基于LCD1206的電子時鐘

1、課程設計課程名稱單片機原理及應用課題名稱基于LCD1206的電子時鐘專業(yè)自動化班級1403學號201401020305姓名賀天佑指導老師汪超2017年6月2日電氣信息學院課程設計任務書課題名稱基于CLD1206勺電子時鐘姓名賀天佑專業(yè)自動化班級1403學號05指導老師辿課程設計時間2017年5月22日-2017年6月2日(13、14周)教研室意見意見：審核人:一、任務及要求一、設計任務：本課題要求以MCS-51系列單片機為核心，設計一個簡易電子時鐘。(1)采納液晶顯示模塊LCD1602a行顯示；(2)顯示年/月/日/時/分/秒；(3)具有調時功能、鬧鐘功能、秒表功能；(4)其它功能。二、設計要

2、求：(1)確信系統(tǒng)設計方案；(2)進行系統(tǒng)的硬件設計；(3)完成應用程序設計；(4)應用系統(tǒng)的硬件和軟件的調試。二、進度安排第一周：周一：集中布置課程設計任務和相關事宜，查資料確信系統(tǒng)整體方案。周二周三：完成硬件設計和電路連接。周四周日：完成軟件設計。第二周：周一周三：程序調試。周四周五：設計報告撰寫。周五進行答辯和設計結果檢查。三、參考資料一、王迎旭等.單片機原理及及應用M.2版.機械工業(yè)出版社，2020.二、胡漢才.單片機原理及其接口技術M.3版.清華大學出版社，2020.目錄第1章系統(tǒng)概述11 TOC o 1-5 h z 設計任務：1設計要求：1第2章系統(tǒng)方案設計 HYPERLINK l

3、 bookmark15 o Current Document 設計方案1 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 設計思路及系統(tǒng)框架圖1第3章系統(tǒng)硬件設計 HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 單片機STC89C522 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 矩陣鍵盤電路3 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 蜂鳴器電路4 HYPERLINK l bookmark35 o Current Document LCD數

4、碼管顯示電路5第4章系統(tǒng)軟件設計 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 系統(tǒng)主程序5 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 矩陣鍵盤功能程序6 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 按時功能程序7第5章系統(tǒng)調試7 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 設計總結9 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 參考文獻9 HYPERLINK l bo

5、okmark51 o Current Document 附錄A實物圖10 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 附錄B仿真圖10 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 附錄C程序清單10第1章系統(tǒng)概述電子時鐘亦稱數顯鐘(數字顯示鐘)，是一種用數字電路技術實現時、分、秒計時的裝置，與機械時鐘相較，直觀性為其要緊顯著特點，且因非機械驅動，具有更長的利用壽命，相較石英鐘的石英機芯驅動，更具準確性。電子鐘已成為人們日常生活中必不可少的必需品，普遍用于個人家庭和車站、碼頭、劇院、辦公室等公開場合，給人們的生活、學

6、習、工作、娛樂帶來極大地址便。設計任務：本課題要求以MCS-51系列單片機為核心，設計一個簡易電子時鐘(1)采納液晶顯示模塊LCD1602!行顯示；(2)顯示年/月/日/時/分/秒；(3)具有調時功能、鬧鐘功能、秒表功能；(4)其它功能。設計要求：(1)確信系統(tǒng)設計方案；(2)進行系統(tǒng)的硬件設計；(3)完成應用程序設計；(4)應用系統(tǒng)的硬件和軟件的調試。第2章系統(tǒng)方案設計設計方案(1)通過單片機內部的計數/按時器，采納軟件編程來實現時鐘計數，一樣稱為軟時鐘，這種方式的硬件線路簡單，系統(tǒng)的功能一樣與軟件設計相關，通經常使用在對時刻精度要求不高的場合。(2)通過單片機自帶的按時器功能來進行每一秒的

7、計時，因此相對來講硬件本錢較低；軟件編程簡單，通經常使用按時器操縱即可。設計思路及系統(tǒng)框架圖秒表模塊需要從頭顯示一個秒表界面，同時也應咱們采納的是STC89C52乍為時鐘操縱芯片。本次方案要緊由時鐘模塊、秒表模塊和鬧鐘模塊組成，其中時鐘模塊包括時鐘顯示功能、時鐘調整功能，秒表模塊包括秒表啟動功能、秒表暫停功能，鬧鐘模塊包括鬧鐘調整功能、鬧鐘顯示功能。時鐘通過按時器T0對時、分、秒的數值進行操作，而且秒計算到60的時候,要自己清零并向分進1,分計算到60的時候，要自己清零并向時進1,時進到24的時候，要清零，如此才能進行循環(huán)計該需要通過另外一個按時器T1對秒表進行操作，從而保證在秒表界面，時鐘顯

8、示模塊的時刻還在進行。鬧鐘模塊那么需要設計鬧鐘時刻，當設計的鬧鐘時刻和時鐘的時刻相等，蜂鳴器響起，從而達到鬧鐘功能。另外還要實現對時刻的調整功能，當按下K4模式鍵時進入選擇界面，有時刻調整功能，鬧鐘功能和跑表功能，按下K1是加一，包括時鐘、日期、鬧鐘，按下K2減一，也包括時鐘、日期、鬧鐘，K3為確認鍵同時也是暫停鍵。以下圖為系統(tǒng)框架圖：鬧鐘定時時鐘顯示STC89C52秒表計時鍵盤控制圖2.1系統(tǒng)框架圖第3章系統(tǒng)硬件設計單片機STC89C52STC89C5費一種帶4K字節(jié)FLASH#儲器的低電壓、高性能CMOS勺8位微處置器，俗稱單片機。STC89C5犯一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的

9、單片機。單片機的可擦除只讀存儲器能夠反復擦除1000次。該器件采納高密度非易失存儲器制造技術制造，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CPUffi閃爍存儲器組合在單個芯片中，STC89C521一種高效微操縱器。STC89C5印片機為很多嵌入式操縱系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案，如下圖所示為管腳圖：PIOPllFHrnPM-Pl9N1DS1PlfVMSOP17/SCK012345,671411111111111111-pppppp卜pRSI7VPDg0C51冷Q/RXE)EAAPPALLrQ234SS71*1I+II式印powpopopu卬卬wcyEAT15XU2

10、用xin5nR3.1AIXD內經迎乃3而TP*4皿P35TLF3XVWRP37/RDXTL2XIL1USSALEPROGPS4765-IM33-1P2.P3,P2P2.P2.P2吐吐IWDULAra-層變LTQjT7?5zLra?Sa89C52圖3.151單片機管腳圖本次電路頂用到單片機的P0、P、P二、P3口，P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I;單片機外部構三個電路：矩陣鍵盤電路、數碼管顯示電路、蜂鳴器電路，用以實現對單片機內部計數選擇操縱、鬧鐘響鈴和時刻輸出的正確顯示。該電子時鐘是顯示分、時秒值。為了確保時刻正常校對，在系統(tǒng)中設有校對按鈕，用以實現對LCD顯示的正確調整，如圖2.1所

11、示為系統(tǒng)框架圖。本次電路頂用到單片機的P0、P、P二、P3口，所示下面對這四個端口進行詳細介紹。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P0口的管腳第一次寫1時，被概念為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數據存儲器，它能夠被概念為數據/地址的低八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，現在P0外部必需接上拉電阻。P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。P3A7接的是蜂鳴器的一端。矩陣鍵盤電路在本次設計中，矩陣

12、鍵盤的S1S4列別離接P3A4P3A6引腳及地端，H1H4行別離接的是P3A0P3A3弓唧。先從P3口的高四位輸出高電平，低四位輸出低電平，從P3口的高四位讀取鍵盤狀態(tài)。再從P3口的高四位輸出低電平，低四位輸出高電平，從P3口的低四位讀取鍵盤狀態(tài)。將兩次讀取結果組合起來就能夠夠取得當前按鍵的特點編碼。利用上述方式咱們取得16個鍵的特點編碼。舉例說明如何取得按鍵的特點編碼：假設“K1”鍵被按下，找其按鍵的特點編碼。從P3口的低四位輸出低電平，即P3A0P3A3為輸出口。高四位輸出高電平，即P3A4P3A7為輸入口。讀P3口的高四位狀態(tài)為“0111”，其值為70H。再從P1口的低四位輸出高電平，即

13、P3A0P3A3為輸入口。高四位輸出低電平，即P3A4P3A7為輸出口，讀P1口的低四位狀態(tài)為“1110”，其值為“0EFf。將兩次讀出的P0口狀態(tài)值進行邏輯或運算就取得其按鍵的特點編碼為“7EFfo用一樣的方式能夠取得其它15個按鍵的特點編碼，如圖2.2所示為矩陣鍵盤接線圖。叫加XD呼爾口網IS蜂鳴器電路因本次課設包括鬧鐘功能，故在P3口的P3A7接了一蜂鳴器。那時鐘顯示的時刻與鬧鐘存儲的時刻相同時，P3A7引腳輸出低電平，使蜂鳴器接通，發(fā)出滴滴的響聲，P3A7引腳輸出高電平，蜂鳴器關斷，如圖3.3所示為蜂鳴器接線圖。BEEP-圖3.3蜂鳴器接線圖LCD數碼管顯示電路在本次的設計中，采納LC

14、D顯示器：LCDI602H 工二二二二 U 二二 ULT DIpan8 UZG圖3.4LCD數碼管接線圖第4章系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)主程序先對顯示單元和按時器/計數器初始化，然后重復挪用LCD顯示模塊和按鍵處置模塊，檢測矩陣按鍵值，那么轉入相應的功能程序。主程序流程圖如圖4.1所示。顯示初始化按鍵檢測處理圖4.1主程序流程圖本設計有LCD夜晶顯示，從左到右為年、月、日、時、分、秒。還有時刻調整功能同時也能夠進行鬧鐘的設置，時鐘跑表的啟動與暫停。矩陣鍵盤功能程序本次設計的16個矩陣按鍵共用到了4個按鍵，每一個按鍵都有相應的功能。K3鍵為時鐘啟動及暫停鍵，當按下K4模式鍵時進入選擇界面，有時刻調整功能，

15、鬧鐘功能和跑表功能，按下K1是加一，包括時鐘、日期、鬧鐘，按下K2是減一,包括時鐘、日期、鬧鐘。El顯示B寸回加顯不時間減K3調整時間切換啟動暫停圖4.2鍵盤功能流程圖按時功能程序T0用于時鐘按時，定不時刻設為50m6定不時刻到那么中斷，在中斷效勞程序頂用一個計數器對50ms計數，計20次那么對秒單元加一。秒單元加到60那么對分單元加一，同時秒單元清0;分單元加到60那么對時單元加一，同時分單元清0;時單元加到24那么對時單元清0,標志一天時刻計滿。T1用于秒表按時，定不時刻設為20ms,定不時刻到那么中斷，在中斷效勞程序頂用一個計數器對20ms計數，計5次那么對秒表的100毫秒單元加一。10

16、0毫秒單元加到10那么對秒單元加一，同時100毫秒單元清0;秒單元加到1000那么自動清0。圖4.3按時功能流程圖第5章系統(tǒng)調試本次實驗是采納的是硬件調試，由于有做好的開發(fā)板和硬件，因此調試起來比較方便。本次課題，通過在Keil軟件里編寫程序，通過對各個模塊程序的單步或跟蹤調試，使程序慢慢趨于正確，最后統(tǒng)調程序，并生成相應的hex文件,然后通過利用STC軟件下載到單片機中，進行程序的運行和調試，觀看顯示結果，依照顯示的結果和課題的要求再修改程序，再運行查找錯誤，直到知足要求。時鐘顯示、秒表顯示和鬧鐘顯示的調試結果別離如圖5.一、5.二、5.3所示,見下頁。圖5.1時鐘顯示調試圖設計總結在設計進

17、程中，通過針對性地查找資料，了解有關電子時鐘方面的資料，在此基礎上結合以前所學的專業(yè)知識，把所學的知識與實踐貫穿到一路，即鞏固了自己的學習，又鍛煉了動手能力，對AT89C5侑了一個全面的熟悉?？傊@次課程設計讓我把理論設計和工程實踐相結合、鞏固基礎知識與培育創(chuàng)新意識相結合、個人作用和集體協作相結合等方面全面的培育學生的全面素養(yǎng)。這些在我爾后的學習和工作當中都會有專門大的幫忙。在實驗中，咱們同組人員之間彼此合作、默契配合，碰到問題一路加以討論解決，不同的思路與意見兩個人在一路分享討論，并最終采納取得的最為理想與完善的方案。在那個分享與討論的進程中，咱們鍛煉了咱們自己的團隊協作能力與溝通能力，能夠

18、讓這次課程設計在跟同事的協作配合下專門好地完成，讓自己的創(chuàng)作激情與工作熱情在默契和諧的團隊配合下得以充分的燃燒參考文獻一、王迎旭等.單片機原理及及應用M.2版.機械工業(yè)出版社，2020.二、胡漢才.單片機原理及其接口技術M.3版.清華大學出版社，2020.M.1版.電子工業(yè)出版社，2021.附錄A實物圖附錄B仿真圖C1LCD1LM016L2017-06-0118：01：15EEV DDV ssv7d6d5d4d3d2d1D OD56-420pFX1FC2 CRYST ALR210 kU120pFR110kC310uF_ K1O O-5二_i_ K2g 0-5卜 XTAL1P0.0/AD0P0.

19、1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1 0P3.0/RXDP1.1P3.1/TXDP1 2P3.2/INT0P13P3 3/INT1-P1.4P3.4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RD-191829AT89C51303 4.1-2-39.38 37 36 135 34 T33 32 21 2222 K 74 T25 G TT7 V

20、2810111213 =1415 丁16 17附錄C程序清單#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineGPIOP0/液晶數據輸入口uints=0,hour=18,minit=0,second=0,year=2017,month=06,day=01,flot0=0,flot1=0;hour_m=0,minit_m=0,second_m=0;uinthour_d=12,minit_d=30,second_d=0;sbitLCDE=P3A4;/液晶使能端sbitRW=P3A6;/寫入數據與命令選擇端sbitRS=P3A5

21、;/讀寫選擇端uintsbitK1=P1A0；sbit K2=P1A1;sbit K3=PW2;sbit K4=P1A3;sbit led1=P1A7;sbit Beep=P3A7 ;uchar code wel=Welcome you to; /16 歡迎uchar code exp=experience!; /16 體驗uchar code ini=Initialize.; /16 初始化uchar code hty=Hetianyou; /16 制作void Delay1ms(unsigned int a);void key_can();void delay_15us();void LC

22、DCom(unsigned char com);void LCDwriteDate(unsigned char dat);void LCDInit();void show();void show_d();void Init_show();void beep();void Int0Configuration();void TimerConfiguration();void main()/ 主函數Int0Configuration();TimerConfiguration();Init_show();while(1)key_can();if(flot1=0)show();else if(flot1

23、=1)show_m();else if(flot1=2)show_d();voidshow_m();if(hour=hour_d&minit=minit_d)led1=0;beep();elseled1=1Beep=1;if(TR0=1)LCDCom(0 x8c);LCDwriteDate();Delay1ms(10);LCDCom(0 x80+0 x4c);LCDwriteDate();Delay1ms(10);flot0=0;voidbeep()Beep=1;UDelay1ms(5);Beep=0;Delay1ms(5);Beep=1;Delay1ms(5);Beep=0;Delay1ms

24、(5);voidDelay1ms(unsignedinta)/延時1ms函數unsignedinti,j;for(i=a;i0;i-)for(j=110;j0;j-);voidkey_can()second=0;if(K1=0)/檢測按鍵K1是不是按下Delay1ms(10);/排除抖動if(K1=0)hour+;while(!K1);hour_d+;if(hour_d=24)hour_d=0;elseif(flotO=1)second+;if(second=60)if(flot0=2)minit+;if(minit=60)minit=0;if(flot0=3)hour+;if(hour=24

25、)hour=0;if(flot0=4)day+;if(day=31)day=0;if(flot0=5)minit_d+;month+;if(month=13)month=0;if(flot0=6)year+;if(K2=0)/檢測按鍵K2是不是按下Delay1ms(10);/排除抖動if(K2=0)minit+;while(!K2);if(flot1!=0)if(minit_d=60)minit_d=0;elseif(flot0=1)second-;if(second=60)second=59;if(flot0=2)minit-;if(minit=60)minit=59;if(flot0=3)

26、hour-;hour=23;if(flot0=4)day-;if(day=31)day=30;if(flot0=5)month-;if(month=13)month=12;if(flot0=6)year-;if(K4=0)/檢測按鍵K2是不是按下Delay1ms(10);/排除抖動if(K4=0)while(!K4);if(TR0=0)flot1=0;flot0+;if(flot0=7)flot0=1;if(flot0=1)LCDCom(0 x8c);LCDwriteDate();Delay1ms(10);LCDCom(0 x80+0 x4c);LCDwriteDate(s);Delay1ms

27、(10);if(flot0=2)LCDCom(0 x80+0 x4c);LCDwriteDate(m);Delay1ms(10);if(flot0=3)LCDCom(0 x80+0 x4c);LCDwriteDate(h);Delay1ms(10);if(flot0=4)LCDCom(0 x80+0 x4c);LCDwriteDate();Delay1ms(10);LCDCom(0 x8c);Delay1ms(10);if(flot0=5)LCDCom(0 x8c);LCDwriteDate(m);Delay1ms(10);if(flot0=6)LCDCom(0 x8c);LCDwriteDa

28、te(y);Delay1ms(10);elseflot1+;if(flot1=3)flot1=0;hour_m=0;LCDwriteDate(d);minit_m=0;second_m=0;void delay_15us()/ 延時 20usuchar n;for(n=0;n15;n+);voidTimerConfiguration()TMOD=0 x01;/選擇工作方式1TH0=0 xd8;/設置初始值TL0=0 xf0;EA=1;/打開總中斷ET0=1;/打開按時器0中斷/*函數功能:按時器0中斷函數/*/*函數功能:配置按時器值void Timer0() interrupt 1*/TH0

29、=0 xd8;/設置初始值TLO = OxfO;if(flot1=0)(s+;if(s=1OO)(second+;s=O;if(second=60)(second=0;minit+;if(minit=60)(minit=0;hour+;if(hour=24)(hour=0;day+;day=O;month+;if(month=13)(month=0;year+;)else(second_m+;if(second_m=100)(second_m=0;if(day=31)if(minit_m=60)minit_m=0;hour_m+;if(hour_m=60) hour_m=0;/* 函數功能:

30、配置外部中斷0*/IT0=1;/ 跳變沿動身方式(下降沿)EX0=1;/ 打開 INT0 的中斷許諾。EA=1;/ 打開總中斷/* 函數功能: 外部中斷 0 的中斷函數*/void Int0() interrupt 0Delay1ms(10);if(K3=0)void Int0Configuration()while(!K3);TR0=TR0;/設置INT0LCDE=1;voidLCDCom(unsignedcharcom)/LCD寫入命令函數RW=0;RS=0;GPIO=com;Delay1ms(10);LCDE=1;Delay1ms(10);LCDE=0;voidLCDwriteDate(

31、unsignedchardat)/LCD寫入數據函數RS=1;RW=0;GPIO=dat;Delay1ms(10);LCDE=0;voidLCDInit()/LCD初始化函數LCDCom(0 x38);LCDCom(0 x0c);LCDCom(0 x06);LCDCom(0 x01);voidshow()uinthour_h,hour_l,minit_h,minit_l,second_h,second_l;uintyear_1,year_2,year_3,year_4,month_1,month_2,day_1,day_2;Delay1ms(10);hour_h=hour/10;minit_h

32、=minit/10;minit_l=minit%10;second_h=second/10;second_l=second%10;year_1=year/1000;year_2=year/100%10;year_3=year/10%10;year_4=year%10;month_1=month/10;month_2=month%10;day_1=day/10;day_2=day%10;LCDCom(0 x80);LCDwriteDate(0+year_1);Delay1ms(10);LCDCom(0 x81);LCDCom(0 x82);LCDwriteDate(0+year_3);Delay

33、1ms(10);LCDCom(0 x83);LCDwriteDate(0+year_4);Delay1ms(10);LCDCom(0 x84);LCDwriteDate(-);Delay1ms(10);LCDCom(0 x85);LCDwriteDate(0+month_1);Delay1ms(10);LCDCom(0 x86);LCDwriteDate(0+month_2);Delay1ms(10);LCDCom(0 x87);LCDwriteDate(-);Delay1ms(10);LCDCom(0 x88);LCDwriteDate(0+year_2);LCDwriteDate(0+da

34、y_1);Delay1ms(10);LCDCom(0 x89);LCDwriteDate(0+day_2);Delay1ms(10);LCDCom(0 x80+0 x42);LCDwriteDate(0+hour_h);Delay1ms(10);LCDCom(0 x80+0 x43);LCDwriteDate(0+hour_l);Delay1ms(10);LCDCom(0 x80+0 x44);LCDwriteDate(:);Delay1ms(10);LCDCom(0 x80+0 x45);LCDwriteDate(0+minit_h);Delay1ms(10);LCDCom(0 x80+0

35、x46);LCDwriteDate(0+minit_l);Delay1ms(10);LCDCom(0 x80+0 x47);LCDwriteDate(:);Delay1ms(10);LCDCom(0 x80+0 x48);LCDwriteDate(0+second_h);Delay1ms(10);LCDCom(0 x80+0 x49);LCDwriteDate(0+second_l);Delay1ms(10);voidshow_m()uinthour_h,hour_l,minit_h,minit_l,second_h,second_l;hour_h=hour_m/10;hour_l=hour_m%10;minit_h=minit_m/10;minit_l=minit_m%10;second_h=second_m/10;second_l=second_m%10;LCDCom(0 x8