lcd液晶时钟.docx
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lcd液晶时钟
多媒体通信系统综合实验文档
题目：
家用电子时钟设计（LCD显示）
学校：
天津商业大学
姓名：
范吟雪刘冉
日期：
2013年6月22日
摘要
随着科技的快速发展，时间的流逝,至从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。
本设计所用的STC89C52它可以对周、时、分、秒进行计时，并自动更新还具有整点提醒功能，而STC89C52的使用寿命长，误差小。
对于LCD电子时钟采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和毫秒等信息，还具有时间校准等功能。
该电路采用AT89S52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。
综上所述此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。
关键词：
STC89C52；独立键盘；P1；LCD
Abstract
Withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,thepassageoftime,tonowfromtheviewofthesun,pendulumclocktoelectronicclock,humanconstantlyresearchandinnovation.STC89C52itcanbeusedinthisdesignwascarriedoutontheweek,time,minutesandsecondstime,andautomaticallyupdatedtoremindfunction,alsohasthehourandSTC89C52longservicelifeandsmallerror.ForLCDelectronicclockUSESintuitivedigitaldisplay,candisplayyear,month,day,andatthesametimeonSunday,whentheinformationsuchas,minutes,seconds,andmilliseconds,butalsohastimecalibration,etc.ThecircuitadoptstheAT89S52singlechipmicrocomputerasthecore,lowconsumption,abletoworkunder3vlowvoltage,thevoltagecanchoose3~5vvoltagesupply.
Tosumuptheperpetualcalendariseasytoread,displayvisual,functionaldiversity,alotofadvantagessuchassimplecircuit,lowcost,conformingtothetrendofthedevelopmentoftheelectronicinstrumentsandmeters,hasabroadmarketprospect.
Keywords:
STC89C52；isolationkeyboard；P1；LCD
目录
1.设计要求1
1.1设计方案1
2.系统的硬件设计与实现2
2.1电路设计框图2
2.2系统硬件概述2
2.3主要单元电路的设计2
2.4液晶电路设计模块3
2.5键盘扫描模块3
2.6I2C总线和E2PROM模块4
2.7电路原理及说明5
2.7.1LCD1602的工作原理5
3系统的软件设计6
3.1程序流程框图6
4.软件测试6
4.2测试结论7
参考文献8
附录一：
系统电路图9
附录二：
系统程序10
LCD液晶电子时钟
1.设计要求
本课题以单片机为核心，设计并制作LCD液晶电子时钟，具有以下功能：
1）使用字符型LCD显示器显示当前时间。
显示格式为“时时：
分分：
秒秒”。
2）用4个功能键操作来设置当前时间。
功能键K1～K4功能如下
⏹K1—进入设置现在的时间。
⏹K2—设置小时。
⏹K3—设置分钟。
⏹K4—确认完成设置。
3）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。
4）整点报时（蜂鸣器响）。
5）LCD第二行显示设计者姓名缩写。
1.1设计方案
采用STC89C52,片内ROM全都采用FlashROM；能以3V的超底压工作；同时也与MCS-51系列单片机完全该芯片内部存储器为8KBROM存储空间，具有89C51的全部功能，可在线编程可擦除技术，采用LED液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见，与单片机连接时占用的单片机口线少。
直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、星期、时、分、秒、毫秒计数。
采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，所以选择采用STC89C52作为主控制系统.
2.系统的硬件设计与实现
2.1电路设计框图
图1硬件电路设计总体框图
2.2系统硬件概述
本设计主要利用STC89C52单片机、LCD液晶、I2C总线、E2PROM、独立键盘及一些外围电路设计出简易LCD电子时钟，具有时间可调，可以通过按键调整年、星期、时、分、秒、整点报时；并且具有掉电保存数据功能还可以作为电子跑表使用。
单片机中主要利用了STC89C52的P0口、P2口、P3口。
P0作为STC89C52对LCD液晶写数据的接口；独立键盘用于对时间调整。
利用以上所选的模块就能实现LCD液晶电子时钟的设计。
2.3主要单元电路的设计
AT89S52单片机为40引脚双列直插芯片,有四个I/O口P0,P1,P2,P3,MCS-51单片机共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一条I/O线都能独立地作输出或输入。
单片机的最小系统如下图所示,18引脚和19引脚接时钟电路,XTAL1接外部晶振和微调电容的一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输入,XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输出.第9引脚为复位输入端,接上电容,电阻及开关后够上电复位电路,20引脚为接地端,40引脚为电源端.如图2所示
图2主控制系统
2.4液晶电路设计模块
图3示出LCD1602的引脚排列，其中Vcc为主电源。
LCD1602由Vcc供电。
RS接P2.4口用于对数据的读控制，RW接P2.5口用于对数据的写控制，E接P2.6口是LCD1602的使能端。
当操作LCD1602液晶时必须给E使能端一个高电平后才能对其进行操作。
图3LCD1602液晶连接模块
2.5键盘扫描模块
图4示出键盘的连接方式，S2键连接P3.0用于调整时间是的年、星期、时、分、秒的位置切换。
按下S3可在相应模式下进行数据加1，而S4则减1。
图4独立键盘连接模块
2.6I2C总线和E2PROM模块
图4示出24C02的连接方式。
24C02用于对时间的外部存储。
当单片机掉电是可对掉电前的时间保存在E2PROM中。
SCL为时钟线，SDA为数据线，A2、A1、A0芯片物理地址选择，WP端是写保护，可以防止误操作损坏EEPROM中的数据。
图524C02与单片机连接模块
2.7电路原理及说明
2.7.1LCD1602的工作原理
LCD1602在每次进行读、写程序前都必须初始化，先把E端置“0”，接着把RS端置“1”，最后才给RW高电平；读/写时序如下图6所示。
若对程序进行写时RS=1，RW=0，E=1;对时间进行读RS=0,RW=1,E=1。
图6LCD1602液晶的写操作时序
3系统的软件设计
3.1程序流程框图
图7程序流程框图
4.软件测试
4.1测试内容
LCD1602液晶时钟可以看当前星期，时间。
LCD1602液晶时钟功能比较多，所以对于它的程序也较为复杂,所以在编写程序和调试时出现了相对较多的问题。
最后经过多次的模块子程序的修改，一步一步的完成，最终解决了软件。
在软件的调试过程中主要遇到的问题如下：
1．烧入程序后，LCD1602液晶显示亮度暗。
解决：
调节连接LCD1602液晶的电位器改变电压，可以解决LCD1602液晶显示亮度暗的问题。
2．修改时间、日期时液晶显示乱码。
解决：
调整相关的程序，把不相关的程序暂时屏蔽，用按键调整调试，发现在写数据时，液晶的指针定位弄错了。
最后把相应的指针位置进行修改，使得指针位置对应，最后解决了此问题.
4.2测试结论
经过多次的反复测试与分析,可以对电路的原理及功能更加熟悉,同时提高了设计能力与及对电路的分析能力.同时在软件的编程方面得到更到的提高,对编程能力得到加强.同时对所学的知识得到很大的提高与巩固.
参考文献
[1]楼然苗，李光飞.单片机课程设计指导.北京航空航天大学出版社，2007
[2]郭天祥.51单片机C语言教程.北京电子工业出版社，2009
[3]张鑫，华臻，陈书谦.单片微机原理与应用.北京电子工业出版社，2005
[4]张毅坤，陈善久，裘雪红.单片微型计算机原理与应用.西安电子科技大学出版社.2008
[5]康华光,陈大钦，张林.模拟电子技术基础.高等教育出版社，2002
附录一：
系统电路图
附录二：
系统程序
#include
#include
#defineAddWr0xae//写数据地址，需要参考24c02芯片文档
#defineAddRd0xaf//读数据地址
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitrs=P2^4;
sbitrw=P2^5;
sbiten=P2^6;
sbitkey1=P3^0;
sbitkey2=P3^1;
sbitkey3=P3^2;
sbitkey4=P3^3;
sbitbeep=P1^7;
sbitsda=P1^2;//定义总线连接端口
sbitscl=P1^1;
sbitwp=P1^0;
ucharcount;
ucharhour,minute,second,year=2010,weekday=4;
ucharkey1num,msecond=0;
ucharcodetable[]="2013WeekDay:
4";
ucharcodetable1[]="00:
00:
00mb:
00";
/*****************************/
//毫秒延时函数
/*****************************/
voiddelay（uintz）
{
ucharx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
/*****************************/
//LCD1602写命令
/*****************************/
voidwrite_com（ucharcom）
{
rs=0;
rw=0;
P0=com;
delay（5）;
en=1;
delay（5）;
en=0;
}
/*****************************/
//LCD1602写数据
/*****************************/
voidwrite_data（uchardate）
{
rs=1;
rw=0;
P0=date;
delay（5）;
en=1;
delay（5）;
en=0;
}
/*****************************/
//初始化函数
/*****************************/
voidinit（）
{
ucharnum;
rs=1;
rw=1;
en=0;
write_com（0x38）;
write_com（0x06）;
write_com（0x0c）;
write_com（0x10）;
write_com（0x80）;
for（num=0;num<16;num++）
{
write_data（table[num]）;
delay（5）;
}
write_com（0x80+0x40）;
for（num=0;num<16;num++）
{
write_data（table1[num]）;
delay（5）;
}
TMOD|=0x01;
TH0=（65536-10000）/256;
TL0=（65536-10000）%256;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
}
/*****************************/
//向LCD1602中写入数据
/*****************************/
write_time（ucharadd,uchardate）
{
ucharshi,ge;
shi=date/10;
ge=date%10;
write_com（0x80+0x40+add）;
write_data（0x30+shi）;
write_data（0x30+ge）;
}
/*****************************/
//键盘扫描函数
/*****************************/
voidkeyscan（）
{
if（key1==0）
{
delay（10）;
if（key1==0）
{
while（!
key1）;
key1num++;
}
}
if（key1num==1）
{
TR0=0;
write_com（0x80+0x40+7）;
write_com（0x0f）;
}
if（key1num==2）
{
write_com（0x80+0x40+4）;
}
if（key1num==3）
{
write_com（0x80+0x40+1）;
}
if（key1num==4）
{
write_com（0x80+14）;
}
if（key1num==5）
{
write_com（0x80+4）;
}
if（key1num==6）
{
TR0=1;
key1num=0;
write_com（0x0c）;
}
if（key1num!
=0）
{
if（key2==0）
{
delay（10）;
if（key2==0）
{
while（!
key2）;
if（key1num==1）
{
second++;
if（second==60）
second=0;
write_time（7,second）;
}
if（key1num==2）
{
minute++;
if（minute==60）
minute=0;
write_time（4,minute）;
}
if（key1num==3）
{
hour++;
if（hour==24）
hour=0;
write_time（1,hour）;
}
if（key1num==4）
{
weekday++;
if（weekday==8）
weekday=0;
write_com（0x80+14）;
write_data（0x30+weekday）;
}
if（key1num==5）
{
year++;
if（year==9）
year=0;
write_com（0x80+4）;
write_data（0x30+year%10）;
}
}
}
if（key3==0）
{
delay（10）;
if（key3==0）
{
while（!
key3）;
if（key1num==1）
{
second--;
if（second==255）
second=59;
write_time（7,second）;
}
if（key1num==2）
{
minute--;
if（minute==255）
minute=59;
write_time（4,minute）;
}
if（key1num==3）
{
hour--;
if（hour==255）
hour=23;
write_time（1,hour）;
}
if（key1num==4）
{
weekday--;
if（weekday==8）
{
weekday=1;
}
write_com（0x80+14）;
write_data（0x30+weekday）;
}
if（key1num==5）
{
year--;
if（year==255）
year=9;
write_com（0x80+4）;
write_data（0x30+year%10）;
}
}
}
}
}
/*****************************/
//us延时函数
/*****************************/
voiddelay2（）
{
uinti;
for（i=0;i<6;i++）_nop_（）;
}
/*****************************/
//I2C总线初始化
/*****************************/
voidinit_i2c（）
{
wp=0;
sda=1;
delay2（）;
scl=1;
delay2（）;
}
/*****************************/
//启动I2C总线
/*****************************/
voidstart（）//开始信号
{
sda=1;
delay2（）;
scl=1;
delay2（）;
sda=0;
delay2（）;
}
/*****************************/
//I2C总线应答
/*****************************/
voidresponse（）//应答信号
{
sda=1;
delay2（）;
scl=1;
delay2（）;
scl=0;
delay2（）;
}
/*****************************/
//I2C总线停止
/*****************************/
voidstop（）//停止信号
{
sda=0;
delay2（）;
scl=1;
delay2（）;
sda=1;
delay2（）;
}
/*****************************/
//I2C总线写入一个字节
/*****************************/
voidwrite_byte（uchardate）//写字节
{
uchari,temp;
temp=date;
wp=0;
scl=0;
delay2（）;
for（i=0;i<8;i++）
{
if（temp&0x80）
sda=1;
else
sda=0;
delay2（）;
scl=1;
delay2（）;
scl=0;
delay2（）;
temp=temp<<1;
}
scl=0;
delay2（）;
sda=1;
delay2（）;
}
/*****************************/
//I2C总线读出一个字节
/*****************************/
ucharread_byte（）//读字节
{
uchari,k;
sda=1;
for（i=0;i<8;i++）
{
scl=1;
delay2（）;
k=k<<1;
if（sda）
k=k|0x01;
else
k=k&0xfe;
scl=0;
delay2（）;
}
returnk;
}
voidwrite_add（ucharaddress,uchardate,uchardate1,uchardate2,uchardate3）
{
wp=0;
start（）;
write_byte（0xae）;
response（）;
write_byte（address）;
response（）;
write_byte（date）;
response（）;
write_byte（date1）;
response（）;
write_byte（date2）;
response（）;
write_byte（date3）;
response（）;
stop（）;
}
/*****************************/
//I2C总线读地址
/*****************************/
ucharread_add（ucharaddress）
{
uchardate;
start（）;
write_byte（0xae）;
response（）;
write_byte（address）;
response（）;
start（）;
write_byte（0xaf）;
response（）;
date=read_byte（）;
stop（）;
returndate;
}
/*****************************/
//主函数
/*****************************/
voidmain（）
{
init（）;
init_i2c（）;
//write_add（10,4,0,0,0）;//只需写入一次即可
second=read_add（11）;
write_time（7,second）;
minute=read_add（12）;
write_time（4,minute）;
hour=r
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