51单片机实现电子时钟功能-1602液晶显示

第一章设计要求及系统组成

一、基本操作时序：读状态：输入：RS=L，RW=H,E=H 输出：D0~D7=状态字

写指令：输入：RS=L,RW=L,D0~D7=指令码，E=高脉冲输出：无

读数据：输入：RS=H，RW=H,E= 高脉冲输出：D0~D7数据

写数据：输入：RS=H,RW=L。D0~D7=数据，E=高脉冲输出：无二、、、状态字说明：STA7 D7\ STA6 D6\ STA5 D5 \ STA4 D4 \STA3 D3 \ STA2 D2\\ STA1 D1

STA0-6:当前数据地址指针的数值

STA7：读写操作使能 1表示禁止，0表示允许

对控制器每次进行读写操作之前，都必须进行读写检测，确保STA7为0；但是我们可以进行延时进行实现。

RAM地址映射： LCD 16字*2行

00 01 02 03 04 05 06 07 08 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F (27)

40 41 42 4F 50 (67)

指令说明：1.初始化设置 1.显示模式设置指令码：00111000（0x38）功能：设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口

必须开显示 2.显示开、关及光标设置指令码：00001DCB,功能：D=1 开显示；D=0 关显示；C=1显示光标；B=1 光标闪烁；B=0 光标不显示 000001NS：功能：N=1当读或写一个字符后地址指针加1，且光标加1；N=0相应的减1；S=1当写一个字符，整屏显示左移（N=1）或右移（N=0），以得到光标不移动而屏幕移动的效果。

S=0 当写一个字符，正屏显示不移动。

数据控制：控制器内部设有一个数据地址指针，用户可通过它们来访问内部的全部80字节RAM

4.2.1 数据指针设置：指令码：80H+地址码（0-27H,第二行开始：40H-67H） 4..2.2 读数据，写数据

其它设置：01H：显示清屏：1.数据指令清零 2 所有显示清零 02H：显示回车：1.数据清零

如何进行连接：实际操作中，液晶接到，第一管脚是D，第二管脚是VCC，15和16是背光，D0-D7是数据口，接到单片机的P0口，P0口接了两个锁存器，液晶，D/A，具有高阻状态的都可以随便接，没有影响，，第六管脚是LCDEN相当于 E，使能信号，它接P3^4,R/W接地，表示低电平，因为我们只进行写操作，RS接2实验板上的P3^5;只需这两端口便足以控制液晶，2和3是偏压信号，一端接地，

接口信号说明：编号：1 VSS（符号表示）电源地（引脚说明）2VDD 电源正极3VL液晶显示偏压信号4RS数据/命令选择端（H/L）5R/W 读写选择端（H/L）6E使能信号7D0 Data 1/0 8D1 Data 1/0 9 D2 Data 1/0 10 D3 Data 1/0 11D4 Data 1/0 12D5 Data 1/0 13D6 Data 1/0 14D7 Data 1/0 15BLK背光源正极16 BLK背光源负极

实际操作：：：

先写光标程序；写两个子程序，一个写数据，一个写指令：先进性两个宏定义，再位申明LCDEN与RS；为了电量充足。初始化时关断数码管，定义数码管的两个锁存端，dula与wela，P2^6与P2^7，先写主函数（调用初始化函数，在调用数据子函数（’1’）,从右向左滚动进来

Code：

），再写初始化函数(先关断数码管，在进行显示模式设置，显示开、关及光标设置，设计数据)，接着写命令子函数writer——com（开始操作时序，写指令，P0口送的指令码，接着需要延时一段时间让E 变成高电平，在持续一段时间，E再变低），它由所用的指令直接调

用即可。。。。。。。。。。。。

再写一个写数据的子函数writer_data （lcdrs=1），需用延时子函数。 Uchar code table[]={“” }

注意：为了使得黑托不出现，应该屏幕全部清零writer_com(0x01)。

？？？？？？？xdata ：外部地址空间

1.1 设计要求

利用单片机最小系统设计一个电子时钟，显示方式为**:**:**,并且可以任意修改时间。

1.2系统组成

原理框图如图1.1

图1.1

系统原理框图

第二章系统设计方案2.1 系统设计方案

电路原理图如图2.1所示

图2.1 电路原理图

2.2 电路模块组成及其工作原理

2.2.1 时钟电路

系统时钟源由内部时钟方式产生，时钟电路由12MH晶振和两个30PF瓷片电容组成，构成自激振荡，形成振荡源提供给单片机。电容可在5PF到30PF 之间选择，电容的大小对振荡频率有微小影响，可起频率微调作用。

时钟电路如图2.2所示

图2.2 时钟电路

2.2.2 复位电路

单片机复位有上电复位和手动复位两种方式，上电复位是接通电源后利用RC充电来实现复位。手动复位是通过人为干预，强制系统复位。

复位电路如图2.3所示，可以实现上电复位和手动复位功能。

图2.3 复位电路

2.2.3 按键电路

在单片机的P1.0、P1.1、P1.2三个I/O口接三个简易按键,通过不断检测按键状态，识别按键的按下顺序和次数即可实现时间的任意修改。

按键电路如图2.4所示。

2.2.4 1602液晶显示模块电路

本设计是通过对1602液晶显示屏的控制来实现时间的显示。

1602液晶显示模块的驱动如下所述：

图2.4 1602液晶屏实物图

1602采用标准的16脚接口，其中:

第1脚：VSS为地电源

第2脚：VDD接5V正电源

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，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

第5脚：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。

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15～16脚：空脚

1602显示屏的时序图如图2.5。

图2.5 1602时序图

1602液晶显示屏与单片机的连线图如图2.6所示。

图2.6 1602与单片机连线图

第三章程序设计及其调试3.1 程序设计

程序设计如下：

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit lcdrs=P2^0;

sbit lcswr=P2^1;

sbit lcden=P2^2;

sbit s1=P1^0;

sbit s2=P1^1;

sbit s3=P1^2;

sbit rd=P3^7;

uchar count,s1num;

char miao,shi,fen;

uchar code table[]=" 2011-6-14 TUN";

uchar code table1[]=" 00:00:00";

void delay(uint z)

{

uint x,y;

for(x=z;x>0;x--)

for(y=110;y>0;y--);

}

void write_com(uchar com)

{

lcdrs=0;

lcswr=0;

P0=com;

delay(5);

lcden=1;

delay(5);

lcden=0;

}

void write_date(uchar date)

{

lcdrs=1;

lcden=0;

P0=date;

delay(5);

lcden=1;

delay(5);

lcden=0;

}

void init()

{

uchar num;

lcden=0;

write_com(0x38);

write_com(0x0c);

write_com(0x06);

write_com(0x01);

write_com(0x80);

for(num=0;num<15;num++)

{

write_date(table[num]);

delay(5);

}

write_com(0x80+0x40);

for(num=0;num<12;num++)

{

write_date(table1[num]);

delay(5);

}

TMOD=0x01;

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

}

void write_sfm(uchar add,uchar date) {

uchar shi,ge;

shi=date/10;

ge=date%10;

write_com(0x80+0x40+add);

write_date(0x30+shi);

write_date(0x30+ge);

}

void keyscan()

{

rd=0;

if(s1==0)

{

delay(5);

if(s1==0)

{ s1num++;

while(!s1);

if(s1num==1)

{

TR0=0;

write_com(0x80+0x40+10);

write_com(0x0f);

}

}

if(s1num==2)

{

write_com(0x80+0x40+7);

}

if(s1num==3)

{

write_com(0x80+0x40+4);

}

if(s1num==4)

{

s1num=0;

write_com(0x0c);

TR0=1;

}

}

if(s1num!=0)

{

if(s2==0)

{

delay(5);

if(s2==0)

{

while(!s2);

if(s1num==1)

{

miao++;

if(miao==60)

miao=0;

write_sfm(10,miao);

write_com(0x80+0x40+10);

}

if(s1num==2)

{

fen++;

if(fen==60)

fen=0;

write_sfm(7,fen);

write_com(0x80+0x40+7);

}

if(s1num==3)

{

shi++;

if(shi==24)

shi=0;

write_sfm(4,shi);

write_com(0x80+0x40+4);

}

}

}

if(s3==0)

delay(5);

if(s3==0)

{

while(!s3);

if(s1num==1)

miao--;

if(miao==-1)

miao=59;

write_sfm(10,miao);

write_com(0x80+0x40+10);

}

if(s1num==2)

{

fen--;

if(fen==-1)

fen=59;

write_sfm(7,fen);

write_com(0x80+0x40+7);

}

if(s1num==3)

{

shi--;

if(shi==-1)

shi=23;

write_sfm(4,shi);

write_com(0x80+0x40+4);

}

}

}

}

void main()

{

init();

while(1)

{

keyscan();

}

}

void timer0() interrupt 1 {

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

count++;

if(count==18)

{

count=0;

miao++;

if(miao==60)

{

miao=0;

fen++;

if(fen==60)

{

fen=0;

shi++;

if(shi==24)

{

shi=0;

}

write_sfm(4,shi);

}

write_sfm(7,fen);

}

write_sfm(10,miao);

}

}

3.2 实验调试

实验过程中出现了很多的问题，经过反复的程序修改和调试，最终完成了本设计的要求，实现了电子时钟功能。

在电路焊接前，通过protues单片机仿真软件多次调试和仿真，得出了正确的实验结果。Protues仿真图如图3.1所示。

图3.1 protues仿真图

结论

经过两周的课程设计，不断的测试与分析，最终完成了电子时钟的设计与制作。在实验的设计及仿真测试时，当没有得出正确的实验现象是，必须冷静、沉着的思考问题的来源，切勿太过紧张。在电路的焊接过程，须仔细再仔细，案部分焊接导线，切勿乱了头绪。这样才能在电路制作过程中减少许多不必要的错误。本次设计组要是程序设计部分，在程序设计过程中，出现了很多的问题，经过和组员的多次讨论与研究、，并参阅了一些电子资料，解决的很多难题。

此课程设计主要考察了对单片机技术原理及程序设计基础等知识。理论结合实践，使得在平时学习的单片机技术知识有了一个新的认识。

此次设计的电子时钟是一个典型的单片机应用实例。通过本次设计，使得对单片机技术有了进一步的认识，并且对此产生了浓厚的兴趣，为以后的学习打下了坚实基础。

通过和组员的共同努力，成功的完成此次课程设计，在排除问题过程中，体验了程序设计及电路设计制作的艰辛，更能够体会到成功的喜悦。

参考文献

[1] 张先庭.单片机原理、接口与C51应用程序设计.国防工出版

社.2011

[2] 吴立新.实用电子技术手册.机械工业出版社.2003

[3] 胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京:清华大学出版社，2004.