前时间，第一行固定显示当前日期（年：月：日）第二行动态显示当 前时间，格式为XX : XX : XX3、能借助按键设置时钟时间，共用三个按钮，分别控制时、分、秒4、重新启动后时钟时间可重新开始1。3设计方案硬件说明：用51单片机的定时 计数器、时钟电路、LCD1602液晶显示器设计和三个按键组 成一个电子钟硬件。51单片机为主要部分，用指令编程来控制LCD1602液晶显示器的读写操作、 屏幕和光标的操作。T/C是加1计数的，当T/C工作定时器时，对振荡源12分频的脉冲计数。单 个按键电路直接用I/O 口线构成，P1 口为键盘接口，由单片机I/O

5、 口向键盘（输出）全扫描字，然 后读入行线状态来判断是否有按键按下，同时通过扫描取得具体的位置。據键电路复位电路I 1602fi示模块图1 1单片机控制原理图软件说明:开始第二章系统硬件组成与实现方法2.1单片机模块设计单片机概述介绍：AT89C51是一种带 4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM FalshProgrammable and Erasable Read Only Memory的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁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100次该器件采用ATMEL高密度非易失

6、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和闪烁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。AT89C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.1 主要特性：与MCS-51兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间:10年全静态工作：0Hz24Hz 三级 程序存储器锁定 T28* 8位内部RAM 32可编程I/O线两个16位定时器/计数器 5个中 断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路功能模块：由51系列单片机最小

7、系统、显示电路、 编程模块电路和RS232串行通信模块组成. 内部结构：（1）数据存储器（RAM ） ; （2）程序存储器（ROM/EPROM ）; （3）中断系统；（4）定时器 /计数器；（5）串行口；（6）P1 口、P2 口、P3 口、P0 口；（ 7）特殊功能寄存器（SFR）; （8）微处 理器（CPU）2。1。2最小系统组成1）晶振电路设计晶振电路设计：MCS-51单片机内部的振荡电路是一个高增益反相放大器 ，引线XTAL1和XTAL2分别为反 向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入和来自反向振荡器的输出，该反向放大器可以配置为片内振荡器。这里，我们选用51单片机12MHZ的内部振

8、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和C2可在20 100PF之间取，这里取30P，接线时要 使晶体振荡器X1尽可能接近单片机。0-1LJ1HFCNT匕NN尸尸XIertYOTALXTAI图2-1晶体振荡电路2）复位电路设计 米用上电+按键复位电路，上电后，由于电容充电，使 RST持续一段高电平时间。当单片机已在 运行之中时，按下复位键也能使用使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。这不仅能使单片机复位，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。电路图如下：2。1。3定时器模块概述51单片机至少有两个

9、16位的内部定时器，其中两个基本定时器/计数器是定时器/计时器0 （T/C0）和定时器/计数器1（ T/C1 ）它们既可以编程位定时器使用，也可以编程位计数器使用。如 实计数器内部晶振驱动时钟，则他是定时器。定时器的有关的寄存器有工作方式寄存器 TMOD和 控制寄存器TCON。TMOD用于设置定时器/计数器的工作方式03,并确定用于定时还是用于计 数。TCON主要功能是为定时器在溢出时设定标志位，并控制定时器的运行或停止等。工作方式：一、方式0当TMOD中M1M0=00时,T/C工作方式在0。方式0为13位的T/C，由TH提供高8位， TL提供低5位的计数值，满计数值2A13,但启动前可以预置

10、计数初值.T/C启动后立即加1计数，当 13位计数满时，TH向高位进位，此进位将中断溢出标志TF置1,产生中断请求，表示定时时间到 或计数次数到。若T/C开中断（ET=1）且CPU开中断（EA=1），则当CPU转向中断服务程序时， TF自动清0。二、方式1当TMOD中M1M0=01时，T/C工作方式在1。方式1与方式0基本相同。唯一区别在于计 数寄存器的位数是16位的，由TH和TL寄存器各提供8位，满计数值2A16o在方式1与方式0中，当计数满后，若要进行下一次定时/计数，须用软件向TH和TL重装预置 计数初值。三、工作方式2当TMOD中M1M0=01时，T/C工作方式在2。方式2是8位的可自

11、动重装载的 T/C ,满计 数值2。在方式1与方式0中，当计数满后,若要进行下一次定时/计数，须用软件向TH和TL重装预 置计数初值。方式2中TH和TL被当作两个8位计数器，计数过程中，TH寄存8位初值并保持 不变，由TL进行8位计数。计数溢出时，除产生溢出中断请求外，还自动将 TH中初值重装到 TL,即重装载。除此之外，方式 2也同方式1。四、方式3方式3只适用于T/C0。当T/C0工作在方式3时，TL0和TH0成为两个独立的计数器。这时， TL0可作定时/计数器，占用T/C0在TCON和TMOD寄存器的控制位和标志位；而 TH0只能作定 时器用，占用T/C1的资源TR1和TF1。在这种情况

12、下，T/C1仍可用于方式0、1、2,但不能使 用中断方式。只有将T/C1用于串行口的波特率发生器时，工作方式 3将T0分成为两个独立的8 位计数器TL0和TH0。T/C0才工作在方式3,以便增加一个定时器。2.2按键显示模块设计2.2。1按键功能原理键盘的最根本的功能就是当该按键按下后，单片机应用系统能够完成该按键所设定的功能。 对于一组键盘,必定会通过一个接口电路与单片机相连。CPU要检测是否有键盘信息输入而且要判 断是哪一个键被按下，然后根据键值来进行相应的工作。2.2。2按键接口电路设计图2-2 1电路结构 - * 6W1 *图 22 2 与单片机的连接方式 ,电路图2.3 显示模块设计

13、2.3。1 液晶显示原理它的读写操作、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

14、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。 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

15、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.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。D0D7为8位双向数 据线。1602采用标准的16脚接口，其中：第1脚：VSS为电源地；第2脚：VDD接5V电源正极；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1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器；第5脚：RW为读写信号线，高电平（1 ）时 进行读操作，低电平（0）时进行写操作。；第6脚：E（或EN）端为使能（enable ）端。；第714脚： D0D7为8位双向数据端。；第1516脚：空脚或背灯2。 3.2 液晶显示电路设计芯片工作电压：4。5-5.5V;最佳工作电压5。0V;工作