單片機(jī)設(shè)計(jì)報(bào)告-液晶顯示秒表設(shè)計(jì)

1、鄭州科技學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì)題 目 液晶顯示秒表設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 XXX 專業(yè)班級(jí) 12級(jí)電動(dòng)X班 學(xué) 號(hào) 2012XXX 院 （系） 電氣工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 X X 完成時(shí)間 2015年11月28日 目 錄TOC o 1-2 h u HYPERLINK l _Toc27183 1 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求 用可靠的CMOS工藝技術(shù)制造的高性能的8位單片機(jī)，集成了時(shí)鐘輸出和向上或向下計(jì)數(shù)器等更多的功能，適合于類似馬達(dá)控制等應(yīng)用場(chǎng)合。STC89C52內(nèi)置八位中央處理單元，256字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，8K片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ROM），32個(gè)雙向輸入、輸出（I/O）口、三個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器和5個(gè)兩級(jí)中斷結(jié)

2、構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通行口，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外，STC89C52還可以工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉線模式。 STC89C52是128字節(jié)內(nèi)部RAM，4KB可編程Flash存儲(chǔ)器（可編寫1000次），靜態(tài)工作頻率；0Hz-24Hz，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器,一個(gè)串行通信口，6個(gè)中斷源，32個(gè)I/O引線，STC89C52單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇。（2）主要特性如下：A. 增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8

3、051。B. 工作電壓：5.5V3.3V（5V單片機(jī)）/3.8V2.0V（3V單片機(jī)）。C. 工作頻率范圍：040MHz，相當(dāng)于普通8051的080MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz。D. 用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)。E. 片上集成512字節(jié)RAM。F. 通用I/O口（32個(gè)），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4口是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)，需加上拉電阻。H. 具有EEPROM功能。G. 具有看門狗功能。H. 共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器T0、T1、T2。（3）工作模式：掉電模式：典型功耗0.1A，可由外部中斷喚醒，中斷返

4、回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序?？臻e模式：典型功耗2mA。正常工作模式：典型功耗4Ma7mA。（4）引腳介紹：VCC：供電電壓GND：接地P0口：P0為一個(gè)8位漏電開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流，P0口能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，他可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口。 P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的八位雙向I/O口，PI口緩沖器能接收輸入4TTL門電路。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為底電平時(shí)，將輸出電流。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上垃電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電路，作為輸入時(shí)，P

5、2口的管腳被外部拉低，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 XTAL1：反向震蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。STC89C52引腳圖如圖3-1所示。圖3-1 STC89C52引腳圖3.2 LCD1602液晶顯示屏的介紹（1）液晶顯示模塊介紹LCD1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型 HYPERLINK /doc/441742.html t _blank 液晶模塊。它由若干個(gè)5*7或者5*11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和 HY

6、PERLINK /doc/7271666.html t _blank 行間距的作用，在日常生活中，我們對(duì)液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計(jì)算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：A顯示質(zhì)量高，由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會(huì)閃爍。B數(shù)字式接口，液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可

7、靠，操作更加方便。C體積小、重量輕，液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。D功耗低，相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。LCD液晶顯示器如圖3-2所示。圖3-2 液晶顯示器的外形圖（2）液晶顯示模塊的引腳功能：1602顯示器每行顯示16個(gè)字符，顯示兩行，一次顯示最大信息量為16*2個(gè)字符。采用時(shí)分驅(qū)動(dòng)方式。LCD顯示器工作電流小，并行接口可以與單片機(jī)I/0口直接相連。帶有背光燈，在光線暗淡時(shí)可以給顯示照明。1602顯示器的引腳功能如表3-1所示。表3-1 1602液晶顯

8、示器模塊的引腳圖編號(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（3）液晶顯示模塊的指令操作指令操作包括輸入模式設(shè)置，顯示模式設(shè)置，數(shù)據(jù)模式設(shè)置，數(shù)據(jù)指針設(shè)置，讀寫數(shù)據(jù)，清屏等操作。點(diǎn)陣型LCD指令及功能如表3-2所示。 表3-2 LCD指令功能表序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/

9、DS4顯示開/關(guān)模式0000001DCB5光標(biāo)或符號(hào)移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址0001字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址8置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址001顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址圖表功能說明：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）。I/D=1遞增，I/D=0遞減。S=0時(shí)顯示屏不移動(dòng)，S=1時(shí)，如果I/D=1且有字符寫入時(shí)顯示屏左移，否則右移。D=1顯示屏開，D=0顯示屏關(guān)。C=1時(shí)光標(biāo)出現(xiàn)在地址計(jì)數(shù)器所指的位置，C=0時(shí)光標(biāo)不出現(xiàn)。B=1時(shí)光標(biāo)出現(xiàn)閃爍，B=0光標(biāo)不閃爍。S/

10、C=0時(shí)，RL=0則光標(biāo)左移，否則右移。S/C=1時(shí)，RL=0則字符和光標(biāo)左移，否則右移。DL=1時(shí)數(shù)據(jù)長度為8位，DL=0時(shí)為使用D7-D4共4位，分兩次送一字節(jié)。N=0為單行顯示，N=1時(shí)為雙行顯示。F=1時(shí)為510點(diǎn)陣字體，F(xiàn)=0時(shí)為57點(diǎn)振字體。BF=1時(shí)LCD忙，BF=0時(shí)LCD就緒。4 硬件電路設(shè)計(jì)4.1 HYPERLINK /cse/search?s=15462154089039843970&entry=1&q=%E6%8C%AF%E8%8D%A1%E7%94%B5%E8%B7%AF t _blank 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路的設(shè)計(jì)（1）時(shí)鐘電路為單片機(jī)工作提供基準(zhǔn) HYPERLINK

11、 /cse/search?s=15462154089039843970&entry=1&q=%E5%AE%9A%E6%97%B6%E4%BF%A1%E5%8F%B7 t _blank 定時(shí)信號(hào)，其他信號(hào)在此信號(hào)基礎(chǔ)上產(chǎn)生。51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反向放大器，其輸入端（XTAL1，XTAL2）對(duì)外，只要外接晶振和電容組成的 HYPERLINK /cse/search?s=15462154089039843970&entry=1&q=%E5%B9%B6%E8%81%94%E8%B0%90%E6%8C%AF t _blank 并聯(lián)諧振回路，就構(gòu)成一個(gè) HYPERLINK /cse/search?s

12、=15462154089039843970&entry=1&q=%E8%87%AA%E6%BF%80%E6%8C%AF%E8%8D%A1%E5%99%A8 t _blank 自激振蕩器，振蕩器的頻率取決于晶體的振蕩頻率，一般為12MHz，電容C1和C2的值的值有微調(diào)作用，一般取30pF左右，時(shí)鐘電路如圖4-1所示。圖4-1 時(shí)鐘電路（2）STC89C52單片機(jī)提供一個(gè)復(fù)位引腳RST，只要在其上施加持續(xù)一定時(shí)間的高電平。提供復(fù)位高電平的電路需要從外部接入RST引腳。實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能的電路有多種形式。此次采用上電復(fù)位電路。上電時(shí)，+5V電源立即對(duì)單片機(jī)供電，同時(shí)給C3，充電，按下按鍵時(shí)RST上出現(xiàn)高電

13、平，實(shí)現(xiàn)復(fù)位。電阻起限流作用。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。復(fù)位電路如圖4-2所示。如圖4-2 復(fù)位電路4.2 單片機(jī)與液晶顯示器連接圖的設(shè)計(jì)應(yīng)用1602LCD顯示器和總開關(guān)的控制，實(shí)現(xiàn)液晶顯示器的顯示計(jì)數(shù)功能，根據(jù)單片機(jī)復(fù)位時(shí)各腳為高電平及所查他們的引腳圖及仿真焊接時(shí)排版的需要，將它們連接如圖4-3所示。如圖4-3 單片機(jī)與液晶連接圖5 仿真根據(jù)上面所設(shè)計(jì)的硬件電路，我們將要在Proteus仿真圖中進(jìn)行我們所設(shè)計(jì)電路的正確與否了，首先就是根據(jù)所設(shè)計(jì)電路在仿真圖中把對(duì)應(yīng)的元器件一一的從仿真圖中找出，通過大概的排版把相應(yīng)的元器件做正傳或倒轉(zhuǎn)九十度或

14、一百八十度調(diào)整以便于相接的元器件方便連線，再找原件時(shí)有上一周的電子綜合實(shí)訓(xùn)做基礎(chǔ)，常用的原件找起來還是挺好找的，如電阻只需輸入R或任一個(gè)電阻的阻值就可以找到，電容是輸入C就可以找到，在找元器件的整個(gè)過程中，最難找的就是晶振和液晶顯示器的尋找；問其他同學(xué)有沒有用到這個(gè)原件并且找到的，經(jīng)過詢問都沒有，后來我們就用手機(jī)上網(wǎng)在百度上查的，最后都一一找到了，但后來在連線的過程中發(fā)現(xiàn)液晶顯示屏和排阻與我們的原理圖管腳不對(duì)應(yīng)，都少了一個(gè)腳，當(dāng)時(shí)感到很奇怪，本以為它們都是一樣的，隨便找一個(gè)就行的，后來我們就又查找，發(fā)現(xiàn)原來真的不一樣，真的多一個(gè)腳，如果不仔細(xì)看的話還真的看不出來呢，最后都找完了就按照原理圖把它

15、們連接起來并保存好了；接下來要做的就是在KEIL軟件上編寫程序并下載到單片機(jī)了，KEIL軟件是在上學(xué)期學(xué)的，當(dāng)時(shí)雖然學(xué)的還可以但后來就一直沒用，所以具體的先操作哪一步就不得而知了，于是我們就找來會(huì)的同學(xué)來教我們?nèi)绾尾僮?，等熟練的?huì)操作了，把我們相應(yīng)的程序通過編寫，查找單片機(jī)及生成HEX文件等部分操作操作之后下載到了對(duì)應(yīng)的單片機(jī)上，但運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)沒有任何反應(yīng)，液晶屏一點(diǎn)反應(yīng)都沒有，就開始在原理圖及仿真連圖上一點(diǎn)一點(diǎn)的查找對(duì)應(yīng)連線與對(duì)應(yīng)的管腳，查找的結(jié)果是仿真圖上液晶屏的電源腳和STC89C52的電源及接地腳沒有對(duì)應(yīng)的連接起來，連接好后再次運(yùn)行，電路運(yùn)行了，液晶屏在總開關(guān)電源的作用下開始顯示計(jì)數(shù)了。

16、6 焊接6.1 電烙鐵的種類及使用范圍 （1）電烙鐵型號(hào)：25W 、40W 、60W 、80W最普遍使用的有40W和60W。 （2）電烙鐵的各種型號(hào)使用范圍： A 微型：25W電烙鐵一般焊接比較精密和小的元件，一般遙控器上的貼片類、電腦板上芯片類使用。 B 小型：25W至40W的一般焊接比較小的元器件。 C 中型：40W至60W的通用性比較強(qiáng)，一般元器件焊接都可用。 D 大型：60W至80W的一般焊接需要加重焊的元器件。6.2 焊接時(shí)注意事項(xiàng) （1）執(zhí)錫補(bǔ)焊時(shí)應(yīng)按照從左到右，由上到下的順序，避免檢查時(shí)漏檢或焊接時(shí)漏修。 （2）焊接時(shí)要經(jīng)常清洗烙鐵頭，防止烙鐵頭的雜物造成虛焊、針孔、加焊等不良發(fā)

17、生。 （3）不要在基板上給烙鐵頭加焊錫，生產(chǎn)過程中不能抖錫、敲錫、甩錫，防止焊錫渣、焊錫 珠掉到基板上面。 （4）在壓件或拆件時(shí)要先在線路板的銅箔面上加焊錫，要求均勻加熱，避免松香失效或銅箔翹皮造成線路破壞。6.3 焊接作業(yè)的順序及修整 （1）清潔烙鐵頭。 （2）加熱焊接部位用適當(dāng)?shù)牧⒗予F頭壓在加熱的部位。烙鐵與銅箔之間角度為40度至60度左右。（3）供應(yīng)焊錫，先在銅箔與元件的供有點(diǎn)加微量焊錫，為提高導(dǎo)熱性，如有管腳的話，再給管腳的切段面加微量焊錫，覆蓋即可，目的防止氧化。因?yàn)楹稿a由低溫向高溫流動(dòng)的性質(zhì)，所以離烙鐵頭較遠(yuǎn)處供給焊錫，如果太近供給的話，那遠(yuǎn)的地方沾不上焊錫，造成粘附不良。 （4

18、）抽出焊錫。 （5）抽出烙鐵，烙鐵要向右上角抽出。（焊錫沒有完全擴(kuò)散到銅箔的邊緣不要移動(dòng)烙鐵） （6）為了焊接品質(zhì)，要求烙鐵與銅箔面接觸時(shí)間最多不允許超過3秒。 （7）將烙鐵頭在粘著焊錫的狀態(tài)下放在烙鐵架上。 注意：焊接之前不要把元器件本身的 HYPERLINK /s?q=%E5%A1%91%E6%96%99%E5%88%B6%E5%93%81&ie=utf-8&src=wenda_link t _blank 塑料制品或者怕燒怕燙的制品弄壞，先看清楚如果焊接會(huì)比較便利，之后再開始進(jìn)行施焊，另外就是你個(gè)人的手藝和技巧了，因?yàn)橐话愕亩际潜容^小的元器件，所以在焊接的時(shí)候，要注意別把電路板燒壞了，在保

19、證電路板和元器件都完好無損的情況下，一點(diǎn)一點(diǎn)的再開始焊接。 HYPERLINK /s?q=%E6%89%8B%E5%B7%A5%E7%84%8A%E6%8E%A5&ie=utf-8&src=wenda_link t _blank 手工焊接時(shí)要注意用 HYPERLINK /s?q=%E7%94%B5%E7%83%99%E9%93%81&ie=utf-8&src=wenda_link t _blank 電烙鐵先接觸電子元件的引腳，然后用 HYPERLINK /s?q=%E7%84%8A%E4%B8%9D&ie=utf-8&src=wenda_link t _blank 焊絲去接觸要焊接的部位，如果

20、先將焊絲弄到電烙鐵上容易形成 HYPERLINK /s?q=%E8%99%9A%E7%84%8A&ie=utf-8&src=wenda_link t _blank 虛焊，而且要注意用烙鐵加熱引腳時(shí)間一般在2-3秒，焊接一個(gè)引腳時(shí)間在5秒左右，加熱時(shí)間過長容易燒壞元件，特別是晶體管。有些元件還要注意正負(fù)極，如二極管之類的。 HYPERLINK /s?q=%E7%94%B5%E7%83%99%E9%93%81&ie=utf-8&src=wenda_link t _blank 電烙鐵的過熱，焊接時(shí)間長，焊錫過多，都會(huì)造成線路板上的覆銅翹起。焊接時(shí)注意烙鐵的溫度不能過高，焊接時(shí)間盡量短。焊接質(zhì)量的好壞

21、，關(guān)鍵取決于焊接表面是否很干凈，如果很干凈，涂上 HYPERLINK /s?q=%E5%8A%A9%E7%84%8A%E5%89%82&ie=utf-8&src=wenda_link t _blank 助焊劑，焊接會(huì)很迅速、很堅(jiān)固。 7 總結(jié)結(jié)束了兩周的電子綜合實(shí)訓(xùn)我們又迎來了單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)，我們從中學(xué)到了很多東西，首先感謝學(xué)校給我們的這么多實(shí)訓(xùn)機(jī)會(huì)，雖然 設(shè)計(jì)要用到之前所學(xué)的很多知識(shí)，但更重要的還是團(tuán)隊(duì)之間的合作精神。此次課程設(shè)計(jì)是軟件與硬件相結(jié)合，考察了我們的知識(shí)綜合應(yīng)用能力與編程能力。前面的通過回顧還是問題不大的，可到了編程時(shí)就出現(xiàn)了很大的障礙。作品先開始的是顯示屏不亮，沒有任何的反

22、應(yīng)，由于我們之前沒有用過液晶顯示屏，所以對(duì)它的外部連接方法并不是太清楚，就拿著去問班上比較有經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)，不過他們也都說不太清楚沒有用過，后來想起買元器件的地方做過有關(guān)液晶屏的作品，于是就拿著我們的作品去問問他們，結(jié)果他們還真的知道給我們說了應(yīng)該焊接的地方，后來真的就亮了。但是，上面卻什么也沒顯示，滿懷傷心的接下來就檢查電路焊接的是不是有問題，我們兩個(gè)各自認(rèn)真的檢查了一遍，但沒有發(fā)現(xiàn)焊接的有問題，實(shí)在找不到問題的所在就拿著去問老師了，老師也沒發(fā)現(xiàn)焊接的有問題就問我們程序是不是正確在仿真圖上出來結(jié)果了，我們說讓同學(xué)幫我們下的應(yīng)該沒問題，后來老師讓我們?cè)跈z查一下電路連接，確定沒問題的話那就是程序有問

23、題了，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)程序沒問題我們就有仿真了一下原理圖，讓程序重新下載進(jìn)單片機(jī)，發(fā)現(xiàn)程序有問題，修改之后又下入單片機(jī)結(jié)果出來了，我們又重新把修改之后的程序下載到單片機(jī)，接上電源時(shí)顯示屏按仿真的結(jié)果進(jìn)行顯示。本來還以為編程會(huì)很簡(jiǎn)單的，因?yàn)樵趯W(xué)習(xí)的時(shí)候還學(xué)得會(huì)，一些簡(jiǎn)單的問題還是可以解決，但等到實(shí)際操作起來時(shí)才知道它的復(fù)雜性，沒有想像中的那么得心應(yīng)手,發(fā)現(xiàn)知識(shí)還是要理論與實(shí)踐相結(jié)合才能更好的理解和應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，解決我們生活中遇到的問題，真正做到學(xué)有所用。理解流程是有思維的前提，有一定的實(shí)戰(zhàn)基礎(chǔ)，單片機(jī)是我們上學(xué)期開設(shè)的課程，所以很多專業(yè)知識(shí)也都忘記了。剛開始我們將各個(gè)部分的程序編好后怎么都連不起來，出不了預(yù)期的效果。我們將決定到買器件地方的同學(xué)幫忙，他們很快就幫我們連接起來了，還給我們說了其中的一些方法，他們真的很令我們感到敬佩，我們是一個(gè)系的，學(xué)的內(nèi)容也都差不多，他們很容易做到的事情在我們做來是那么困難，真正的知道了多的實(shí)踐所帶來的在書本上所學(xué)不到的豐富的知識(shí)。 最后在全組人竭盡全力，老師的精心指導(dǎo)下，及其他同學(xué)的幫助下程序基本編寫成功，這是我們共同努力的結(jié)果，在享受我們成果之時(shí)，不得不感慨單片機(jī)的重要