ygf单片机课程设计.docx
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ygf单片机课程设计
《单片机原理及应用课程设计》报告
——定时闹钟设计
专业：
电子信息工程
班级：
电子1112
姓名：
虞阁飞
学号：
1120106221
指导教师：
2014年6月6日
1.课程设计目的
1.1巩固和加深对单片机原理和接口技术知识的理解；
1.2培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力；
1.3学会方案论证的比较方法，拓宽知识，初步掌握工程设计的基本方法；
1.4掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会软、硬件的设计和调试方法；
1.5能按课程设计的要求编写课程设计报告，能正确反映设计和实验成果，能用计算机绘制电路图和流程图。
2.课程设计要求
使用AT89C51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的定时闹钟LCD时钟，若LCD选择有背光显示的模块，在夜晚或黑暗的场合中也可使用。
定时闹钟的基本功能如下：
显示格式为“时时：
分分”。
由LED闪动来做秒计数表示。
一旦时间到则发出声响，同时继电器启动，可以扩充控制家电开启和关闭。
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”，按下操作键K1～K4动作如下：
（1）K1—设置现在的时间。
（2）K2—显示闹钟设置的时间。
（3）K3—设置闹铃的时间。
（4）K4—闹铃ON/OFF的状态设置，设置为ON时连续三次发出“哗”的一声，设置为OFF发出“哗”的一声。
设置当前时间或闹铃时间如下。
（1）K1—时调整。
（2）K2—分调整。
（3）K3—设置完成。
（4）K4—闹铃时间到时，发出一阵声响，按下本键可以停止声响。
本项目的难点在于4个按键每个都具有两个功能，以最终实现菜单化的输入功能。
3.硬件设计
3.1设计思想
硬件设计的任务是根据总体设计要求，在选择的机型的基础上，具体确定系统中所要使用的元器件，设计出系统的原理框图、电路原理图。
3.2主要元器件介绍
1.单片机：
AT89C52
2.LCD一个（LM016L）
3.PNP型三极管1个
4.普通电容2个（20uF），电解电容1个（10uF）
5.晶振1个（1MHZ）
6.开关4个（button）
7.电阻1个（2k）
8.电源3个（5V）
3.3功能电路介绍
主电路
主电路主要就是芯片的运行，加载程序后，在外部时钟的作用下，将按照程序运行，从而可以实现设计的要求，进行时钟时间和定时时间的调整，并且能够在到达定时时间后控制蜂鸣器发出声响。
蜂鸣器及按键控制
按键可以对时间进行调整，蜂鸣器可以在到达定时的时间时提醒我们。
内部时钟电路
单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，它的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。
这两个引脚跨接石英晶体和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器。
时钟频率可以影响单片机的速度。
单片机的各功能部件的运行都以时钟控制信号为基准
总体电路图
LCD显示屏：
1602液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。
液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点。
晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表所示：
表3-1：
控制命令表
序号
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
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F：
低电平时显示5×7的点阵字符。
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。
4.软件设计
4.1软件流程图
4.2源程序（程序用C编写，LCD驱动程序网上查找）
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
ucharcodetable1[]="00:
00:
00";
sbitlcden=P2^6;//位定义
sbitlcdrw=P2^5;
sbitlcdrs=P2^4;
sbits1=P3^0;
sbits2=P3^1;
sbits3=P3^2;
sbitbeep=P3^7;//定义蜂鸣器
ucharnum,count,s1num;//显示的位数；响应中断数；按键次数；
uinti;
charshi,fen,miao,shi1,fen1,miao1;
voiddelay（uintz）//延时程序
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
voidwrite_com（ucharcom）//控制指令
{
lcdrs=0;//低电平时选择指令寄存器
lcdrw=0;//低电平时进行写操作
delay（5）;
lcden=1;//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
P0=com;
delay（5）;
lcden=0;
}
voidwrite_data（uchardate）//数据指令
{
lcdrs=1;
lcden=1;//均为高时是读出数据的内容
delay（5）;
P0=date;
delay（5）;
lcden=0;
}
voidinit（）//初始化
{
lcdrw=0;
lcden=0;
delay（15）;
write_com（0x38）;//设置为4位总线，单行显示
delay（5）;
write_com（0x38）;
delay（5）;
write_com（0x38）;
write_com（0x38）;//重复多次以确定可以正确设置
write_com（0x08）;//无光标正常显示
write_com（0x01）;//清显示
write_com（0x06）;//光标和显示模式设置d1I/D：
光标移动方向，高电平右移d0S:
屏幕上所有文字是否左移或者右移。
低电平表示光标闪烁
write_com（0x0c）;//显示开关控制。
d2D：
控制整体显示的开与关，高电平表示开显示d1C：
控制光标的开与关，低电平表示无光标B：
控制光标是否闪烁，低电平不闪烁
write_com（0x80+1）;//d7为高时，显示数据存储地址
TMOD=0x11;//工作方式3
TH0=（65536-50000）/256;//定时时间为50ms
TL0=（65536-50000）%256;
EA=1;//开总中断
ET0=1;//打开定时器
TR0=1;//启动定时器
write_com（0x80+4）;//秒的设定
for（num=0;num<8;num++）
{
write_data（table1[num]）;
delay（20）;
}
write_com（0x80+0x40+4）;
for（num=0;num<8;num++）
{
write_data（table1[num]）;
delay（20）;
}
}
voidwrite_sfm（ucharadd,uchardate）//调整时间
{
ucharshi,ge;
shi=date/10;
ge=date%10;
write_com（0x80+0x40+add）;//控制指令，0x40：
字符发生器RAM地址设置进行加
write_data（0x30+shi）;//数据指令，功能设置命令d4DL：
高电平时为4位总线d3N：
低电平时单行显示d2F:
低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。
write_data（0x30+ge）;
}
voidwrite_shedingsfm（ucharadd1,uchardate1）//设定定时时间
{
ucharshi1,ge1;
shi1=date1/10;
ge1=date1%10;
write_com（0x80+add1）;//控制指令
write_data（0x30+shi1）;
write_data（0x30+ge1）;
}
voidkeyscan（）
{
if（s1==0）
{
delay（5）;
if（s1==0）
{
s1num++;
while（!
s1）;//s1按下
}
}
if（s1num==1）//按下次数
{
TR0=0;//停止定时器工作
write_com（0x80+0x40+11）;//调整时间设置，控制秒设定
write_com（0x0f）;//d3显示开关控制。
d2D：
控制整体显示的开与关，高电平表示开显示d1C：
控制光标的开与关，高电平表示有光标d0B：
控制光标是否闪烁，高电平闪烁
}
if（s1num==2）
{
write_com（0x80+0x40+8）;//控制分钟设定
write_com（0x0f）;//控制光标闪烁
}
if（s1num==3）
{
write_com（0x80+0x40+5）;//控制时设定
write_com（0x0f）;
}
if（s1num==4）
{TR0=1;//启动定时器，定时时间的设定
write_com（0x80+11）;//控制秒的设定
write_com（0x0f）;//光标显示
}
if（s1num==5）
{
write_com（0x80+8）;//定时分钟的设定
write_com（0x0f）;
}
if（s1num==6）
{
write_com（0x80+5）;//定时时的显示
write_com（0x0f）;
}
if（s1num==7）
{
s1num=0;//按键次数清零
write_com（0x0c）;//显示此时为无光标状态
}
if（s1num!
=0）//有按键时
{
if（s2==0）
{
delay（5）;
if（s2==0）
{
while（!
s2）;
if（s1num==1）
{
miao++;
if（miao==60）
{
miao=0;
}
write_sfm（10,miao）;//第10位进行秒的设定
write_com（0x80+0x40+11）;//控制秒的设定
}
if（s1num==2）
{
fen++;
if（fen==60）
{
fen=0;
}
write_sfm（7,fen）;
write_com（0x80+0x40+8）;
}
if（s1num==3）
{
shi++;
if（shi==24）
{
shi=0;
}
write_sfm（4,shi）;
write_com（0x80+0x40+5）;
}
if（s1num==4）
{
TR0=1;//定时器启动
miao1++;
if（miao1==60）
{
miao1=0;
}
write_shedingsfm（10,miao1）;
write_com（0x80+11）;
}
if（s1num==5）
{
fen1++;
if（fen1==60）
{
fen1=0;
}
write_shedingsfm（7,fen1）;
write_com（0x80+8）;
}
if（s1num==6）
{
shi1++;
if（shi1==24）
{
shi1=0;
}
write_shedingsfm（4,shi1）;
write_com（0x80+5）;
}
}
}
}
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+11）;
}
if（s1num==2）
{
fen--;
if（fen==-1）
{
fen=59;
}
write_sfm（7,fen）;
write_com（0x80+0x40+8）;
}
if（s1num==3）
{
shi--;
if（shi==-1）
{
shi=23;
}
write_sfm（4,shi）;
write_com（0x80+0x40+5）;
}
if（s1num==4）
{
TR0=1;
miao1--;
if（miao1==-1）
{
miao1=59;
}
write_shedingsfm（10,miao1）;
write_com（0x80+11）;
}
if（s1num==5）
{
fen1--;
if（fen1==-1）
{
fen1=59;
}
write_shedingsfm（7,fen1）;
write_com（0x80+8）;
}
if（s1num==6）
{
shi1--;
if（shi1==-1）
{
shi1=23;
}
write_shedingsfm（4,shi1）;
write_com（0x80+5）;
}
}
}
}
voidmain（）//主函数
{
init（）;//初始化函数
while
（1）
{
keyscan（）;//键盘扫描
if（count==20）//响应中断20次，时间1s
{
count=0;//清零
miao++;//秒加1
if（miao==60）//60秒时分加1
{
miao=0;
fen++;
if（fen==60）//60分时时加1
{
fen=0;
shi++;
if（shi==24）//24时时时全为0，从00：
00：
00开始计时
{
shi=0;
}
write_sfm（4,shi）;//修改时
}
write_sfm（7,fen）;//修改分
}
write_sfm（10,miao）;//修改秒
if（（shi==shi1）&&（fen==fen1）&&（miao==miao1））//蜂鸣器电路的运行
{
for（i=0;i<10;i++）
{
beep=0;//蜂鸣器响
delay（50）;
beep=1;
delay（50）;
}
}
}
}
}
voidtimer0（）interrupt1//中断函数
{
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
count++;
}
5.调试运行
5.1
注：
LCD屏比较大，在proteus中必须放大屏幕才能更加清楚看清上面的数字。
6.设计心得体会
通过本次课程设计，进一不熟悉单片机以及proteus的使用，虽然没学过LCD，也不会写LCD的驱动程序，但通过上网查找资料，了解了LCD的各个引脚的功能以及使用，在网上找到一份LCD驱动程序，完成了LCD这个难点，C代码编程也是另一个难点，中断的设置，延时程序的编写，蜂鸣器赋值1响，这些比较好编写，但整个程序的排列以及由于长时间没熟悉C语言对代码的编写还存在写问题。
最终通过和同学的讨论以及上网查找写资料都一一解决。
本次课程设计把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去。
本次课程设计然我们明白要做好一个课程设计，就必须做到：
在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便。
参考书目：
[1]阎石，《数字电子技术基础》，北京，高等教育出版社，2004年
[2]肖金球，《单片机原理与接口技术》
[3]倪继峰，《单片机C语言程序设计实训100例-基于8051+Proteus仿真》
[4]谭浩强，《C程序设计》
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