电子时钟(LCD显示)课程设计

目录1.设计要求.............................................12.时钟总体设计思路...................................13.系统硬件设计.........................................13.1单片机控制系统.....................................33.2键盘控制系统设计..................................33.3显示电路............................................43.4硬件原理及说明............................................43.5主要性能参数..............................................54.软件设计.............................................54.1软件功能..........................................54.2软件设计...........................................64.3汇编源程序......................................55.Proteus仿真.........................................116.课程设计总结.........................................12参考文献................................................1311.设计要求以AT89C51单片机为核心的时钟，在LED显示器上显示当前的时间：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”。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—设置小时。K2—设置分钟。K3—设置秒数。程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，LED显示“00：00：00”，然后开始计时。单片机是一种集成电路芯片，采集超大规模集成电路技术把具有数据处理能力（如算数运算、逻辑运算、数据传送、中断处理）的微型处理器,随机存取数据存储器（RAM）、只读程序存储器（ROM）、输入/输出电路（I/O）,可能还包括定时/计数器、串行通信口（SCI）、显示驱动电路（LCD或LED驱动电路）、脉宽调制电路（PWM）、模拟多路转化器及A/D转化器等电路集成到一片芯片上，构成一个最小而又完善的计算机系统。这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效的完成程序设计者事先规定的任务。2.时钟的总体设计思路按照系统的设计功能要求，本时钟系统的设计必须采用单片机软件系统实现，用单片机的自动控制能力配合按键控制，来控制时钟的调整及显示。图一系统总原理图3.系统硬件设计3.1单片机控制系统本次设计时钟电路，采用了ATC89C51单片机芯片控制电路，这种单片机芯片比较简单，并且省去了很多复杂的线路，更容易表达和理解，通过按钮来调节电微型控制器时钟电路数据显示按键调时2子钟的时、分、秒。并且这次电路我采用了一个按钮控制一个显示的方案，在调节小时/分钟/秒数时，只需要按下对其控制的按钮进行调节就行了，不要普遍所见的需要进入调节界面。同时这次我采用了c语言控制整个时钟的显示，这样通过三个模块:单片机芯片、LED显示屏、按钮控制电路即可达到设计要求。3.2键盘控制系统设计按键需要3个，分别实现为调整小时、分钟、秒数三个功能。用单片机的3个I/O口接收控制信号，其电路如图下：图五按键调时电路通过控制键来控制所要调节的是时、分、还是秒。在按下小时/分/秒键后将对小时/分/秒进行调整调整，从而调整到自己所需要的时间。3.3显示电路显示电路如图所示：3图六显示电路LM016L液晶模块采用HD44780控制器，hd44780具有简单而功能较强的指令集，可以实现字符移动，闪烁等功能，LM016L与单片机MCU通讯可采用8位或4位并行传输两种方式，hd44780控制器由两个8位寄存器，指令寄存器（IR）和数据寄存器（DR）忙标志（BF），显示数RAM（DDRAM），字符发生器ROMA（CGOROM）字符发生器RAM（CGRAM），地址计数器RAM(AC)。IR用于寄存指令码，只能写入不能读出，DR用于寄存数据，数据由内部操作自动写入DDRAM和CGRAM,或者暂存从DDRAM和CGRAM读出的数据，BF为1时，液晶模块处于内部模式，不响应外部操作指令和接受数据，DDTAM用来存储显示的字符，能存储80个字符码，CGROM由8位字符码生成5*7点阵字符160中和5*10点阵字符32种.8位字符编码和字符的对应关系,CGRAM是为用户编写特殊字符留用的，它的容量仅64字节，可以自定义8个5*7点阵字符或者4个5*10点阵字符，AC可以存储DDRAM和CGRAM的地址，如果地址码随指令写入IR,则IR自动把地址码装入AC，同时选择DDRAM或CGRAM4.1软件功能..........................................4..............................................0[3]丁元杰.单片微机原理及应用.北京:机械工业出版社,1994.............................................133.4硬件原理及说明AT89C51是美国Intel公司生产的低电压，高性能CHMOS8位单片机，片内含有4kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机存取数据存储器（RAM),器件采用Intel公司的高密度、非易失性存储技术生产，片内置通用4位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。3.5主要性能参数与MCS-51产品指令和引脚完全兼容4k字节可重擦写Flash闪速存储器1000次擦写周期全静态操作:0Hz—24MHz三级加密程序存储器4128×8字节内部RAM32个可编程I/O口线2个16位定时/计数器5个中断源可编程串行UART通道低功耗空闲和掉电模式4.软件设计4.1软件主要完成的功能（1）显示时间程序用软件调节时间，通过程序的调节，最后用LED现实时钟（2）调节时间程序按键调节时间，能实现时、分的调节4.2软件设计的主要流程时间控制程序时间控制程序，用中断准确的控制时间，采用60进制，60秒为一分钟，60分钟为一个小时，全天设置为24小时。程序用C语言编写。编程时采用KEILC，而仿真用PROTUES，仿真时仿真图如图所示5图七定时中断流程图4.3汇编源程序#includereg51.h#includeintrins.h#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineDelayNOP(){_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}sbitK1=P1^0;sbitK2=P1^1;sbitK3=P1^2;sbitK4=P1^3;sbitSPK=P3^0;sbitRS=P2^0;sbitRW=P2^1;sbitE=P2^2;ucharcodeStr1[]=CurrentTime;//一下两个字符串的串长均为16ucharcodeStr2[]=SetNewTime...;ucharHMS_String[]=00:00:00;//带显示的时间串bitSettime=0;//是否修改时间bitChange_H_or_M=1;//1表示修改时.0表示修改分ucharMilliSecond,Hour=0,Minute=0,Second=0;//延时函数voidDelayMS(uintx){uchari;while(x--)for(i=0;i120;i++);6}//LCD忙状态检测bitLCD_Busy_Check(){bitresult;RS=0;RW=1;E=1;DelayNOP();result=(bit)(P0&0x80);E=0;returnresult;}//写LCD命令voidLCD_Write_Command(ucharcmd){while(LCD_Busy_Check());//判断LCD是否忙碌RS=0;RW=0;E=0;_nop_();_nop_();P0=cmd;DelayNOP();E=1;DelayNOP();E=0;}//设置LCD显示位置voidLCD_Set_Pos(ucharpos){LCD_Write_Command(pos|0x80);}//写LCD数据voidLCD_Write_Data(uchardat){while(LCD_Busy_Check());//判断LCD是否忙碌RS=1;RW=0;E=0;P0=dat;DelayNOP();E=1;DelayNOP();E=0;}//LCD初始化voidLCD_Initialize(){LCD_Write_Command(0x38);DelayMS(1);LCD_Write_Command(0x0c);DelayMS(1);LCD_Write_Command(0x06);DelayMS(1);LCD_Write_Command(0x01);DelayMS(1);}//显示函数，在LCD指定的行上显示字符串voidDisplay_String(uchar*str,ucharLineNo){uchark;LCD_Set_Pos(LineNo);for(k=0;k16;k++)LCD_Write_Data(str[k]);7}//蜂鸣函数voidBeep(){uchari,j=70;for(i=0;i200;i++){while(--j);SPK=~SPK;}DelayMS(300);SPK=0;}//时分秒显示voidDisplay_HMS(ucharh,m,s){if(Settime)HMS_String[3]='';//显示修改标志elseHMS_String[3]='';//不显示修改标志HMS_String[4]=h/10+'0';//时HMS_String[5]=h%10+'0';HMS_String[7]=m/10+'0';//分HMS_String[8]=m%10+'0';HMS_String[10]=s/10+'0';//秒HMS_String[11]=s%10+'0';Display_String(HMS_String,0x40);}//设置时间voidChange_Time(){Settime=0;if(K1==0||K2==0||K3==0)//按下k1k2k3中的任何一个键即进入修改状态{TR0=0;Display_String(Str2,0x00);//第一行提示修改时间Settime=1;}while(Settime){if(K1==0)//确定调整小时还是分钟{Beep();while(K1==0)Change_H_or_M=!Change_H_or_M;}elseif(K2==0)//增加{8Beep();while(K2==0);if(Change_H_or_M==1){if(++Hour==24)Hour=0;}else{if(++Minute==60)Minute=0;}}elseif(K3==0)//减少{Beep();while(K3==0);if(Change_H_or_M==1){if(--Hour==0xff)Hour=23;}else{if(--Minute==0xff)Minute=59;}}elseif(K4==0)//确定{Beep();while(K4==0);Display_String(S