1602lcd顯示的秒表(1)

1、鹽城工學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書（2011）目 錄1概述11.1課題的研究意義和目的12方案論證12.1 STC89C52主要功能特性12.2系統(tǒng)分析33硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)33.1硬件介紹33.2部分硬件原理圖43.3最小單片機(jī)系統(tǒng)54系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)55軟硬件聯(lián)調(diào)75.1正面圖75.2反面接線85.3測(cè)試結(jié)果8結(jié)束語(yǔ)9參考文獻(xiàn)9附錄10附錄1 protel原理圖10附錄2 PCB圖11附錄3 protues仿真圖12附錄4 程序清單12附錄5元器件清單171概述1.1課題的研究意義和目的1、通過本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)初步了解單片機(jī)工作原理和各功能端口的相關(guān)設(shè)置；2、掌握PROTEUS軟件的安裝和配置過程；3、學(xué)會(huì)繪

2、制電路原理圖；4、了解裝載程序和調(diào)試；5、PROTEUS VSM 與uVision3的聯(lián)調(diào)；6、用單片機(jī)仿真軟件，并進(jìn)行調(diào)試；7、掌握單片機(jī)相應(yīng)的編程步驟，了解秒表相關(guān)的工作流程；8、熟悉KEILPROTEUS等相關(guān)軟件的使用。2方案論證2.1 STC89C52主要功能特性1、兼容MCS51指令系統(tǒng) 2、8k可反復(fù)擦寫(大于1000次）Flash ROM； 3、32個(gè)雙向I/O口； 4、256x8bit內(nèi)部RAM； 5、3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷； 6、時(shí)鐘頻率0-24MHz； 7、2個(gè)串行中斷，可編程UART串行通道； 8、2個(gè)外部中斷源，共8個(gè)中斷源； 9、2個(gè)讀寫中斷口線，3級(jí)加密

3、位； 10、低功耗空閑和掉電模式，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能； 11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等幾種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。STC89C52為8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與主板CPU通信等。主要管腳有：XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成

4、的復(fù)位電路。VCC（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P0P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0 端口（3239 腳）被定義為N1 功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為IR輸入端，10 腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。P0 口：P0 口是一組8 位漏極開路型雙向I/O 口， 也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每

5、位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8 個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0 寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash 編程時(shí)，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 P1 口：P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。與AT8

6、9C51 不同之處是，P1.0 和P1.1 還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），F(xiàn)lash 編程和程序校驗(yàn)期間，P1 接收低8 位地址。表.P1.0和P1.1的第二功能 引腳號(hào)功能特性P1.0T2，時(shí)鐘輸出P1.1T2EX（定時(shí)/計(jì)數(shù)器2）P2 口：P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)端口P2 寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。在訪問外部程序

7、存儲(chǔ)器或16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR 指令）時(shí)，P2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX RI 指令）時(shí)，P2 口輸出P2 鎖存器的內(nèi)容。Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。 P3 口：P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)P3 口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3 口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能 。P3 口還接

8、收一些用于Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。一般情況下，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE 脈沖。對(duì)Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH 單元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。該位置位后，只

9、有一條MOVX 和MOVC指令才能將ALE 激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE 禁止位無(wú)效。 PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PSEN信號(hào)。 EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存

10、儲(chǔ)器中的指令。Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V 的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V 編程電壓Vpp。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。2.2系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的電路主要是能多次記時(shí)和查詢時(shí)間，記時(shí)的多少通過顯示電路顯示出來(lái)，每一次計(jì)時(shí)可以通過控制電路查詢出來(lái)。設(shè)計(jì)框圖如圖2-1所示; 圖2-13硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1硬件介紹根據(jù)設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)思路，硬件電路有兩部分組成，即單片機(jī)按鍵電路，LCD顯示器電路。圖2-2 為硬件電路設(shè)計(jì)框圖。圖2-2系統(tǒng)硬件電路根據(jù)課題設(shè)計(jì)要求，它由以下幾個(gè)部件組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)89C52

11、RC、電源、時(shí)分秒顯示模塊。時(shí)分秒顯示采用動(dòng)態(tài)掃描，以降低對(duì)單片機(jī)端口數(shù)的要求，同時(shí)也降低系統(tǒng)的功耗。顯示模塊中時(shí)分秒顯示驅(qū)動(dòng)、校時(shí)模塊都通過89C52RC的I/O口控制。顯示模塊中的復(fù)位電路由89C52RC的RESET端控制。電源部分：電源部分有二部分組成。一部分是由220V的市電通過變壓、整流穩(wěn)壓來(lái)得到+5V電壓，維持系統(tǒng)的正常工作；另一部分是由5V的電池供電，以保證停電時(shí)正常走時(shí)。正常情況下電池是不提供電能的，以保證電池的壽命。3.2部分硬件原理圖3.2.1STC89C52管腳圖如圖3-1所示： 圖3-13.2.2 1602LCD液晶硬件圖如圖3-2所示：圖3-23.3最小單片機(jī)系統(tǒng)如圖

12、3-3所示：圖3-34系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)此部分主要介紹顯示模塊，顯示模塊是實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的重要部分，在顯示時(shí)，首先將時(shí)間十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為顯示段碼，然后送往液晶顯示。顯示段碼采用動(dòng)態(tài)掃描的方式。在要求改變顯示數(shù)據(jù)的類別時(shí)，只須改變R1（指向數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針）指向的十進(jìn)制數(shù)據(jù)緩沖區(qū)即可。如圖4-1所示：圖4-1結(jié)束語(yǔ)通過這次實(shí)驗(yàn)，我學(xué)會(huì)了熟練運(yùn)用protues，keil，protel等軟件，在做本次課程設(shè)計(jì)的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的設(shè)計(jì)資料了。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，查閱這方面的設(shè)計(jì)資料是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。其次，在這次課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)。雖然過去從未獨(dú)立

13、應(yīng)用過它們，但在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設(shè)計(jì)的又一收獲后，要做好一個(gè)課程設(shè)計(jì)，就必須做到：在設(shè)計(jì)程序之前，對(duì)所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪些資源；要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的的軟件流程圖；在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路；在設(shè)計(jì)課程過程中遇到問題是很正常德，但我們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來(lái)，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，但是從中學(xué)到的知識(shí)會(huì)讓我受益終身。附錄1 protel原理圖EA/VP31X119X218RESET9P101P112P123P134P14

14、5P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30P3021P3122P3223P3324P3425P3526P3627P3728U18051x1CRYSTALC120pFC220pFR110kC310uFK1SW-PBK2SW-PBVCCLS1SPEAKER12345678161514131211109RP1RESPACK4VCCd0d1d2d3d4d5d6d7RSRWEd0d1d2d3d4d5d6d7RSRWEd0d1d2d3d4

15、d5d6d712345678910111213141516JP1HEADER 16VCCR210KQ1PNPVCC附錄2 PCB圖附錄3 protues仿真圖附錄4 程序清單#include <reg51.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define unit unsigned int #define delayNOP() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();/LCD 控制void LCD_Initialize();void LCD_Set_POS(uchar);void L

16、CD_Write_Data(uchar);void Display_String(uchar *,uchar);sbit K1=P10;sbit K2=P11;sbit BEEP=P30;sbit LCD_RS=P20;sbit LCD_RW=P21;sbit LCD_EN=P22;uchar KeyCount=0;uchar code msg1="Second Watch 0"uchar code msg2=">>>> "uchar code Prompts16= ":1-> ", ":1-&

17、gt; :2 ", ":1->2 :3-> ", ":1->2 :3->4"/計(jì)時(shí)緩沖與顯示緩沖uchar Time_Buffer =0,0,0,0;uchar LCD_Display_Buffer="00:00:00:00"/蜂鳴器void Beep() uchar i,j=70; for (i=0;i<180;i+) while(-j);BEEP=BEEP;BEEP=0;/延時(shí)void DelayX(unit ms) uchar i; while(ms-) for(i=0;i<120;

18、i+);/顯示計(jì)時(shí)void Show_Second() uchar i; LCD_Set_POS(0x45);/設(shè)置LCD顯示起點(diǎn) for(i=3;i!=0xff;i-) /將兩位整數(shù)的1/100s,秒，分，時(shí)轉(zhuǎn)換為8位數(shù)字字符 LCD_Display_Buffer2*i+1=Time_Bufferi/10+'0' LCD_Display_Buffer2*i =Time_Bufferi%10+'0' /在i=3,2,1,0時(shí)分別顯示時(shí)，分，秒，1、100s LCD_Write_Data(LCD_Display_Buffer2*i+1); LCD_Write_Da

19、ta(LCD_Display_Buffer2*i); LCD_Write_Data(':'); /Time0中斷 void Time0() interrupt 1 using 0 TH0=-10000/256; TL0=-10000%256; Time_Buffer0+; if(Time_Buffer0=100) Time_Buffer0=0; Time_Buffer1+; if(Time_Buffer1=60) /秒 Time_Buffer1=0;Time_Buffer2+; if(Time_Buffer2=60) /分 Time_Buffer2=0;Time_Buffer3

20、+; if(Time_Buffer3=24) /時(shí) Time_Buffer3=0; /主函數(shù) void main() uchar i; IE=0x82; TMOD=0x01; TH0=-10000/256; TL0=-10000%256; LCD_Initialize(); Display_String(msg1,0x00); Display_String(msg2,0x40); while(1) if(K1=0) DelayX(100); i=+KeyCount; switch(i) case 1: case 3:TR0 =1; Display_String(Promptsi-1,0); b

21、reak; case 2: case 4:TR0 =0; Display_String(Promptsi-1,0); break;default:TR0=0; break;while (K1=0) ; /等待釋放K1鍵Beep();elseif(K2=0)TR0=0;KeyCount=0;for(i=0;i<4;i+) Time_Bufferi=0; /清零計(jì)時(shí)緩沖 Display_String(msg1,0);Beep();DelayX(100);while (K2=0) ; /等待釋放K2鍵Show_Second();/1602LCD顯示驅(qū)動(dòng)函數(shù) e#include<reg51

22、.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define DelayNOP()_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();bit LCD_Busy_Check();void LCD_Initialize();void LCD_Set_POS(uchar);void LCD_Write_Command(uchar); void LCD_Write_Data(uchar);/延時(shí)void DelayMS(uint ms)uchar t;while(ms-)for (t=0;t<120;t+);/LCD忙檢查bit LCD_Busy_Check()bit Result;LCD_RS=0;LCD_RW=1;LCD_EN=1;DelayNOP();Result=(bit)(P0&0x80);LCD_EN=0;return Result;/向LCD寫指令void LCD_Write_Command(uchar cmd)while (LCD_Busy_Check();LCD_RS=0;LCD_RW=0;LCD_EN=0;_nop_();