LCD顯示的定時鬧鐘

1、西南科技大學(xué)單片機原理及接口技術(shù)課程設(shè)計報告課題名稱LCD顯示的定時鬧鐘姓 名劉XX學(xué) 號2011XXXX學(xué) 院制造科學(xué)與工程學(xué)院班 級機械11XX指導(dǎo)教師張XX 2014年 06 月 12 日 目錄 1.設(shè)計要求.1 2.設(shè)計方案.1 2.1原理12.2系統(tǒng)總框圖22.3原理及工作過程說明23.元器件介紹23.1AT89C5123.2 1602LCD液晶顯示器53.3 其他重要元件64.軟件設(shè)計84.1系統(tǒng)流程圖84.2 源代碼105.系統(tǒng)仿真205.1系統(tǒng)總圖205.2設(shè)定時間時LCD顯示20 5.3設(shè)定鬧鐘時LCD顯示.215.4顯示鬧鐘時LCD顯示215.5待機時LCD顯示21 6.實

2、物圖.227.實驗總結(jié)及心得體會23 8.參考資料.241.設(shè)計要求 使用AT89C51單片機結(jié)合字符型LCD顯示器設(shè)計一個簡易的定時鬧鐘LCD時鐘，若LCD選擇有背光顯示的模塊，在夜晚或黑暗的場合中也可使用。定時鬧鐘的基本功能如下：n 顯示格式為“時時：分分”。n 由LED閃動來做秒計數(shù)表示。n 一旦時間到則發(fā)出聲響，同時繼電器啟動，可以擴充控制家電開啟和關(guān)閉。n 程序執(zhí)行后工作指示燈LED閃動，表示程序開始執(zhí)行，LCD顯示“00：00”， 按下操作鍵K1K4動作如下： (1) K1設(shè)置現(xiàn)在的時間。 (2) K2顯示鬧鐘設(shè)置的時間。 (3) K3設(shè)置鬧鈴的時間。 (4) K4鬧鈴ON/OFF

3、的狀態(tài)設(shè)置，設(shè)置為ON時連續(xù)三次發(fā)出“嘩”的一聲，設(shè)置為OFF發(fā)出“嘩”的一聲。 設(shè)置當(dāng)前時間或鬧鈴時間如下。 (1) K1時調(diào)整。 (2) K2分調(diào)整。 (3) K3設(shè)置完成。 (4) K4鬧鈴時間到時，發(fā)出一陣聲響，按下本鍵可以停止聲響。本項目的難點在于4個按鍵每個都具有兩個功能，以最終實現(xiàn)菜單化的輸入功能。采用通過逐層嵌套的循環(huán)掃描，實現(xiàn)嵌套式的鍵盤輸入。2. 設(shè)計方案2.1原理本LCD定時鬧鐘，是以單片機及外圍接口電路為核心硬件，輔以其他外圍硬件電路，用匯編語言設(shè)計的程序來實現(xiàn)的。根據(jù)C51單片機的外圍接口特點擴展相應(yīng)的硬件電路，然后根據(jù)單片機的指令設(shè)計出數(shù)字鐘相應(yīng)的軟件，再利用軟件執(zhí)

4、行一定的程序來實現(xiàn)數(shù)字鐘的功能。由于采用集成芯片性的單片機來制作電子鐘，這樣設(shè)計制作簡單而且功能多、精確度高，也可方便擴充其他功能，實現(xiàn)也十分簡單。本設(shè)計是利用AT89C51單片機為主控芯片，由LCD、晶振、電阻、電容、發(fā)光二極管、開關(guān)、喇叭等元件組成硬件電路，通過編寫軟件程序來實現(xiàn)和控制的數(shù)字定時鬧鐘2.2系統(tǒng)總框圖2.3原理及工作過程說明（1）定時鬧鐘的基本功能如下 ：（a）啟動仿真軟件，使用LCD液晶顯示器來顯示現(xiàn)在的時間 。（b）程序執(zhí)行之后顯示“00:00”，并且LED閃爍，表示開始已經(jīng)計時。（c）由LED閃動來做秒計數(shù)表示。（d）當(dāng)設(shè)定的鬧鐘時間到達后，鬧鈴開始發(fā)出聲音。并且繼電器

5、導(dǎo)通。（2）按鍵功能如下 ：按鍵K1設(shè)置現(xiàn)在的時間和時調(diào)整；按鍵K2顯示鬧鐘設(shè)置的時間和分調(diào)整；按鍵K3設(shè)置鬧鈴的時間和設(shè)置完成；按鍵K4鬧鈴ON/OFF的狀態(tài)設(shè)置，設(shè)置為ON時連續(xù)三次發(fā)出“嘩”的一聲，設(shè)置為OFF發(fā)出“嘩”的一聲和鬧鐘時間到時，發(fā)出一陣聲響，按下本鍵可以停止聲響。（3）調(diào)整計時器時間如下 ：按下K1鍵，然后按K1調(diào)整小時，K2調(diào)整分鐘，按下K3表示時間設(shè)置完成。（4）調(diào)整鬧鐘時間設(shè)置如下 :按下K3鍵，然后按K1調(diào)整小時，K2調(diào)整分鐘，按下K3表示鬧鐘設(shè)置完成。3.元器件介紹3.1AT89C51本設(shè)計的核心硬件就是89C51芯片,AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦

6、除只讀存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。3.1.1引腳圖3.1.2引腳功能介紹P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序

7、數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被

8、外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng)P2口用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：P3口管腳 備選功

9、能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時器0外部輸入）P3.5 T1（記時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。保持RST腳兩個機器周期以上的高電平時間即可復(fù)位。ALE/PROG：ALE為CPU訪問外部程序存儲器或外部數(shù)據(jù)存儲器提供一個地址鎖存信號，將低8位地址鎖存在片外的地址鎖存器中。PROG為該引腳第二功能，在對片內(nèi)FLASH存儲器編程時，此引腳作為編程脈沖輸入

10、端。 PSEN：片外程序存儲器的讀選通信號。低電平有效。 EA/VPP：當(dāng)EA為低電平時，只讀取外部的程序存儲器中的內(nèi)容；當(dāng)EA為高電平時，在PC值不超過0FFFH時，單片機讀片內(nèi)程序存儲器的程序，但PC超過時，自動轉(zhuǎn)向片外60KB程序存儲器中的程序。 XTAL1：片內(nèi)振蕩器反向放大器和時鐘發(fā)生器電路的輸入端。 XTAL2：片內(nèi)振蕩器反向放大器的輸出端。3.2 1602LCD液晶顯示器3.2.1引腳圖3.2.2引腳功能第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個1

11、0K的電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7，數(shù)據(jù)總線，與單片機的數(shù)據(jù)總線相連，三態(tài)。第15腳：背光板電源，通常+5V。第16腳：背光板電源地。3.3 其他重要元件3.3.1獨立式鍵盤的接口電路在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，有時只需要幾個簡單的按鍵向系統(tǒng)輸入信息。這時，可將每個按鍵接在一根I/O接口線上，這種方式的連接稱為獨立式鍵盤。每個獨立式按鍵單獨占有一根 I/O接口線，每根I/O接口線的工

12、作狀態(tài)不 會影響到其他 I/O接口線 。這種按鍵接口電路配置靈活，硬件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根I/O接口線，I/O接口線浪費較大。故只在按鍵數(shù)量不多時采用這種按鍵電路。在此電路中，按鍵輸入都采用低電平有效。上拉電阻保證了按鍵斷開時，I/O接口線有確定的高電平。當(dāng)I/O接口內(nèi)部有上拉電阻時，外電路可以不配置上拉電阻。3.3.2電磁繼電器電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨

13、之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。具有動作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等優(yōu)點。3.3.2 PNP三極管 PNP型三極管由2塊P型半導(dǎo)體中間夾著1塊N型半導(dǎo)體所組成,電流從發(fā)射極E流入的三極管.PNP型三極管發(fā)射極電位最高,集電極電位最低,UBE0.4.軟件設(shè)計4.1系統(tǒng)流程圖4.2 源代碼#include #define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code table1=NOW TIME; uchar code

14、 table2=SHOW ALRAM; uchar code table3=SET TIME; uchar code table4=SET ALRAM;sbit lcden=P34;sbit lcdrs=P35;sbit lcdrw=P36;sbit K1=P10;sbit K2=P11;sbit K3=P12;sbit K4=P13;sbit be=P25;sbit dula=P26;sbit wala=P27;sbit jdq=P23;sbit LED =P24;uchar flag,num,count,k1num,k2num,k3num,k4num;char miao,shi,fen,a

15、shi,afen;/延時函數(shù)void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=100;y0;y-);/蜂鳴器子程序void di()be=0;delay(100);be=1;/寫命令函數(shù)void write_com(uchar com)lcdrs=0;lcdrw=0;lcden=0;P0=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;/寫數(shù)據(jù)函數(shù)void write_date(uchar date)lcdrs=1;lcdrw=0;lcden=0;P0=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcde

16、n=0;/寫時間函數(shù)void write_sfm(uchar add,uchar date)uchar dateshi,datege;dateshi=date/10;datege=date%10;write_com(0x80+0x40+add);write_date(0x30+dateshi);write_date(0x30+datege); /顯示時間函數(shù)void TimeInit() write_com(0x01);write_com(0x80+2);for(num=0;num8;num+)write_date(table1num);delay(5); write_com(0x80+0x4

17、0+4);write_date(:);delay(5);write_sfm(2,shi);write_com(0x80+0x40+2);write_sfm(5,fen);write_com(0x80+0x40+5); /顯示鬧鐘函數(shù)void DisplayAlarmTime()write_com(0x01);write_com(0x80+2); for(num=0;num10;num+)write_date(table2num);delay(5);write_com(0x80+0x40+4);write_date(:);delay(5);write_sfm(2,ashi);write_com(

18、0x80+0x40+2);write_sfm(5,afen);write_com(0x80+0x40+5);/設(shè)置當(dāng)前時間void SetNowTime() write_com(0x80+2);for(num=0;num8;num+)write_date(table3num);delay(5);write_com(0x80+0x40+4);write_date(:); delay(5);write_sfm(2,shi);write_com(0x80+0x40+2);write_sfm(5,fen);write_com(0x80+0x40+5);if(K1=0)delay(5);if(K1=0)

19、while(!K1);di();shi+;if(shi=24)shi=0; write_sfm(2,shi);write_com(0x80+0x40+2);if(K2=0)delay(5);if(K2=0)while(!K2);di();fen+;if(fen=60)fen=0;write_sfm(5,fen);write_com(0x80+0x40+5);if(K3=0)delay(5);if(K3=0)while(!K3);di();k1num=0;TR0=1;TimeInit(); /設(shè)置鬧鐘時間void SetAlarmTime() write_com(0x80+2);for(num=

20、0;num9;num+)write_date(table4num);delay(5);write_com(0x80+0x40+4);write_date(:); delay(5);write_sfm(2,ashi);write_com(0x80+0x40+2);write_sfm(5,afen);write_com(0x80+0x40+5);if(K1=0)delay(5);if(K1=0)while(!K1);di();ashi+;if(ashi=24)ashi=0;write_sfm(2,ashi);write_com(0x80+0x40+2);if(K2=0)delay(5);if(K2

21、=0)while(!K2);di();afen+;if(afen=60)afen=0;write_sfm(5,afen);write_com(0x80+0x40+5);if(K3=0)delay(5);if(K3=0)while(!K3);di();k3num=0;EA=1;flag=1;TimeInit();/鍵盤掃描函數(shù)void keyscan()if(K1=0)delay(5);if(K1=0)TR0=0;while(!K1);di();k1num+;if(k1num!=0)SetNowTime();elseif(K2=0)delay(5);if(K2=0)while(!K2);di()

22、;k2num+;if(k2num=1)DisplayAlarmTime();k2num=2;if(k2num=3)k2num=0;EA=1;TimeInit();elseif(K3=0)delay(5);if(K3=0)while(!K3);di();k3num+;if(k3num=1)write_com(0x80+0x40+2); write_date( );delay(100); write_com(0x80+0x40+3); write_date( ); delay(100); write_com(0x80+0x40+5); write_date( ); delay(100); writ

23、e_com(0x80+0x40+6); write_date( ); SetAlarmTime();elseif(K4=0)delay(5);if(K4=0)while(!K4);di();k4num+;if(k4num=1)di();k4num=2;flag=0;if(k4num=3)k4num=0;di();delay(500);di();delay(500);di();flag=1; if(flag=1&shi=ashi&fen=afen)jdq=0;be=be;delay(500);if(K4=0&flag=1)delay(5);if(K4=0&flag=1)while(!K4);di

24、();flag=0;k4num=0;/lcd1602初始化void init()lcden=0;shi=00;fen=00;miao=0;ashi=12;afen=00;count=0;k1num=0;dula=0;wala=0; /write_com(0x38);/設(shè)置16X2顯示，5X7點陣，8位數(shù)據(jù)接口write_com(0x08);write_com(0x01); /顯示清0，數(shù)據(jù)指針清0write_com(0x06);/寫一個字符后地址指針加1write_com(0x0c);/設(shè)置開顯示，不顯示光標 TimeInit();TMOD=0x01;TH0=0x4c;TL0=0x00;EA=1;ET0=1;TR0=1;/主函數(shù)void main()init();write_com(0x80);while(1)keyscan();/中斷服務(wù)子程序void timer0() interrupt 1TH0=0x4c;TL0=0x00;count+;LED=0;if(count=20)count=0;miao+;LED=LED;if(miao=60)miao=0;fen+;if(fen=60)fen=0;shi+;if(shi=24)shi=0;write_sfm(2,shi);write_sfm(5,fe