LCD电子时钟.doc
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单片机及DSP课程设计报告
专业：
电子信息工程
班级：
姓名：
学号：
指导教师：
时间：
2012-06-11~24
地点：
通信工程实验中心
通信与电子工程学院
一、设计目的
为了进一步巩固学习的理论知识，增强学生对所学知识的实际应用能力和运用所学的知识解决实际问题的能力，开始为期两周的课程设计。
通过设计使学生在巩固所学知识的基础之上具有初步的单片机系统设计与应用能力。
1、通过本设计，使学生综合运用《单片机技术原理与应用》、《DSP原理与应用》《C语言程序设计》以及《数字电路》、《模拟电路》等课程的内容，为以后从事电子产品设计、软件编程、系统控制等工作奠定一定的基础。
2、学会使用KEILC和PROTEUS等软件，用C语言或汇编语言编写一个较完整的实用程序，并仿真运行，保证设计的正确性。
3、了解单片机接口应用开发的全过程：
分析需求、设计原理图、选用元器件、布线、编程、调试、撰写报告等。
电子时钟（LCD显示）
二、设计内容
电子时钟（LCD显示）。
三、问题分析
以AT89C51单片机为核心的时钟，在LCD显示器上显示当前的时间：
l使用字符型LCD显示器显示当前时间。
l显示格式为“时时：
分分：
秒秒”。
l用4个功能键操作来设置当前时间，4个功能键接在P1.0～P1.3引脚上。
功能键K1～K4功能如下。
lK1—进入设置现在的时间。
lK2—设置小时。
lK3—设置分钟。
lK4—确认完成设置。
程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，LCD显示“00：
00：
00”，然后开始计时。
四时钟的总体设计思路电路
按照功能要求，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。
本次设计时钟电路，使用了AT89C51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线路，使电路简明易懂，使用按键调整时分秒，同时使用C语言程序控制整个时钟显示，使编程变得更容易，这样通过芯片和显示屏完成设计。
软件采用可读性强的C语言来写，经过KeilC编译通过，并最终将十六进制（HEX）文件烧写到单片机中。
程序编写采取模块化、结构化设计。
语言程序可以分为几个主要功能模块程序：
驱动程序，定时/计数器程序，键盘中断扫描程序，1602LCD液晶显示程序。
时钟电路
微型控制器
数据显示
按键调时
五、电路设计硬件部分
AT89C51单片机芯片
VCC：
供电电压。
GND：
接地。
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
口管脚备选功能
P3.0RXD（串行输入口）
P3.1TXD（串行输出口）
P3.2/INT0（外部中断0）
P3.3/INT1（外部中断1）
P3.4T0（记时器0外部输入）
P3.5T1（记时器1外部输入）
P3.6/WR（外部数据存储器写选通）
P3.7/RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：
来自反向振荡器的输出。
1）复位电路
复位电路有两种方式：
上电复位和按钮复位，我们主要采用按钮复位方式。
如图所示：
2）晶振电路
晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的12MHz的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定.不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。
晶振电路原理如图：
3）电源
供电电源是5V直流电。
4）EA非/VPP脚
5）我们没有用外部扩展ROM，因此EA非/VPP脚为高电平即接+5V电源。
键盘的控制系统设计
按键需要四个，分别实现为时间调整，时间的加，时间的减，确定四个功能。
用单片机的4个I/O口接收控制信号，其电路如图：
通过控制键来控制所要调节的时，分，秒。
在控制键按下后，会在相应的位置出现光标，这是通过加数键或减数键来控制时分秒的加减。
显示电路：
六、软件设计
软件完成的主要功能：
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。
软件设计的主要流程：
1）系统的总流程图
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。
如图所示：
T0保护现场计时
开始扫描显示时间
到1秒了吗？
Y
秒单元加1
定时器0中断
到60秒了吗？
是否
Y
秒单元清零，分单元加1
按键调时
Y
到60分了吗？
N
执行
YY
分单元清零，时单元加1
到24时了吗？
Y
时单元清零
Y
恢复现场中断返回
2）时间控制程序：
时间控制程序，用中段准确的控制时间，采用60进制，60秒为一分，60分为一个小时，全天设置为24个小时，程序流程如图所示：
程序用C语言编写，编程时采用KEILC，仿真用PROTUES。
程序如下：
#include
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineDelayNOP（）{_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;}
sbitK1=P1^0;
sbitK2=P1^1;
sbitK3=P1^2;
sbitK4=P1^3;
sbitSPK=P3^0;
sbitRS=P2^0;
sbitRW=P2^1;
sbitE=P2^2;
ucharcodeStr1[]="CurrentTime";//一下两个字符串的串长均为16
ucharcodeStr2[]="SetNewTime...";
ucharHMS_String[]="00:
00:
00";//带显示的时间串
bitSettime=0;//是否修改时间
bitChange_H_or_M=1;//1表示修改时.0表示修改分
ucharMilliSecond,Hour=0,Minute=0,Second=0;
//延时函数
voidDelayMS（uintx）
{
uchari;
while（x--）for（i=0;i<120;i++）;
}
//LCD忙状态检测
bitLCD_Busy_Check（）
{
bitresult;
RS=0;RW=1;E=1;DelayNOP（）;result=（bit）（P0&0x80）;E=0;
returnresult;
}
//写LCD命令
voidLCD_Write_Command（ucharcmd）
{
while（LCD_Busy_Check（））;//判断LCD是否忙碌
RS=0;RW
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