用PG12864LCD设计的指针式电子钟Word文档格式.docx

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2.2.2LCD12864引脚介绍4

2.2.312864内部功能器件及相关功能5

2.2.412864液晶与单片机接口电路6

2.3设置模块8

2.4振荡电路9

2.5复位电路9

3系统软件设计9

3.1总体软件设计9

3.2时钟函数模块10

3.3指针时钟设计11

3.3.1实现功能11

3.3.2实现算法11

3.3.3函数设计13

3.4显示函数模块15

3.4.1实现功能17

3.4.2函数设计17

3.5.1功能18

3.5.2函数18

3.6主函数模块19

4.设计结果20

5.使用方法20

6.设计进度20

7.教学单位可以提供的条件20

致谢21

参考文献21

[摘要]本设计采用的是STC89C51单片机，通过单片机内部定时器定时实现时钟定时计数功能，并以模拟时钟的形式显示在LCD_12864上。

同时可通过三个按键可实现时间的调节。

[关键词]时钟AT89C51单片机LCD12864液晶

ByusingtheanalogelectronicclockdesignPG12864LCD

Abstract:

ThisdesignusesSTC89C51microcontroller,throughtheMCUinternaltimerfromtimetotimetoachievetheclocktimingandcountingfunctionandintheformofanalogclockdisplayontheLCD12864.Atthesametimecanbeadjustedbythethreekeystorealizethetime.

Keywords:

AT89C51microcontrollerLCD12864LCDclock

引言

如今二十一电子钟、机械式手表等钟表已经普遍存在于市场,并且钟表已经成为人们生活中不可缺少的一部分。

在生活中到处都能看到其身影。

当穿行于马路上时总会看到几乎每个人手腕上戴着一块手表。

当大人家里做客时总能看到大厅里面挂着个钟表。

当打开手机时屏幕上依旧是钟表的画面。

时间伴随着我们钟表也成为我们生活中必不可少的一大部分。

当今市场有好多电子钟,但大多数是纯数字式的,指针式的电子钟比较新颖,而且具有真实表盘式时钟的效果。

用PG12864LCD设计的模拟电子钟采用PG12864LCD液晶屏,用来模拟表盘与时分秒指针指示当前时钟,此模拟指针式电子钟实现的功能为：

在PG12864显示屏上显示圆形表盘与时分秒三个指针表示当前时刻；

三个按键，K1键用来选择工作模式；

K2键用来选择调整时分秒；

K3键用来调节大小。

1设计任务及方案论证

1.1设计任务与要求

利用单片机等器件做一个简易的模拟指针式时钟,硬件设计以单片机为主,主要包括显示模块、复位模块、时钟模块。

采用PG12864液晶屏作为显示单元，液晶屏上显示圆形表盘、时、分、秒指针，并且设置按钮可以调节时间,软件设计主要是通过单片机编程软件KeilC51设计,模拟仿真是利用仿真软件Proteus对所设计的硬件电路和程序进行调试。

1.2总体方案论证与设计

在设计中要包含显示模块，控制器，设置模块；

方案一：

利用基于MFC的Windows应用程序在屏幕上显示一个指针式时钟，并可通过菜单选项对时间调节，设计的时钟画面清晰，显示准确，但缺点是时间必须与系统机器时间一样，不可以随意设置时间，另外此方案涉及微软基础类库，对于不熟悉的我们难度较大。

方案二：

因此我们采用另一套方案，显示模块用LCD12864模块，可以显示系统时间；

整个代码实现主要由51单片机来实现；

设置模块为按键处理可自行调节时间，整体流程以AT89C51单片机为控制核心，将得到的数据通过LCD12864模块显示出来，同时通过相应的按键调整相应的值，此方案具有设计简单，成本低廉，可执行度高等优点，因此采用本方案。

2系统硬件设置

2.1STC89C51单片机简介

在设计中可用STC89C5代替AT89C51，此芯片具有速度

更高，功能更全，寿命更长，价格更低等优点；

我们采用双

列直插40引脚的STC89C51，它可以实现ISP在线编程功能，

然而AT89C51则不可以，将AT89C51的程序通过软件直接下载

到STC89C51中后，就可以代替AT单片机直接工作，基本上

都不需要做修改就可以正常工作了，STC公司推出的51系列

单片机芯片是兼容其它51单片机的，而51单片机作为单片机

界的应用最广泛芯片，几乎每一个高等院校、普通学校、网

站、业余单片机培训都是用51单片机作为基础而学习的，正

是因为如此可以利用的参考资料和例子也是最多的，而且由

于STC89C51自带有EEPROM，其在程序中更是可以直接修改，

断电之后也不会丢失数据。

STC89C51单片机管脚图如图2.1所示：

STC89C51单片机的引脚介绍：

-VCC：

供电电压

-GND：

接地 

-P0口：

P0口是一个8位双向I/O口，当每个引脚第一次被写1时，定义其为高阻态输入，此外P0能够用来作为外部程序数据存储器，为此它可以被定义为数据/地址的第八位，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，此外P0作为数据口时，需外接上拉电阻。

-P1口：

P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流，当P1口管脚写入1后，由于P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，所以被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，正是由于内部上拉的缘故，在FLASH编程和校验时，P1口可以作为第八位地址接收；

-P2口：

P2口也是一个内部具有上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器同样可接收，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，并因此在作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流，正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。

此外P3口除了作为一般的I/O口外，更重要的用途是它还有复用功能，如下所示：

P3.0RXD第二功能可作为串行输入口；

P3.1TXD第二功能可作为串行输出口；

P3.2/INT0（外部中断0）；

P3.3/INT1（外部中断1）；

P3.6/WR第二功能可作为外部数据寄存器写选通；

P3.7/RD第二功能可作为外部数据寄存器读选通；

P3口同时为闪烁编程和编程校验接受一些控制信号；

RST：

复位输入，当振荡器复位时，要保持RST脚两个机器周期的高电平，当STC89C51通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位；

初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口全部为高电平，指针堆栈写入07H，其它专用的寄存器被写“0”，RESET由高转低时，单片机内部即从0000H地址开始执行，但是，初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态。

特殊功能寄存器

初始态

ACC

00H

B

PSW

SP

07H

DPH

TH0

DPL

TL0

IP

xxx00000B

TH1

IE

0xx00000B

TL1

TMOD

TCON

SCON

xxxxxxxxB

SBUF

P0-P3

1111111B

PCON

0xxxxxxxB

AALE/PROG：

地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节，当访问外部存储器时，在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲；

而在平常，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指令时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[1]；

-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；

振荡器特性：

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出，该反向放大器可以配置为片内振荡器，石晶振荡和陶瓷振荡均可采用，如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接，有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度[1]。

2.2显示模块设计

本设计显示模块采用不带字库PGLCD12864。

2.2.1PG12864LCD的特性介绍

PG12864LCD是像素可寻址的图形液晶显示屏模块，PG12864LCD特性如下：

工作电压为+5V，可自带驱动LCD所需的负电压；

全屏幕点阵，点阵数为128列*64行，可显示8行*4行个（16*16点阵）汉字，也可完成图像，字符的显示[3]；

与CPU接口采用5条位控制总线和8位并行数据总线输入输出；

内部有显示数据锁存器，自带EL驱动；

简单的操作指令；

数据口可以采用串行传输与并行传输

2.2.2LCD12864引脚介绍

表2.2LCD12864引脚

管脚号

管脚名称

管脚功能描述

1

VSS

接地

2

VDD

接电压

3

V0

液晶显示器驱动电压

4

RS

RS=“H”表示DB7-DB0为显示数据；

RS=“L”表示DB7-DB0为显示指令数据

5

R/W

R/W=“H”，E=“H”数据