单片机课程设计 LCD显示万年历EPROM存储Word格式.docx

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——万年历显示设计

1.设计目的

该设计是基于AT89C52单片机的电子万年历系统，采用LCD1602液晶屏实现显示。

显示年月日星期温度等，双行显示，。

显示年、月、日、星期、时间，可设置，设置功能。

综上所述此时钟具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、等优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。

2.设计原理及相关说明

设计原理：

利用DS1302读取系统中的日期以及时间信息，并分别利用P1.1端口和P3.3端口将相关信息传送至STC12C5A60S2主芯片之中，利用P0端口使之显示于LCD1602液晶显示屏上，四个按键分别置于P1口的5、6、7端口可以对时间进行控制修改。

详细请参阅第三节的芯片介绍。

2.2总体设计框图

日历时钟系统设计框图如图1所示：

图1电子万年历系统设计框图

3各芯片的设计及其调用

3.1STC12C5A60S2单片机主控模块

STC12C5A60S2简介

STC12C5A60S2是STC生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。

内部集成

MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换

1、增强型8051CPU，1T（1024G），单时钟机器周期

2、工作电压5.5-3.5V

3、1280字节RAM

4、通用I/O口，复位后为：

准双向口/弱上拉

可设置成四种模式：

准双向口/弱上拉，强推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过120mA

5、有EEPROM功能

6、看门狗

7、内部集成MAX810专用复位电路

8、外部掉电检测电路

9、时钟源：

外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器常温下内部R/C

振荡器频率为：

5.0V

单片机为：

11~17MHz3.3V

8~12MHz针对电机控制，强干扰场合。

对应电路图中的单片机的周围电路，图为89C51

用protus软件的仿真图使用的是89c51

3.2LCD1602液晶显示模块

液晶显示模块

3.2.1引脚及接口说明

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7～14脚：

D0～D7为8位双向数据端。

第15～16脚：

空脚或背灯电源。

15脚背光正极，16脚背光负极。

2LCD1602特性

+5V电压，对比度可调　　内含复位电路　　提供各种控制命令,如：

清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能　　有80字节显示数据存储器DDRAM　　内建有192个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM　　8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM

3.2.2LCD1602模块内部结构

LCM1602内部主要寄存器有：

输入/输出缓冲器，指令寄存器（InstuctionRegister，即IR），指令译码器，数据寄存器（DataRegister，即DR），地址计数器（AddressCounter，即AC），忙标识（BusyFlag，即BF）以及显示数据存储器（DisplayDataRAM，即DDRAM），字符发生器（CharacterGenerateROM，即CGROM）。

其各个单元的功能作用如下：

1.输入/输出缓冲器，用于缓存输入/输出的数据与控制信号。

2.指令寄存器（IR），为八位寄存器。

用于存放LCD指令、DDRAM或CGROM地址。

数据输入流程：

数据存入DR，然后将该数据地址与指令存入IR，最后将该数据输入到DDRAM或CGROM。

读取数据流程：

将该数据地址与指令存入IR，DR取得该地址数据。

3.指令译码器，将IR里的指令进行译码，以获取DDRAM或CGROM地址。

4.数据寄存器（DR），连接LCM内部数据总线以及缓存DDRAM或CGROM的存取数据。

当CPU读取DR内容后，DR能自动加载下一个地址的内容。

5.地址计数器（AC），连接LCM内部数据总线以及缓存DDRAM或CGROM的存取数据地址。

当存取DDRAM或CGROM的数据地址，AC能自动加载下一个存储地址。

6.忙标识（BF），表示LCM的当前状态。

若BF=1，则表示LCM处于忙绿状态，无法接收外部数据或指令。

7.显示数据存储器（DDRAM），存储所要显示数据的ASCII码，根据该ASCII码地址，即可到CGROM里找到该字符的显示编码。

8.字符发生器（CGROM），是一个只读存储器，预制所有数据的ASCII码。

其存储的编码表如下（表3-5）：

此外，还有自定义字符发生器，串行/并行数据转换器，光标闪烁控制电路，时序产生电路，偏压产生电路，共同端驱动电路以及段驱动电路等。

3.5蜂鸣器

本设计采用的是无源蜂鸣器如下图：

图13无源蜂鸣器

3.6键盘接口

键盘接口电路如图，本次设计中，按键有3个，每个按键各占用一根I/O线，各按键相互独立，彼此的工作状态互不影响，用查询法完成按键功能。

图1键盘接口电路

5EPROM

EPROM是一种具有可擦除功能，擦除后即可进行再编程的ROM内存，写入前必须先把里面的内容用紫外线照射它的IC卡上的透明视窗的方式来清除掉。

这一类芯片比较容易识别，其封装中包含有“石英玻璃窗”，一个编程后的EPROM芯片的“石英玻璃窗”一般使用黑色不干胶纸盖住，以防止遭到阳光直射。

EPROM芯片可重复擦除和写入，解决了PROM芯片只能写入一次的弊端。

EPROM芯片有一个很明显的特征，在其正面的陶瓷封装上，开有一个玻璃窗口，透过该窗口，可以看到其内部的集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据，完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。

EPROM内资料的写入要用专用的编程器，并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压（VPP=12—24V，随不同的芯片型号而定）。

EPROM的型号是以27开头的，如27C020（8*256K）是一片2MBits容量的EPROM芯片。

EPROM芯片在写入资料后，还要以不透光的贴纸或胶布把窗口封住，以免受到周围的紫外线照射而使资料受损。

EPROM芯片在空白状态时（用紫外光线擦除后），内部的每一个存储单元的数据都为1（高电平）。

4.系统软件设计

4.1时间程序

使用中断并定时器T0的方式1，时分秒计数，采用24的时钟表示法，时计满23则回0，分秒计满59则回0，键盘输入可调，为4*4对地独立键盘中的某三个键，其中一个为功能键，用于调整时分秒，另外两个键用于调节数字使之上调和下调，其中日期可显示初始化程序，不可调，另外可以显示星期。

初始化时，只需通过P1口中的低两位读取

5.调试

5.1调试步骤

调试分为硬件调试和软件调试。

硬件调试主要是检查硬件电路是否有短路、断路和虚焊等，首先接上电源，电源的指示灯亮了之后，检测一下单片机的电源脚有没有电源输入，如果有这说明焊接无误，然后可以用万用表检查各个元器件的管脚之间的焊接，检查过程中需要细心和耐心。

硬件调试无误后，进行软件调试。

5.2性能分析

将程序烧入单片机后，在proteus软件中进行仿真。

。

经过测试制作完成后的电子万年历，只有部分功能实现，它能显示年、月、日等，但显示不稳定，设计中硬件或软件有待修正。

6.心得

首先拿到板子，依据电路图和板子，画电路图，并生成PCB图。

然后将板子焊接，注意焊接的方法，避免虚焊和过度焊接。

在对芯片的管脚功能和用法有充分的了解后，根据设计要求设计硬件电路，包括单片机控制电路、存储电路、键盘扫描电路、显示电路。

然后通过软件编程，实现了对年、月、日、时、分、秒、星期的自动调整，用按键进行控制，用液晶模块进行显示。

用PROTUS仿真实现相关的软件仿真，芯片采用最普遍的89C51，用KEIL软件编写程序，编写程序前，可以先查阅网上的相关资料，比如LCD芯片的原理图，有关可以借鉴的程序等。

自己编写，然后生成hex文件，仿真实现。

用焊接好的板子，将文件烧录进去，调试，查错。

可能会出现LCD屏幕不显示，或者出现一行黑一行白的现象，可能是插反了，或者驱动程序有问题，这时候需要根据实际的板子的需要，调整延迟时间，等等。

调试成功。

电子万年历可以正常显示时间并进行时间调整，基本完成了预期要实现的目标。

附录1系统电路原理图

SCH文件——选择自上而下的文件画法，可能有些器件的摆放有点乱

单片机级复位电路

数码管和4*4矩阵

ISP和电源接口

LED灯

蜂鸣器和lcd屏

顶层文件

附录2，PCB图

附录四：

PCB3D图

附录3实物图

附录4系统程序清单

/*******************************************************************************************

#include<

reg51.h>

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

#include"

24c02.h"

/***********LCM1602IO口位定义***********/

sbitRS=P2^2;

sbitRW=P2^1;

sbitEN=P2^0;

/*************独立控制按键位定义*****************************************************/

sbitkey1=P1^5;

//功能

sbitkey2=P1^6;

//加

sbitkey3=P1^7;

//减

/*************蜂鸣器IO口定义*****************************************************/

sbitSpeaker=P2^6;

//接蜂鸣器接口

sbitRedLed=P2^7;

ucharkey1n,count;

uinthour,minute,second;

ucharcodetab[]="

2013-7-2THU"

;

//定义初始上电时液晶默认显示状态

/*************延时子函数，延时z毫秒*****************************************************/

voiddelay（uintz）

{

uinti,j;

for（i=0;

i<

z;

i++）

for（j=0;

j<

110;

j++）;

}

voiddi（）

Speaker=0;

delay（400）;

Speaker=