基于單片機(jī)C51的簡(jiǎn)單萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)

1、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(wàn)年歷專業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)班級(jí)：1組長(zhǎng)：鄧清蘭學(xué)號(hào)：3112113111組員：黃孟秋學(xué)號(hào)：3112113101目錄TOC o 1-5 h z一、緒論0二、系統(tǒng)功能0三、硬件電路0 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 電路設(shè)計(jì)框圖0系統(tǒng)硬件概述1四、各模塊功能及工作原理1單片機(jī)主控制模塊的設(shè)計(jì)1 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document LCD1602顯示模塊2 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 鍵盤模塊5五、實(shí)現(xiàn)結(jié)果8六、系統(tǒng)的實(shí)

2、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)9八、稈序設(shè)計(jì)10 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 流稈圖10 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 源代碼11九、總結(jié)及感謝23一、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

3、單片機(jī)于生活中最為常見的幾種應(yīng)用萬(wàn)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)。萬(wàn)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。二、系統(tǒng)功能本次設(shè)計(jì)的是萬(wàn)年歷，采用LCD1602顯示，實(shí)現(xiàn)的功能如下：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）；時(shí)鐘計(jì)時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行時(shí)間

4、的位切換；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。三、硬件電路3.1.電路設(shè)計(jì)框圖福建工稈學(xué)院軟件學(xué)院軟件工稈物聯(lián)網(wǎng)工稈第1頁(yè)共26頁(yè)3.2.系統(tǒng)硬件概述本電路是由AT89S52單片機(jī)為控制核心，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。買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄四、各模塊功能及工作原理單片機(jī)主控制模塊的設(shè)計(jì)AT89S52是一種低功耗、高性

5、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PO,P1,P2,P3,MCS-51單片機(jī)共有4個(gè)8位的I/O口（PO、Pl、P2、P3）,每一條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：(T2)P1.0C2VCCq40:T二EX)F1.-匚23

6、0PC.C(ADOF1.2匚3陽(yáng)PC.1的m門衛(wèi)匸斗37PC.2(A&2P1.4匚539pc.2e.g-孫(MGSI)P1.5：a35P0.4(AD4)(MISO)F1.0匚丁34PC.5eg(SCK)P1.7匚033PD.6RSTT匚932PC.?(RXD)P3.0匚1031EAsVPPED)P3.1匚1130ALEPROG(INTD)L1229F5ENJTH：.R3.3LI32BP2.7(A1E)(TDJP3.4匚1427P2.0(A14)(T1)ra.aiz1529P216圖4.1AT89S52引腳結(jié)構(gòu)1602圖4.2.1LCD1602引腳結(jié)構(gòu)福建工稈學(xué)院軟件學(xué)院軟件工稈物聯(lián)網(wǎng)工稈第 頁(yè)

7、共26頁(yè)LCD1602顯示模塊4.2.1LCD1602引腳介紹LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無(wú)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4.2.2LCD1602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

8、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。貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。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)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)。鍬籟第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：DOD7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

9、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)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4.2.3LCD1602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

10、編程來實(shí)現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖指令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S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。咼電平表示有效，低電平則無(wú)效。輒嶧指令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(wú)光標(biāo)B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。堯側(cè)閆繭絳闕絢勵(lì)蜆贅。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

11、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。識(shí)饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。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BF：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。凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。指令10:寫數(shù)據(jù)。指令11:讀數(shù)據(jù)。4.2.3LCD1602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

12、沖輸出無(wú)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(wú)表4.2.4LCD1602基本操作時(shí)序說明4.2.4LCD1602顯示模塊流程圖鍵盤模塊本設(shè)計(jì)采用4乘4鍵盤的反轉(zhuǎn)法控制萬(wàn)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福建工稈學(xué)院軟件學(xué)院軟件工稈物聯(lián)網(wǎng)工稈4*4鍵盤圖4.3.2凹日匡SS0EEHHE4.3.2流程圖YYNYNYNY4.4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)的寄存器。實(shí)現(xiàn)原

13、理：對(duì)T0或T1引腳輸入的外部脈沖計(jì)數(shù)，如下圖：第8頁(yè)共26頁(yè)福建工稈學(xué)院軟件學(xué)院軟件工稈物聯(lián)網(wǎng)工稈第 頁(yè)共26頁(yè)六、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)間設(shè)定和自增、自減的時(shí)間設(shè)定。七、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(wú)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。閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖問題二在對(duì)秒、分、時(shí)、日、月、年等的大小判斷時(shí)，采用逐位判斷，導(dǎo)致稈序冗長(zhǎng)，不利于

14、稈序的優(yōu)化。解決通過老師的指導(dǎo)及其他相關(guān)稈序的借鑒，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。氬嚕躑竄貿(mào)懇彈瀘問題三在計(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)，找到不能正常計(jì)時(shí)的原因，將中斷次數(shù)的判斷if(count100)改為if(count=100)即可。問題四福建工稈學(xué)院軟件學(xué)院軟件工稈物聯(lián)網(wǎng)工稈在鍵盤設(shè)計(jì)模塊中，對(duì)空數(shù)組的定義無(wú)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uchara14使其默認(rèn)放在data中就解決了該問題。慫闡譜鯪逕八、稈序設(shè)計(jì)8.1

15、.流程圖福建工稈學(xué)院軟件學(xué)院軟件工稈物聯(lián)網(wǎng)工稈第 頁(yè)共26頁(yè)8.2.源代碼#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcodeBuffer4=0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7;ucharcodetable=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,+,-,!,;嘰覲詿縲鐋囁偽ucharcodew14=0 x83,0 x84,0 x85,0 x86,0 x88,0 x89,0 x8b,0 x8c,0 xc4,0 xc5,0 xc7,0 xc8,0 xca,0 xcb;uchara14;sbitE=P2人7;16

16、02使能引腳sbitRW=P2A6;1602讀寫引腳sbitRS=P2A5;1602數(shù)據(jù)/命令選擇引腳voidDelay(uintxms);/延時(shí)voidTime0_Init();/中斷請(qǐng)求voidtimer1_int(void);/中斷voidcharge();/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voidftime();/初始時(shí)間voidtimeon();/計(jì)時(shí)voidadd();/自加voidsub();/自減voidwcmd(uchardel);/1602寫指令voidwrite(uchardel);/1602寫數(shù)據(jù)voidL1602_init(void);/1602初始

17、化voidsecond();voidminute();voidhours();voiddays();voidmonth();voidyears();voidother();voidnumber();/秒顯示/分顯示/時(shí)顯示/日顯示/月顯示/年顯示/符號(hào)顯示/鍵盤輸入數(shù)字uintcount,t;ucharsec=0;ucharmin=0;ucharhour=0;ucharday=0;ucharmon=0;ucharyearh=0;ucharyearl=0;/中斷執(zhí)行次數(shù)，光標(biāo)位置參數(shù)/初始秒/初始分/初始時(shí)/初始日/初始月/初始年前兩位/初始年后兩位/1602命令函數(shù)voidwcmd(uchar

18、del)P0=del;RS=0;RW=0;E=1;Delay(1);E=0;Delay(1);/1602寫數(shù)據(jù)函數(shù)voidwrite(uchardel)P0=del;RS=1;RW=0;E=1;Delay(1);E=0;Delay(1);/1602初始化voidL1602_init(void)wcmd(0 x38);wcmd(0 x38);wcmd(0 x38);wcmd(0 x0e);wcmd(0 x06);wcmd(0 x01);/顯示秒voidsecond()uchari,j;i=sec/10;j=sec%10;wcmd(0 xca);write(tablei);write(tablej

19、);/顯示分voidminute()uchari,j;i=min/10;j=min%10;wcmd(0 xc7);write(tablei);write(tablej);/顯示時(shí)voidhours()uchari,j;i=hour/10;j=hour%10;wcmd(0 xc4);write(tablei);write(tablej);/顯示日voiddays()uchari,j;i=day/10;j=day%10;wcmd(0 x8b);write(tablei);write(tablej);/顯示月voidmonth()uchari,j;i=mon/10;j=mon%10;wcmd(0 x

20、88);write(tablei);write(tablej);/顯示年voidyears()uchari,j,m,n;i=yearh/10;j=yearh%10;m=yearl/10;n=yearl%10;wcmd(0 x83);write(tablei);write(tablej);write(tablem);write(tablen);/符號(hào)顯示voidother()wcmd(0 xc9);write(:);wcmd(0 xc6);write(:);wcmd(0 x87);write(-);wcmd(0 x8a);write(-);/延時(shí)voidDelay(uintxms)uinti,j

21、;for(i=0;ixms;i+)for(j=0;j=100)count=0;charge();ftime();/顯示初始時(shí)間/時(shí)間初值voidftime()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uintKeyvalue()uinti,j;uchartemp;uintKey_value;while(1)P1=0 xf0;if(P1!=0 xf0)Delay(100);if(P1!

22、=0 xf0)for(j=0;j4;j+)P1=Bufferj;temp=0 x10;for(i=0;i4;i+)if(!(P1&temp)Key_value=i+j*4;temp=1;returnKey_value;/字符串顯示voidL1602_string(ucharhang,ucharlie,uchar*p)uchara,b=0;if(hang=1)a=0 x80;if(hang=2)a=0 xc0;a=a+lie-1;while(1)wcmd(a+);b+;if(*p=0)|(b=16)break;write(*p);Delay(500);p+;/自增voidadd()wcmd(wt

23、);/光標(biāo)置位if(t=1)/光標(biāo)在第二個(gè)位置時(shí)if(yearh99)/判斷年前兩位是否小于99，是，年前兩位加1，并顯示yearh+;years();elseif(t=3)/光標(biāo)在第四個(gè)位置時(shí)if(yearl99)/判斷年后兩位是否小于99，是，年后兩位加1，并顯示yearl+;years();elseif(t=5)/光標(biāo)在第六個(gè)位置時(shí)if(mon12)/判斷月是否小于12，是，月加1，并顯示mon+;month();elseif(t=7)/光標(biāo)在第八個(gè)位置時(shí)if(day30)/判斷日是否小于30，是，日加1，并顯示day+;days();elseif(t=9)/當(dāng)光標(biāo)在第十個(gè)位置時(shí)if(h

24、our12)/判斷時(shí)是否小于12，是，時(shí)加1，并顯示hour+;hours();elseif(t=11)/光標(biāo)在第十二個(gè)位置時(shí)if(min59)/判斷分是否小于59，是，分加1，并顯示min+;minute();elseif(t=13)/光標(biāo)在第十四個(gè)位置時(shí)if(sec0)yearh-;years();elseif(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，并顯示鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。if(yearl1)yearl-;years();并顯示elseif(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1if(mon1)mon-;month();elseif

25、(t=7)/光標(biāo)在第八個(gè)位置時(shí)，判斷日是否大于1，是，日減1并顯示if(day1)day-;days();elseif(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(hour0)hour-;hours();elseif(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(min0)min-;minute();elseif(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(sec0)sec-;second();/主函數(shù)voidmain()ucharkeys;uinti,key;/數(shù)組a的參數(shù)i=0;t=0;/位置參數(shù)L1

26、602_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keykeys=tablekey;if(keys=)/判斷鍵值是否為，是，執(zhí)行計(jì)時(shí)Time0_Init();while(1)timeon();elseif(keys=!)/判斷鍵值是否為！，是，顯示初始時(shí)間，光標(biāo)在第一個(gè)位置ftime();wcmd(0 x83);elseif(keys=-|keys=+)/判斷鍵值是否為+或-if(keys=+)/鍵值為+，執(zhí)行自

27、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elseif(keys=1)i-;t=t-1;wcmd(wt);elseif(keys=)/判斷鍵值是否為，是，光標(biāo)不在最右邊時(shí)，光標(biāo)右移一位紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。if(t13)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voidnumber()yearh=a0*10+a1;yearl=a2*10+a3;mon=a4*10+a5;day=a6*10+a7;hour=a8*10+a9;min=a10*10+a11;sec=