51单片机实现电子时钟功能 1602液晶显示.docx
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51单片机实现电子时钟功能1602液晶显示
第一章设计要求及系统组成
1.1设计要求
利用单片机最小系统设计一个电子时钟，显示方式为**:
**:
**,并且可以任意修改时间。
1.2系统组成
原理框图如图1.1
图1.1系统原理框图
第二章系统设计方案
2.1系统设计方案
电路原理图如图2.1所示
图2.1电路原理图
2.2电路模块组成及其工作原理
2.2.1时钟电路
系统时钟源由内部时钟方式产生，时钟电路由12MH晶振和两个30PF瓷片电容组成，构成自激振荡，形成振荡源提供给单片机。
电容可在5PF到30PF之间选择，电容的大小对振荡频率有微小影响，可起频率微调作用。
时钟电路如图2.2所示
图2.2时钟电路
2.2.2复位电路
单片机复位有上电复位和手动复位两种方式，上电复位是接通电源后利用RC充电来实现复位。
手动复位是通过人为干预，强制系统复位。
复位电路如图2.3所示，可以实现上电复位和手动复位功能。
图2.3复位电路
2.2.3按键电路
在单片机的P1.0、P1.1、P1.2三个I/O口接三个简易按键,通过不断检测按键状态，识别按键的按下顺序和次数即可实现时间的任意修改。
按键电路如图2.4所示。
2.2.41602液晶显示模块电路
本设计是通过对1602液晶显示屏的控制来实现时间的显示。
1602液晶显示模块的驱动如下所述：
图2.41602液晶屏实物图
1602采用标准的16脚接口，其中:
第1脚：
VSS为地电源
第2脚：
VDD接5V正电源
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，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第5脚：
RW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RW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RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW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15～16脚：
空脚
1602显示屏的时序图如图2.5。
图2.51602时序图
1602液晶显示屏与单片机的连线图如图2.6所示。
图2.61602与单片机连线图
第三章程序设计及其调试
3.1程序设计
程序设计如下：
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitlcdrs=P2^0;
sbitlcswr=P2^1;
sbitlcden=P2^2;
sbits1=P1^0;
sbits2=P1^1;
sbits3=P1^2;
sbitrd=P3^7;
ucharcount,s1num;
charmiao,shi,fen;
ucharcodetable[]="2011-6-14TUN";
ucharcodetable1[]="00:
00:
00";
voiddelay（uintz）
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
voidwrite_com（ucharcom）
{
lcdrs=0;
lcswr=0;
P0=com;
delay（5）;
lcden=1;
delay（5）;
lcden=0;
}
voidwrite_date（uchardate）
{
lcdrs=1;
lcden=0;
P0=date;
delay（5）;
lcden=1;
delay（5）;
lcden=0;
}
voidinit（）
{
ucharnum;
lcden=0;
write_com（0x38）;
write_com（0x0c）;
write_com（0x06）;
write_com（0x01）;
write_com（0x80）;
for（num=0;num<15;num++）
{
write_date（table[num]）;
delay（5）;
}
write_com（0x80+0x40）;
for（num=0;num<12;num++）
{
write_date（table1[num]）;
delay（5）;
}
TMOD=0x01;
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
}
voidwrite_sfm（ucharadd,uchardate）
{
ucharshi,ge;
shi=date/10;
ge=date%10;
write_com（0x80+0x40+add）;
write_date（0x30+shi）;
write_date（0x30+ge）;
}
voidkeyscan（）
{
rd=0;
if（s1==0）
{
delay（5）;
if（s1==0）
{s1num++;
while（!
s1）;
if（s1num==1）
{
TR0=0;
write_com（0x80+0x40+10）;
write_com（0x0f）;
}
}
if（s1num==2）
{
write_com（0x80+0x40+7）;
}
if（s1num==3）
{
write_com（0x80+0x40+4）;
}
if（s1num==4）
{
s1num=0;
write_com（0x0c）;
TR0=1;
}
}
if（s1num!
=0）
{
if（s2==0）
{
delay（5）;
if（s2==0）
{
while（!
s2）;
if（s1num==1）
{
miao++;
if（miao==60）
miao=0;
write_sfm（10,miao）;
write_com（0x80+0x40+10）;
}
if（s1num==2）
{
fen++;
if（fen==60）
fen=0;
write_sfm（7,fen）;
write_com（0x80+0x40+7）;
}
if（s1num==3）
{
shi++;
if（shi==24）
shi=0;
write_sfm（4,shi）;
write_com（0x80+0x40+4）;
}
}
}
if（s3==0）
{
delay（5）;
if（s3==0）
{
while（!
s3）;
if（s1num==1）
miao--;
if（miao==-1）
miao=59;
write_sfm（10,miao）;
write_com（0x80+0x40+10）;
}
if（s1num==2）
{
fen--;
if（fen==-1）
fen=59;
write_sfm（7,fen）;
write_com（0x80+0x40+7）;
}
if（s1num==3）
{
shi--;
if（shi==-1）
shi=23;
write_sfm（4,shi）;
write_com（0x80+0x40+4）;
}
}
}
}
}
voidmain（）
{
init（）;
while
（1）
{
keyscan（）;
}
}
voidtimer0（）interrupt1
{
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
count++;
if（count==18）
{
count=0;
miao++;
if（miao==60）
{
miao=0;
fen++;
if（fen==60）
{
fen=0;
shi++;
if（shi==24）
{
shi=0;
}
write_sfm（4,shi）;
}
write_sfm（7,fen）;
}
write_sfm（10,miao）;
}
}
3.2实验调试
实验过程中出现了很多的问题，经过反复的程序修改和调试，最终完成了本设计的要求，实现了电子时钟功能。
在电路焊接前，通过protues单片机仿真软件多次调试和仿真，得出了正确的实验结果。
Protues仿真图如图3.1所示。
图3.1protues仿真图
结论
经过两周的课程设计，不断的测试与分析，最终完成了电子时钟的设计与制作。
在实验的设计及仿真测试时，当没有得出正确的实验现象是，必须冷静、沉着的思考问题的来源，切勿太过紧张。
在电路的焊接过程，须仔细再仔细，案部分焊接导线，切勿乱了头绪。
这样才能在电路制作过程中减少许多不必要的错误。
本次设计组要是程序设计部分，在程序设计过程中，出现了很多的问题，经过和组员的多次讨论与研究、，并参阅了一些电子资料，解决的很多难题。
此课程设计主要考察了对单片机技术原理及程序设计基础等知识。
理论结合实践，使得在平时学习的单片机技术知识有了一个新的认识。
此次设计的电子时钟是一个典型的单片机应用实例。
通过本次设计，使得对单片机技术有了进一步的认识，并且对此产生了浓厚的兴趣，为以后的学习打下了坚实基础。
通过和组员的共同努力，成功的完成此次课程设计，在排除问题过程中，体验了程序设计及电路设计制作的艰辛，更能够体会到成功的喜悦。
参考文献
[1]张先庭.单片机原理、接口与C51应用程序设计.国防工出版社.2011
[2]吴立新.实用电子技术手册.机械工业出版社.2003
[3]胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京:
清华大学出版社，2004.
附录
图1实验电路PCB图
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