基于C51单片机的简单万年历设计毕业设计.docx
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基于C51单片机的简单万年历设计毕业设计
作品名称：
基于C51单片机的万年历设计
1、绪论
众所周知单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
本设计要制作的就是单片机于生活中最为常见的几种应用——万年历。
本设计以AT89S52单片机作为核心，可以显示当前的日历和时间，时间也可以人为设定，显示格式为年（四位），月（两位），日（两位），时（两位），分（两位），秒（两位）。
设置时间的位切换、设定数值、启动定时器、切换日历通过外部中断来实现。
万年历显示电路由LCD1602组成，制作该装置的材料需要有软硬件的支持，硬件方面AT89C51单片机，晶振，电源，液晶屏LCD1602。
2、系统功能
本次设计的是万年历，采用LCD1602显示，实现的功能如下：
1.显示当前时间，显示格式为年（四位），月（两位），日（两位），时（两位），分（两位），秒（两位）；
2.时钟计时，自动进行时间的位切换；
3.键盘设置，能通过键盘设定当前时间和计时，并通过键盘人为设定时间。
3、
硬件电路
1.
2.
3.
3.1.电路设计框图
3.2.系统硬件概述
本电路是由AT89S52单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低压工作，本系统选用12MHZ的晶振，使得单片机有合理的运行速度；利用液晶屏LCD1602显示时间信息，通过对AT89S52单片机的编程控制液晶屏LCD1602的显示。
显示时间在LCD1602，通过按键切换选择。
外部按键可及时设定或调整时间信息。
4、各模块功能及工作原理
4.
4.1.单片机主控制模块的设计
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。
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。
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。
引脚图如图图4.1：
图4.1AT89S52引脚结构图4.2.1LCD1602引脚结构
4.2.LCD1602显示模块
4.2.1LCD1602引脚介绍
LCD1602采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，引脚图如图图4.2.1：
各引脚接口说明如表4.2.2所示:
编号
符号
引脚说明
编号
符号
引脚说明
1
VSS
电源地
9
D2
数据
2
VDD
电源正极
10
D3
数据
3
VL
液晶显示偏压
11
D4
数据
4
RS
数据/命令选择
12
D5
数据
5
R/W
读/写选择
13
D6
数据
6
E
使能信号
14
D7
数据
7
D0
数据
15
BLA
背光源正极
8
D1
数据
16
BLK
背光源负极
表4.2.2LCD1602引脚说明
第1脚：
VSS为地电源。
第2脚：
VDD接5V正电源。
第3脚：
VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，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：
R/W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R/W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R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W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脚：
背光源正极。
第16脚：
背光源负极。
4.2.2LCD1602指令
1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表4.2.3
编号
指令
RS
R/W
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
1
清显示
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
2
光标返回
0
0
0
0
0
0
0
0
1
*
3
置输入模式
0
0
0
0
0
0
0
1
I/D
S
4
显示开/关控制
0
0
0
0
0
0
1
D
C
B
5
光标或字符移位
0
0
0
0
0
1
S/C
R/L
*
*
6
置功能
0
0
0
0
1
DL
N
F
*
*
7
置字符发生存贮器地址
0
0
0
1
字符发生存贮器地址
8
置数据存贮器地址
0
0
1
显示数据存贮器地址
9
读忙标志或地址
0
1
BF
计数器地址
10
写数到CGRAM或DDRAM）
1
0
要写的数据内容
11
从CGRAM或DDRAM读数
1
1
读出的数据内容
表4.2.3LCD1602的指令说明
1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。
（说明：
1为高电平、0为低电平）
指令1：
清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置。
指令2：
光标复位，光标返回到地址00H。
指令3：
光标和显示模式设置I/D：
光标移动方向，高电平右移，低电平左移S:
屏幕上所有文字是否左移或者右移。
高电平表示有效，低电平则无效。
指令4：
显示开关控制。
D：
控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示C：
控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标B：
控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。
指令5：
光标或显示移位S/C：
高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。
指令6：
功能设置命令DL：
高电平时为4位总线，低电平时为8位总线N：
低电平时为单行显示，高电平时双行显示F:
低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。
指令7：
字符发生器RAM地址设置。
指令8：
DDRAM地址设置。
指令9：
读忙信号和光标地址BF：
为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。
指令10：
写数据。
指令11：
读数据。
4.2.3LCD1602读/写操作
LCD1602基本操作时序说明，如表4.2.4
读状态
输入
RS=L，R/W=H，E=H
输出
D0—D7=状态字
写指令
输入
RS=L，R/W=L，D0—D7=指令码，E=高脉冲
输出
无
读数据
输入
RS=H，R/W=H，E=H
输出
D0—D7=数据
写数据
输入
RS=H，R/W=L，D0—D7=数据，E=高脉冲
输出
无
表4.2.4LCD1602基本操作时序说明
4.2.4LCD1602显示模块流程图
N
Y
4.3.键盘模块
本设计采用4乘4键盘的反转法控制万年历的计时和时间设定，4乘4键盘电路图如图图4.3.1
图4.3.2
4.3.1键盘功能图
4.3.2流程图
Y
N
Y
YN
YN
Y
N
Y
N
N
Y
N
N
Y
4.4计时模块
4.4.1计数器工作原理
计数器：
是单片机应用中的重要部件，工作方式灵活，可以对外部事件计数和检测等；实现计数功能。
其核心是特殊功能寄存器中能进行加1计数的寄存器。
实现原理：
对T0或T1引脚输入的外部脉冲计数，如下图：
4.4.2流程图
NY
YN
NY
YN
NY
YN
NY
N
Y
5、实现结果
6、系统的实用性及创新性
基本功能：
能显示当前时间和计时，实现基本时钟功能。
创新性：
界面友好，能实现计时和键盘数字的时间设定和自增、自减的时间设定。
7、调节中遇到的问题及心得体会
问题一
LCD1602的初始化不规范，导致无法正确在LCD1602上显示相应的字符，时间等。
解决
在网上及课本上查找有关LCD1602初始化的程序，找出错误的地方并及时改正，最终解决了LCD1602的初始化问题。
问题二
在对秒、分、时、日、月、年等的大小判断时，采用逐位判断，导致程序冗长，不利于程序的优化。
解决
通过老师的指导及其他相关程序的借鉴，对时间大小的判断进行优化，将秒的十位和各位合为一个整体进行判断，分、时、日、月、年类似。
问题三
在计时模块中，因为细节问题，找不到导致不能正常计时的原因。
解决
通过老师的精心指导，找到不能正常计时的原因，将中断次数的判断if（count>100）改为if（count>=100）即可。
问题四
在键盘设计模块中，对空数组的定义无效。
解决
通过查找相关资料，了解到空数组的定义要放在data中，不能放在code中。
将空数组定义为uchara[14]使其默认放在data中就解决了该问题。
8、程序设计
5.
6.
7.
8.
8.1.流程图
N
Y
Y
Y
8.2.源代码
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
ucharcodeBuffer[4]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};
ucharcodetable[]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','<','>','+','-','!
','@'};
ucharcodew[14]={0x83,0x84,0x85,0x86,0x88,0x89,0x8b,0x8c,0xc4,0xc5,0xc7,0xc8,0xca,0xcb};
uchara[14];
sbitE=P2^7;//1602使能引脚
sbitRW=P2^6;//1602读写引脚
sbitRS=P2^5;//1602数据/命令选择引脚
voidDelay（uintxms）;//延时
voidTime0_Init（）;//中断请求
voidtimer1_int（void）;//中断
voidcharge（）;//判断秒分时日月等是否大于额外值，若大于向上一位加一
voidftime（）;//初始时间
voidtimeon（）;//计时
voidadd（）;//自加
voidsub（）;//自减
voidwcmd（uchardel）;//1602写指令
voidwrite（uchardel）;//1602写数据
voidL1602_init（void）;//1602初始化
voidsecond（）;//秒显示
voidminute（）;//分显示
voidhours（）;//时显示
voiddays（）;//日显示
voidmonth（）;//月显示
voidyears（）;//年显示
voidother（）;//符号显示
voidnumber（）;//键盘输入数字
uintcount,t;//中断执行次数，光标位置参数
ucharsec=0;//初始秒
ucharmin=0;//初始分
ucharhour=0;//初始时
ucharday=0;//初始日
ucharmon=0;//初始月
ucharyearh=0;//初始年前两位
ucharyearl=0;//初始年后两位
//1602命令函数
voidwcmd（uchardel）
{
P0=del;
RS=0;
RW=0;
E=1;
Delay
（1）;
E=0;
Delay
（1）;
}
//1602写数据函数
voidwrite（uchardel）
{
P0=del;
RS=1;
RW=0;
E=1;
Delay
（1）;
E=0;
Delay
（1）;
}
//1602初始化
voidL1602_init（void）
{
wcmd（0x38）;
wcmd（0x38）;
wcmd（0x38）;
wcmd（0x0e）;
wcmd（0x06）;
wcmd（0x01）;
}
//显示秒
voidsecond（）
{
uchari,j;
i=sec/10;
j=sec%10;
wcmd（0xca）;
write（table[i]）;
write（table[j]）;
}
//显示分
voidminute（）
{
uchari,j;
i=min/10;
j=min%10;
wcmd（0xc7）;
write（table[i]）;
write（table[j]）;
}
//显示时
voidhours（）
{
uchari,j;
i=hour/10;
j=hour%10;
wcmd（0xc4）;
write（table[i]）;
write（table[j]）;
}
//显示日
voiddays（）
{
uchari,j;
i=day/10;
j=day%10;
wcmd（0x8b）;
write（table[i]）;
write（table[j]）;
}
//显示月
voidmonth（）
{
uchari,j;
i=mon/10;
j=mon%10;
wcmd（0x88）;
write（table[i]）;
write（table[j]）;
}
//显示年
voidyears（）
{
uchari,j,m,n;
i=yearh/10;
j=yearh%10;
m=yearl/10;
n=yearl%10;
wcmd（0x83）;
write（table[i]）;
write（table[j]）;
write（table[m]）;
write（table[n]）;
}
//符号显示
voidother（）
{
wcmd（0xc9）;
write（':
'）;
wcmd（0xc6）;
write（':
'）;
wcmd（0x87）;
write（'-'）;
wcmd（0x8a）;
write（'-'）;
}
//延时
voidDelay（uintxms）
{
uinti,j;
for（i=0;ifor（j=0;j<110;j++）;
}
//计时
voidtimeon（）
{
if（count>=100）
{count=0;
charge（）;
}
ftime（）;//显示初始时间
}
//时间初值
voidftime（）
{
second（）;Delay（5）;
minute（）;Delay（5）;
hours（）;Delay（5）;
days（）;Delay（5）;
month（）;Delay（5）;
years（）;Delay（5）;
other（）;Delay（5）;
}
//各个按键返回值
uintKeyvalue（）
{uinti,j;
uchartemp;
uintKey_value;
while
（1）
{
P1=0xf0;
if（P1!
=0xf0）
{Delay（100）;
if（P1!
=0xf0）
for（j=0;j<4;j++）
{P1=Buffer[j];
temp=0x10;
for（i=0;i<4;i++）
{
if（!
（P1&temp））
{
Key_value=i+j*4;
}
temp<<=1;
}
}
returnKey_value;
}
}
}
//字符串显示
voidL1602_string（ucharhang,ucharlie,uchar*p）
{
uchara,b=0;
if（hang==1）a=0x80;
if（hang==2）a=0xc0;
a=a+lie-1;
while
（1）
{
wcmd（a++）;
b++;
if（（*p=='\0'）||（b==16））break;
write（*p）;
Delay（500）;
p++;
}
}
//自增
voidadd（）
{
wcmd（w[t]）;//光标置位
if（t==1）//光标在第二个位置时
{
if（yearh<99）//判断年前两位是否小于99，是，年前两位加1，并显示
{
yearh++;
years（）;
}
}
elseif（t==3）//光标在第四个位置时
{
if（yearl<99）//判断年后两位是否小于99，是，年后两位加1，并显示
{
yearl++;
years（）;
}
}
elseif（t==5）//光标在第六个位置时
{
if（mon<12）//判断月是否小于12，是，月加1，并显示
{
mon++;
month（）;
}
}
elseif（t==7）//光标在第八个位置时
{
if（day<30）//判断日是否小于30，是，日加1，并显示
{
day++;
days（）;
}
}
elseif（t==9）//当光标在第十个位置时
{
if（hour<12）//判断时是否小于12，是，时加1，并显示
{
hour++;
hours（）;
}
}
elseif（t==11）//光标在第十二个位置时
{
if（min<59）//判断分是否小于59，是，分加1，并显示
{
min++;
minute（）;
}
}
elseif（t==13）//光标在第十四个位置时
{
if（sec<59）//判断秒是否小于59，是，秒加1，并显示
{
sec++;
second（）;
}
}
}
//自减
voidsub（）
{
wcmd（w[t]）;//光标置位
if（t==1）//光标在第二个位置时，判断年前两位是否大于0，是，年前两位减1，并显示
{
if（yearh>0）
{
yearh--;
years（）;
}
}
elseif（t==3）//光标在第四个位置时，判断年后两位是否大于0，是，年后两位减1，并显示
{
if（yearl>1）
{
yearl--;
years（）;
}
}
elseif（t==5）//光标在第六个位置时，判断月是否大于1，是，月减1，并显示
{
if（mon>1）
{
mon--;
month（）;
}
}
elseif（t==7）//光标在第八个位置时，判断日是否大于1，是，日减1，并显示
{
if（day>1）
{
day--;
days（）;
}
}
elseif（t==9）//光标在第十个位置时，判断时是否大于0，是，时减1，并显示
{
if（hour>0）
{
hour--;
hours（）;
}
}
elseif（t==11）//光标在第十二个位置时，判断分是否大于0，是，分减1，并显示
{
if（min>0）
{
min--;
minute（）;
}
}
elseif（t==13）//光标在第十四个位置时，判断秒是否大于0，是，秒减1，并显示
{
if（sec>0）
{
sec--;
second（）;
}
}
}
//主函数
voidmain（）
{ucharkeys;
uinti,key;//数组a的参数
i=0;
t=0;//位置参数
L1602_init（）;//1602初始化
L1602_string（1,5,"Showtime"）;//初始界面显示
L1602_string（2,5,"Welcome!
"）;//初始界面显示
while
（1）
{
key=Keyvalue（）;//将键值赋值给key
keys=table[key];
if（keys=='@'）//判断键值是否为@，是，执行计时
{
Time0_Init（）;
while
（1）
timeon（）;
}
elseif（keys=='!
'）//判断键值是否为！
，是，显示初始时间，光标在第一个位置
{
ftime（）;
wcmd（0x83）;}
elseif（keys=='-'||keys=='+'）//判断键值是否为+或-
{
if（keys=='+'）//键值为+，执行自加函数
{
add（）;
}
else//键值为-，执行自减函数
{
sub（）;
}
}
//判断键值是否为<，是，光标不在最左边时，光标左移一位
elseif（keys=='<'）
{if（t>=1）
{
i--;
t=t-1;
wcm
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