单片机课程设计报告实验报告LCD电子时钟.docx
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单片机课程设计报告实验报告LCD电子时钟
单片机原理与应用
课程名称：
单片机原理与应用
设计题目：
ＬＣＤ电子钟
院系：
电子信息工程学院
班级：
自动化０７０６
设计者：
全宏宇
指导教师：
一，设计目标
LCD显示电子钟的基本功能
1，实现时钟功能；
2，实现闹铃功能；
3，实现秒表功能；
4，具有一定的计时精度。
LCD显示电子钟的基本要求
1，掌握单片机开发编程设计的基本流程；
2，了解Keil及Proteus软件的基本使用；
3，了解LCD的基本使用；
4，学习单片机硬件制作。
二，具体实现
1，软件平台
1）Keil编程
Keil的开发工具的使用的基本过程：
创建C或汇编语言的源程序；
编译或汇编源文件；
纠正源文件中的错误；
从编译器和汇编器连接目标文件；
测试连接的应用程序。
2）Proteus仿真
Proteus软件不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
在编译方面，它也支持IAR，Keil，PLAB等多种编译器。
2，硬件开发平台
JD51开发板的基本资料
LED电路，8只独立LED发光管，可做指示或各种闪烁效果用。
数码管电路，4只共阳一体8段数码显示管，可实现各种数据显示，如计数、时钟等。
蜂鸣器电路，可用于设计各种提示音、演奏音乐等。
键盘电路，学习按键控制相关编程。
LCD显示电路，编程控制LCD显示。
串口电路，学习编程实现JD51和PC或其他符合该通信协议的电路之间的通信。
红外电路，通过选配的红外遥控器，学习红外解码并可实现红外遥控JD51。
温度模块电路，采用一线式温度传感器实现温度的采集并可显示在数码管或者LCD上，通过温度数据处理便可实现温度控制器功能。
除了以上提到的可编程电路本学习板还有一些常用的不可编程电路，包括电源电路、复位电路、晶振电路等。
本次LCD电子钟实验用到其中的蜂鸣器，按键，LCD显示接口。
3，总体设计
1）基本资源的使用
本次实验采用了８９Ｃ５２型单片机，１６０２ＬＣＤ液晶显示屏，蜂鸣器。
为了实现时钟，定时，闹钟，秒表的功能，用到了单片机的外部中断，计时器中断，及
Ｉ／Ｏ端口．
资源
功能
外部中断
外部中断INT1
模式选择（时钟,调时,秒表,闹钟）
外部中断INT0
秒表的暂停,清零
定时器
定时器T0
秒表，时钟定时基准
定时器T1
音乐闹铃的音符产生
I/O端口
P1，P2
LCD接口，蜂鸣器
2）软件仿真
（1）程序设计的一些关键问题（具体参照后面的程序清单）
建立Keil工程时，注意对程序编译环境进行设置；
设置内容包括器件，频率，产生ｈｅｘ文件等。
LCD管脚及控制字；
LCD管脚的定义
控制字
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。
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：
光标和显示位置设置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右移，高电平表示有效，低电平表示无效。
指令4：
显示开关控制。
D：
控制整体的显示开与关，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：
高电平时显示移动的文字，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，高电平时为双行显示，F：
低电平时显示5X7的点阵字符，高电平时显示5X10的显示字符。
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：
忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或数据，如果为低电平表示不忙。
LCD实现滚动显示；
方法一：
采用ＬＣＤ１６０２控制命令，显示后画面移动一个字符；
方法二：
循环使用显示不同位置，形成滚动效果。
秒表
主要是产生计时基准０.０１秒，有了基准之后需要解决的问题是如何实现有效的暂停，清零（达到精准动作），采用中断是很不错的结果。
闹铃
主要是如何实现闹铃关闭的逻辑，if（f&&g）语句可以实现这一动作。
提高计时精度
本程序除了调时模式外，其他模式的时候时钟都在跑动，提高了因模式转换而导致的时间精度降低。
（2）Proteus仿真
在Proteus中画出如下电路图，添加ｈｅｘ文件，进行虚拟仿真。
2）开发板运行调试
在ＪＤ５１板上烧制程序，根据实际的效果，对中断的反应时间，显示效果做出了调整，整体效果不错，只是音乐的效果不佳，主要是由于如果将蜂鸣器换成扬声器效果会好些，还可以在程序中增加节拍来增加音乐效果。
4，硬件制作
根据仿真电路图购买元件进行焊接，下载程序效果后，液晶显示器显示乱码，检查电路后已无连接错误，但功能依然没有实现，相关检查在进行中。
三，设计体会
本次课程设计系统地学习了单片编程开发及实际电路的制作。
学习了Ｋｅｉｌ的Ｃ语言编程的基本知识，Proteus仿真软件的模拟仿真，ＪＤ５１开发实验板的使用，本次课设，时间了较多的其他案例，比较全面的掌握了单片机的运营，包括编程，电路，ＬＣＤ器件等，在知识上有了很多的长进。
本次课程设计还有很多其他收获，锻炼了自学的能力，特别是动手实践方面的东西，让我深深感受到理论与实际的差距，实际当中会有一些小的问题，这些问题是意想不到的，需要去思考，去解决，这是很锻炼人的。
四，程序
#include
#include
#defineucharunsignedchar
#defineulongunsignedlong
#defineuintunsignedint
ucharidatawelcome[16]={"clock"};//定义第一行显示数组
ucharidatalwelcome[16]={"clock"};//定义第一行显示数组
ucharidatallwelcome[16]={"clock"};//定义第一行显示数组
ucharidatalllwelcome[16]={"clock"};//定义第一行显示数组
ucharidatasslcdtimer[16]={"00:
00:
00"};
ucharidatatsslcdtimer[16]={"00:
00:
00"};
ucharidatalcdtimer[16]={"00:
00:
00"};//定义第二行显示数组
ucharidatamlcdtimer[16]={"00:
:
"};//定义第二行显示数组
ucharidatahlcdtimer[16]={":
00:
"};//定义第二行显示数组
ucharidatasetlcdtimer[16]={"00:
01:
00"};
uchartimecount;
uchartemps;
bittimeflag;
bitsstimeflag;
sbitring=P2^0;//蜂鸣闹铃
sbite=P2^7;//ＬＣＤ显示器Ｅ
sbitrw=P2^6;//ＬＣＤ显示器ＲＷ
sbitrs=P2^5;//ＬＣＤ显示器ＲＳ
sbitP10=P1^0;//测试用闪灯
sbitKey=P3^2;//秒表暂停，清零
sbitKey0=P3^3;//调时，设定闹钟时间，秒表选择
sbitKey1=P3^4;//调时，设定闹钟时间改变
ucharth1_f;//在中断中装载的T0的值高8位
uchartl1_f;//在中断中装载的T0的值低8位
uintm=0;
uintn=0;
ulongi;
uintf=0,g=1;
uintj,k;
ucharcodefreq[3][14]=
{
{0xF2,0x42,
0xF3,0xC1,
0xF5,0x17,
0xF5,0xB6,
0xF6,0xD0,
0xF7,0xD1,
0xF8,0xB6},
{0xF9,0x21,
0xF9,0xE0,
0xFA,0x8B,
0xFA,0xD7,
0xFB,0x68,
0xFB,0xE8,
0xFC,0x5B},
{0xFC,0x8D,
0xFC,0xEE,
0xFD,0x44,
0xFD,0x6D,
0xFD,0xB4,
0xFD,0xF4,
0xFE,0x2D},
};//音乐频率表，低音，中音，高音，系统振荡频率11.0592MHz
uintcodesong1[]={26,25,23,25,31,26,25,26,23,25,26,25,23,22,21,16,25,23,22,22,23,23,23,26,23,22,21,25,23,22,21,16,21,15,26,25,23,25,31,26,25,26,23,25,26,25,23,22,21,16,25,23,22,22,23,23,23,26,23,22,21,25,23,22,21,16,21,15};
//编制音乐
//**************************************************
//软件延时函数（系统晶振为11.0592MHz），延时时间约为40μs
//入口条件：
无符号整型变量del1，最终的延时时间为（del1*40）μs
//**************************************************
voiddelay（uintdel1）
{
uchardel2;
for（;del1>0;del1--）
for（del2=10;del2>0;del2--）;
}
//**************************************************
//液晶显示器判忙函数
//**************************************************
voidbusy（）
{
uchartemp;
temp=0x00;
rs=0;
rw=1;
while（（temp&0x80）==0x80）
{
P0=0xff;
e=1;
temp=P0;
e=0;
}
}
//**************************************************
//向液晶显示器写命令函数
//**************************************************
voidWR_Com（uchartemp）
{
busy（）;
rs=0;
rw=0;
P0=temp;
e=1;
e=0;
}
//**************************************************
//向液晶显示器写数据函数
//**************************************************
voidWR_Data（ucharnum）
{
busy（）;
rs=1;
rw=0;
P0=num;
e=1;
e=0;
}
//**************************************************
//向液晶显示器写入显示数据函数
//入口条件：
液晶显示器行首地址（指示第一行还是第二行）和待显示数组的首地址
//**************************************************
//voiddisp_lcdchar（ucharaddr,uchartemp1）
//{
//WR_Com（addr）;
//delay（100）;
//WR_Data（temp1）;
//}
voiddisp_lcd（ucharaddr,uchar*temp1）
{
uchari;
WR_Com（addr）;
delay（100）;
for（i=0;i<16;i++）
{
WR_Data（temp1[i]）;
delay（100）;
}
}
//**************************************************
//液晶显示器初始化函数
//**************************************************
voidlcd_ini（）
{
chari;
for（i=3;i>0;i--）
{
P0=0x30;
rs=0;
rw=0;
e=1;
e=0;
delay（100）;
}
P0=0x38;
rs=0;
rw=0;
e=1;
e=0;
delay（100）;
}
//**************************************************
//液晶显示器复位函数
//**************************************************
voidlcd_Reset（）
{
WR_Com（0x01）;
delay（100）;
WR_Com（0x06）;
delay（100）;
WR_Com（0x0c）;
delay（100）;
}
//**************************************************
//外部中断函数，秒表暂停，清零
//**************************************************
voidmodess（）interrupt0using0
{
delay（10000）;
n++;
if（n==3）
n=0;
}
//**************************************************
//外部中断函数，模式选择
//**************************************************
voidmodepp（）interrupt2using1
{
delay（30000）;
m++;
if（m==6）
n=0;
if（m==7）
m=0;
}
//**************************************************
//定时/计数器中断函数，1S及0.01S
//**************************************************
voidtimer0（）interrupt1using2
{
TH0=0xdc;
TL0=0x23;
sstimeflag=1;
if（--timecount==0）
{
timecount=100;
timeflag=1;
}
}
//**************************************************
//定时/计数器中断函数，装入音乐频率计数初值
//**************************************************
voidtimer1（）interrupt3using3
{
TL1=tl1_f;TH0=th1_f;//调入预定时值
ring=!
ring;//取反音乐输出IO
}
//**************************************************
//主函数
//**************************************************
voidmain（）
{
P10=1;
lcd_ini（）;
lcd_Reset（）;
/*for（i=0;i<10;i++）
{
temps=welcome[i];
disp_lcdchar（0x80+1,temps）;//LCD单字符从左到右显示
delay（10000）;
}*/
disp_lcd（0x80,welcome）;
delay（10000）;
disp_lcd（0x80,lwelcome）;
delay（10000）;
disp_lcd（0x80,llwelcome）;
delay（10000）;
disp_lcd（0x80,lllwelcome）;
delay（10000）;
disp_lcd（0x80,llwelcome）;
delay（10000）;
disp_lcd（0x80,lwelcome）;
delay（10000）;
disp_lcd（0x80,welcome）;//LCD滚动显示
delay（10000）;
disp_lcd（0xc0,lcdtimer）;
P10=0;
TMOD=0x11;
TH0=0xdc;
TL0=0x23;
TR0=1;
IE=0x86;
timeflag=0;//1秒计时标志
sstimeflag=0;//0.01秒计时标志
timecount=100;
while
（1）
{
while（m==6）//秒表
{
IE=0x87;
if（n==0）//秒表跑动
{
if（sstimeflag==1）
{
sstimeflag=0;
sslcdtimer[11]+=1;
if（sslcdtimer[11]>=0x3a）
{
sslcdtimer[11]=0x30;
sslcdtimer[10]+=1;
if（sslcdtimer[10]>=0x3a）
{
sslcdtimer[10]=0x30;
sslcdtimer[8]+=1;
if（sslcdtimer[8]>=0x3a）
{
sslcdtimer[8]=0x30;
sslcdtimer[7]+=1;
if（sslcdtimer[7]>=0x36）
{
sslcdtimer[7]=0x30;
}
}
}
}
disp_lcd（0xc0,sslcdtimer）;
}
if（n==1）//秒表暂停
{
disp_lcd（0xc0,sslcdtimer）;
}
if（n>=2）//秒表清零
{
disp_lcd（0xc0,tsslcdtimer）;
for（i=0;i<16;i++）
sslcdtimer[i]=tsslcdtimer[i];
}
}
}
while（m==0||m>=3）//时钟程序，只要不是调时，就一直运行
{
IE=0x86;
if（timeflag==1）
{
timeflag=0;
lcdtimer[11]+=1;
if（lcdtimer[11]>=0x3a）
{
lcdtimer[11]=0x30;
lcdtimer[10]+=1;
if（lcdtimer[10]>=0x36）
{
lcdtimer[10]=0x30;
lcdtimer[8]+=1;
if（lcdtimer[8]>=0x3a）
{
lcdtimer[8]=0x30;
lcdtimer[7]+=1;
if（lcdtimer[7]>=0x36）
{
lcdtimer[7]=0x30;
lcdtimer[5]+=1;
if（lcdtimer[5]>=0x3a）
{
lcdtimer[5]=0x30;
lcdtimer[4]+=1;
if（lcdtimer[4]>=0x33&&lcdtimer[5]>=0x35）
{
lcdtimer[5]=0x30;
lcdtimer[4]=0x30;
}
}
}
}
}
}
}
if（m==0）
{
disp_lcd（0xc0,lcdtimer）;
if（!
Key1）//关掉闹钟
{
g=0;
}
if（lcdtimer[8]==setlcdtimer[8]&&lcdtimer[7]==setlcdtimer[7]&&lcdtimer[5]==setlcdtimer[5]&&lcdtimer[4]==setlcdtimer[4]）
f=1;//开启闹钟，播放音乐
if（f&&g）
{
/*ring=1;
delay（10000）;
ring=0;
f=0;*/
IE=0x8e;
j=song1[i]/10-1;
k=2*（song1[i]%10-1）;
th1_f=freq[j][k];//取出对应的定时值送给T0
tl1_f=freq[j][++k];
TR1=1;
for（n=0;n<50000;n++）;//音符间延时
i++;
TR1=0;
f=0;
}
}
}
while（m==1）//调时分
{
if（!
Key1）
{
delay（10000）;
timeflag=0;
lcdtimer[8]+=1;
if（lcdtimer[8]>=0x3a）
{
lcdtimer[8]=0x30;
lcdtimer[7]+=1;
if（lcdtimer[7]>=0x36）
{
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