基于單片機(jī)C5的簡單萬年歷設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

1、福建工程學(xué)院軟件學(xué)院 軟件工程物聯(lián)網(wǎng)工程第十屆學(xué)生科技節(jié) -單片機(jī)設(shè)計(jì)大賽作品名稱： 萬年歷 專 業(yè)： 物聯(lián)網(wǎng) 班 級(jí)： 1 指導(dǎo)老師： 鄭旭丹 組長： 鄧清蘭 學(xué)號(hào)： 3112113111 組員： 黃孟秋 學(xué)號(hào)： 3112113101 目 錄一、 緒論1二、 系統(tǒng)功能1三、 硬件電路13.1.電路設(shè)計(jì)框圖13.2.系統(tǒng)硬件概述2四、 各模塊功能及工作原理24.1.單片機(jī)主控制模塊的設(shè)計(jì)24.2.LCD1602顯示模塊34.3.鍵盤模塊6五、 實(shí)現(xiàn)結(jié)果9六、 系統(tǒng)的實(shí)用性及創(chuàng)新性9七、 調(diào)節(jié)中遇到的問題及心得體會(huì)10八、 程序設(shè)計(jì)118.1.流程圖118.2.源代碼12九、 總結(jié)及感謝241、

2、 緒論眾所周知單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)要制作的就是單片機(jī)于生活中最為常見的幾種應(yīng)用萬年歷。本設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)作為核心，可以顯示當(dāng)前的日歷和時(shí)間，時(shí)間也可以人為設(shè)定，顯示格式為年（四位），月（兩位），日（兩位），時(shí)（兩位），分（兩位），秒（兩位）。設(shè)置時(shí)間的位切換、設(shè)定數(shù)值、啟動(dòng)定時(shí)器、切換日歷通過外部中斷來實(shí)現(xiàn)。

3、萬年歷顯示電路由LCD1602組成， 制作該裝置的材料需要有軟硬件的支持，硬件方面AT89C51單片機(jī)，晶振，電源，液晶屏LCD1602。2、 系統(tǒng)功能本次設(shè)計(jì)的是萬年歷，采用LCD1602顯示，實(shí)現(xiàn)的功能如下：1. 顯示當(dāng)前時(shí)間，顯示格式為年（四位），月（兩位），日（兩位），時(shí)（兩位），分（兩位），秒（兩位）；2. 時(shí)鐘計(jì)時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行時(shí)間的位切換；3. 鍵盤設(shè)置，能通過鍵盤設(shè)定當(dāng)前時(shí)間和計(jì)時(shí)，并通過鍵盤人為設(shè)定時(shí)間。AT89S52主控制模塊LCD1602顯示模塊計(jì)時(shí)模塊鍵盤輸入模塊3、 硬件電路1.2.3.3.1. 電路設(shè)計(jì)框圖3.2. 系統(tǒng)硬件概述本電路是由AT89S52單片機(jī)為控制核心，

4、具有在線編程功能，低功耗，能在3V超低壓工作，本系統(tǒng)選用12MHZ的晶振，使得單片機(jī)有合理的運(yùn)行速度；利用液晶屏LCD1602顯示時(shí)間信息，通過對(duì)AT89S52單片機(jī)的編程控制液晶屏LCD1602的顯示。顯示時(shí)間在LCD1602，通過按鍵切換選擇。外部按鍵可及時(shí)設(shè)定或調(diào)整時(shí)間信息。4、 各模塊功能及工作原理4.4.1. 單片機(jī)主控制模塊的設(shè)計(jì)AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。AT89S52單片機(jī)為40引腳雙列直插芯片,有四個(gè)I/O口P0,P1,P2,P3, MCS-51單片機(jī)共有4個(gè)8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一條

5、I/O線都能獨(dú)立地作輸出或輸入。18引腳和19引腳接時(shí)鐘電路,XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入,XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出。第9引腳為復(fù)位輸入端,接上電容,電阻及開關(guān)后夠上電復(fù)位電路,20引腳為接地端,40引腳為電源端。引腳圖如圖圖4.1： 圖4.1 AT89S52 引腳結(jié)構(gòu) 圖4.2.1 LCD1602 引腳結(jié)構(gòu)4.2. LCD1602顯示模塊4.2.1LCD1602引腳介紹 LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，引腳圖如圖圖4.2.1：各引腳接口說明如表4.2.2所示:編號(hào)符號(hào)引腳

6、說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極表 4.2.2 LCD1602引腳說明第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(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)

7、行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。4.2.2LCD1602指令1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表4.2.3編號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)

8、或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容表4.2.3 LCD1602的指令說明1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移

9、S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。指令4：顯示開關(guān)控制。D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 B

10、F：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。4.2.3 LCD1602讀/寫操作LCD1602基本操作時(shí)序說明，如表4.2.4讀狀態(tài)輸入RS=L，R/W=H，E=H輸出D0D7=狀態(tài)字寫指令輸入RS=L，R/W=L，D0D7=指令碼，E=高脈沖輸出無讀數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=H，E=H輸出D0D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=L，D0D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出無表4.2.4 LCD1602基本操作時(shí)序說明4.2.4 LCD1602顯示模塊流程圖按下按鍵？開始LCD 1602初始界面顯示歡迎界面顯示初始時(shí)間結(jié)束NY4

11、.3. 鍵盤模塊 本設(shè)計(jì)采用4乘4鍵盤的反轉(zhuǎn)法控制萬年歷的計(jì)時(shí)和時(shí)間設(shè)定，4乘4鍵盤電路圖如圖圖4.3.1 圖4.3.2012348+59-67<!>4.3.1鍵盤功能圖開始對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，返回鍵值鍵值為+或-？鍵值為>？鍵值為？鍵值為09？鍵值為<？鍵值為??？鍵值為+？顯示初值調(diào)用計(jì)時(shí)模塊光標(biāo)左移光標(biāo)右移調(diào)用number模塊調(diào)用add模塊調(diào)用sub模塊4.3.2流程圖YNY YNYNYNYNNYNNY4.4計(jì)時(shí)模塊4.4.1計(jì)數(shù)器工作原理計(jì)數(shù)器：是單片機(jī)應(yīng)用中的重要部件，工作方式靈活，可以對(duì)外部事件計(jì)數(shù)和檢測(cè)等；實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。其核心是特殊功能寄存器中能進(jìn)行加1計(jì)數(shù)的寄

12、存器。實(shí)現(xiàn)原理：對(duì)T0或T1引腳輸入的外部脈沖計(jì)數(shù)，如下圖：+1計(jì)數(shù)器溢出中斷脈沖控制開關(guān) 開始初始時(shí)間sec=60？開始計(jì)時(shí),sec+min+,sec=0yearh=0yearh+,yearl=0yearl+,mon=1mon+,day=1hour+,min=0day+,hour=0按下按鍵？hour=24？min=60？yearh=99?？yarl=99?？Day=31？mon>13？4.4.2流程圖 N Y YN N Y Y NNY Y NNY NY5、 實(shí)現(xiàn)結(jié)果6、 系統(tǒng)的實(shí)用性及創(chuàng)新性基本功能：能顯示當(dāng)前時(shí)間和計(jì)時(shí)，實(shí)現(xiàn)基本時(shí)鐘功能。創(chuàng)新性：界面友好，能實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)和鍵盤數(shù)字的時(shí)間

13、設(shè)定和自增、自減的時(shí)間設(shè)定。7、 調(diào)節(jié)中遇到的問題及心得體會(huì)問題一 LCD1602的初始化不規(guī)范，導(dǎo)致無法正確在LCD1602上顯示相應(yīng)的字符，時(shí)間等。解決 在網(wǎng)上及課本上查找有關(guān)LCD1602初始化的程序，找出錯(cuò)誤的地方并及時(shí)改正，最終解決了LCD1602的初始化問題。問題二 在對(duì)秒、分、時(shí)、日、月、年等的大小判斷時(shí)，采用逐位判斷，導(dǎo)致程序冗長，不利于程序的優(yōu)化。解決 通過老師的指導(dǎo)及其他相關(guān)程序的借鑒，對(duì)時(shí)間大小的判斷進(jìn)行優(yōu)化，將秒的十位和各位合為一個(gè)整體進(jìn)行判斷，分、時(shí)、日、月、年類似。問題三 在計(jì)時(shí)模塊中，因?yàn)榧?xì)節(jié)問題，找不到導(dǎo)致不能正常計(jì)時(shí)的原因。解決 通過老師的精心指導(dǎo)，找到不能正

14、常計(jì)時(shí)的原因，將中斷次數(shù)的判斷if(count>100)改為if(count>=100)即可。問題四 在鍵盤設(shè)計(jì)模塊中，對(duì)空數(shù)組的定義無效。解決 通過查找相關(guān)資料，了解到空數(shù)組的定義要放在data中，不能放在code中。將空數(shù)組定義為uchar a14使其默認(rèn)放在data中就解決了該問題。8、 程序設(shè)計(jì)5.6.7.8.8.1. 流程圖開始顯示“SHOWTIME”界面 WELCOME設(shè)置鍵按下？顯示當(dāng)前時(shí)間鍵盤數(shù)字進(jìn)行時(shí)間設(shè)置鍵盤自增、自減進(jìn)行時(shí)間設(shè)置開始計(jì)時(shí)按鍵開始按下？NYY Y8.2. 源代碼#include<reg52.h>#define uchar unsign

15、ed char#define uint unsigned int uchar code Buffer4=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7;uchar code table='0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','<','>','+','-','!','' uchar code w14

16、=0x83,0x84,0x85,0x86,0x88,0x89,0x8b,0x8c,0xc4,0xc5,0xc7,0xc8,0xca,0xcb;uchar a14;sbit E=P27;/1602使能引腳sbit RW=P26;/1602讀寫引腳sbit RS=P25;/1602數(shù)據(jù)/命令選擇引腳void Delay(uint xms); /延時(shí)void Time0_Init();/中斷請(qǐng)求void timer1_int(void); /中斷void charge();/判斷秒分時(shí)日月等是否大于額外值，若大于向上一位加一void ftime();/初始時(shí)間void timeon();/計(jì)時(shí)voi

17、d add();/自加void sub();/自減void wcmd(uchar del);/1602寫指令void write(uchar del);/1602寫數(shù)據(jù)void L1602_init(void);/1602初始化void second();/秒顯示void minute();/分顯示void hours();/時(shí)顯示void days();/日顯示void month();/月顯示void years();/年顯示void other();/符號(hào)顯示void number();/鍵盤輸入數(shù)字uint count,t; /中斷執(zhí)行次數(shù)，光標(biāo)位置參數(shù)uchar sec=0;/初始秒

18、uchar min=0;/初始分uchar hour=0;/初始時(shí)uchar day=0;/初始日uchar mon=0;/初始月uchar yearh=0;/初始年前兩位uchar yearl=0;/初始年后兩位/1602命令函數(shù)void wcmd(uchar del) P0 = del;RS = 0; RW = 0;E = 1;Delay(1);E = 0;Delay(1); / 1602寫數(shù)據(jù)函數(shù)void write(uchar del) P0 = del;RS = 1;RW = 0;E = 1;Delay(1);E = 0;Delay(1);/ 1602初始化void L1602_in

19、it(void)wcmd(0x38);wcmd(0x38);wcmd(0x38);wcmd(0x0e);wcmd(0x06); wcmd(0x01);/顯示秒void second() uchar i,j; i=sec/10; j=sec%10; wcmd(0xca); write(tablei); write(tablej);/顯示分void minute() uchar i,j; i=min/10; j=min%10; wcmd(0xc7); write(tablei); write(tablej); /顯示時(shí)void hours() uchar i,j; i=hour/10; j=hou

20、r%10; wcmd(0xc4); write(tablei); write(tablej);/顯示日void days() uchar i,j; i=day/10; j=day%10; wcmd(0x8b); write(tablei); write(tablej); /顯示月void month() uchar i,j; i=mon/10; j=mon%10; wcmd(0x88); write(tablei); write(tablej);/顯示年void years() uchar i,j,m,n; i=yearh/10; j=yearh%10; m=yearl/10; n=yearl

21、%10; wcmd(0x83); write(tablei); write(tablej); write(tablem); write(tablen);/符號(hào)顯示void other() wcmd(0xc9); write(':'); wcmd(0xc6); write(':'); wcmd(0x87); write('-'); wcmd(0x8a); write('-');/延時(shí)void Delay(uint xms) uint i,j; for(i=0;i<xms;i+) for(j=0;j<110;j+);/計(jì)時(shí)

22、void timeon() if(count>=100) count=0; charge(); ftime();/顯示初始時(shí)間/時(shí)間初值void ftime() second();Delay(5); minute();Delay(5); hours();Delay(5); days();Delay(5); month();Delay(5); years();Delay(5); other();Delay(5);/各個(gè)按鍵返回值uint Keyvalue() uint i,j; uchar temp; uint Key_value; while(1) P1=0xf0; if(P1!=0xf

23、0) Delay(100); if(P1!=0xf0) for(j=0;j<4;j+) P1=Bufferj; temp=0x10; for(i=0;i<4;i+) if(!(P1&temp) Key_value=i+j*4; temp<<=1; return Key_value; /字符串顯示void L1602_string(uchar hang,uchar lie,uchar *p)uchar a,b=0;if(hang = 1) a = 0x80;if(hang = 2) a = 0xc0;a = a + lie - 1;while(1)wcmd(a+)

24、;b+;if(*p = '0')|(b=16) break;write(*p);Delay(500);p+;/自增void add() wcmd(wt); /光標(biāo)置位 if(t=1) /光標(biāo)在第二個(gè)位置時(shí) if(yearh<99) /判斷年前兩位是否小于99，是，年前兩位加1，并顯示 yearh+;years(); else if(t=3) /光標(biāo)在第四個(gè)位置時(shí) if(yearl<99) /判斷年后兩位是否小于99，是，年后兩位加1，并顯示 yearl+; years(); else if(t=5) /光標(biāo)在第六個(gè)位置時(shí) if(mon<12) /判斷月是否小于

25、12，是，月加1，并顯示 mon+; month(); else if(t=7) /光標(biāo)在第八個(gè)位置時(shí) if(day<30) /判斷日是否小于30，是，日加1，并顯示 day+; days(); else if(t=9)/當(dāng)光標(biāo)在第十個(gè)位置時(shí) if(hour<12)/判斷時(shí)是否小于12，是，時(shí)加1，并顯示 hour+; hours(); else if(t=11) /光標(biāo)在第十二個(gè)位置時(shí) if(min<59) /判斷分是否小于59，是，分加1，并顯示 min+;minute(); else if(t=13) /光標(biāo)在第十四個(gè)位置時(shí) if(sec<59) /判斷秒是否小于

26、59，是，秒加1，并顯示 sec+; second(); /自減void sub() wcmd(wt); /光標(biāo)置位 if(t=1)/光標(biāo)在第二個(gè)位置時(shí)，判斷年前兩位是否大于0，是，年前兩位減1，并顯示 if(yearh>0) yearh-;years(); else if(t=3) /光標(biāo)在第四個(gè)位置時(shí)，判斷年后兩位是否大于0，是，年后兩位減1，并顯示 if(yearl>1) yearl-; years(); else if(t=5)/光標(biāo)在第六個(gè)位置時(shí)，判斷月是否大于1，是，月減1，并顯示 if(mon>1) mon-; month(); else if(t=7)/光標(biāo)在

27、第八個(gè)位置時(shí)，判斷日是否大于1，是，日減1，并顯示 if(day>1) day-; days(); else if(t=9) /光標(biāo)在第十個(gè)位置時(shí)，判斷時(shí)是否大于0，是，時(shí)減1，并顯示 if(hour>0) hour-; hours(); else if(t=11) /光標(biāo)在第十二個(gè)位置時(shí)，判斷分是否大于0，是，分減1，并顯示 if(min>0) min-;minute(); else if(t=13) /光標(biāo)在第十四個(gè)位置時(shí)，判斷秒是否大于0，是，秒減1，并顯示 if(sec>0) sec-; second(); /主函數(shù)void main()uchar keys;

28、uint i,key; /數(shù)組a的參數(shù)i=0; t=0; /位置參數(shù)L1602_init(); /1602初始化L1602_string(1,5,"Showtime");/初始界面顯示 L1602_string(2,5,"Welcome!");/初始界面顯示while(1) key=Keyvalue(); /將鍵值賦值給key keys=tablekey; if(keys='') /判斷鍵值是否為，是，執(zhí)行計(jì)時(shí) Time0_Init(); while(1) timeon(); else if(keys='!')/判斷鍵值是

29、否為！，是，顯示初始時(shí)間，光標(biāo)在第一個(gè)位置 ftime(); wcmd(0x83); else if(keys='-'|keys='+') /判斷鍵值是否為+或- if(keys='+') /鍵值為+，執(zhí)行自加函數(shù) add(); else /鍵值為-，執(zhí)行自減函數(shù) sub(); /判斷鍵值是否為<，是，光標(biāo)不在最左邊時(shí)，光標(biāo)左移一位 else if(keys='<') if(t>=1) i-;t=t-1; wcmd(wt); else if(keys='>') /判斷鍵值是否為>，是，光標(biāo)不在最右邊時(shí)，光標(biāo)右移一位 if(t<13) i+;t=t+1; wcmd(wt); else /鍵值為數(shù)字鍵時(shí)，將鍵值放入a數(shù)組中，在調(diào)用函數(shù)，顯示當(dāng)前設(shè)置的時(shí)間 number(); i=i%14; ai=key; i+; t+; number(); /輸入數(shù)字void number() yearh=a0*10+a1;yearl=a2*10+a3;mon=a4*10+a5;day=a