单片机优秀课程设计LCD显示万年历EPROM存储.doc

单片机课程设计汇报题目:基于单片机LCM1602液晶控制 万年历显示设计 所在系部： 信息和电气工程 所在专业： 通信本 所在班级： 1001 姓 名 ： 曹怀宝 学 号 ： 3615276 指导老师： 陈勇 完成时间： 7月 3日 基于单片机LCM1602液晶控制 万年历显示设计1.设计目标该设计是基于AT89C52单片机电子万年历系统，采取LCD1602液晶屏实现显示。显示年月 日星期温度等，双行显示，。显示年、月、日、星期、时间，可设置，设置功效。总而言之此时钟含有读取方便、显示直观、功效多样、电路简练、等优点，符合电子仪器仪表发展趋势，含有宽广市场前景。 2.设计原理及相关说明设计原理：利用DS1302读取系统中日期以立即间信息，并分别利用P1.1端口和P3.3端口将相关信息传送至STC12C5A60S2 主芯片之中，利用P0端口使之显示于LCD1602液晶显示器上，四个按键分别置于P1口5、6、7端口能够对时间进行控制修改。具体请参阅第三节芯片介绍。2.2总体设计框图日历时钟系统设计框图图1所表示：DS1302At89C52键扫描电路LCD 1602DS18B20蜂鸣器图1 电子万年历系统设计框图3 各芯片设计及其调用3.1 STC12C5A60S2 单片机主控模块STC12C5A60S2介绍STC12C5A60S2是STC生产单时钟/机器周期（1T）单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换1、 增强型8051CPU，1T（1024G），单时钟机器周期2、 工作电压5.5-3.5V 3、1280字节RAM 4、通用I/O口，复位后为：准双向口/弱上拉可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，强推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏每个I/O口驱动能力均可达成20mA，但整个芯片最大不要超出120mA 5、 有EEPROM功效6、看门狗7、内部集成MAX810专用复位电路8、外部掉电检测电路9、时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器常温下内部R/C振荡器频率为：5.0V单片机为：1117MHz 3.3V 单片机为：812MHz 针对电机控制，强干扰场所。对应电路图中单片机周围电路，图为89C51用protus软件仿真图使用是89c513.2 LCD 1602 液晶显示模块液晶显示模块3.2.1引脚及接口说明1602采取标准16脚接口，其中：第1脚：VSS为电源地第2脚：VDD接5V电源正极第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会 产生“鬼影”，使用时能够经过一个10K电位器调整对比度）。第4脚：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。第5脚：RW为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端。第714脚：D0D7为8位双向数据端。第1516脚：空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极。2 LCD1602特征+5V电压，对比度可调内含复位电路提供多种控制命令,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多个功效有80字节显示数据存放器DDRAM内建有192个5X7点阵字型字符发生器CGROM8个可由用户自定义5X7字符发生器CGRAM3.2.2 LCD1602模块内部结构LCM1602内部关键寄存器有：输入/输出缓冲器，指令寄存器（Instuction Register，即IR），指令译码器，数据寄存器（Data Register，即DR），地址计数器（Address Counter，即AC），忙标识（Busy Flag，即BF）和显示数据存放器（Display Data RAM，即DDRAM），字符发生器（Character Generate ROM，即CGROM）。其各个单元功效作用以下：1. 输入/输出缓冲器，用于缓存输入/输出数据和控制信号。2. 指令寄存器（IR），为八位寄存器。用于存放LCD指令、DDRAM或CGROM地址。数据输入步骤：数据存入DR，然后将该数据地址和指令存入IR，最终将该数据输入到DDRAM或CGROM。读取数据步骤：将该数据地址和指令存入IR，DR取得该地址数据。3. 指令译码器，将IR里指令进行译码，以获取DDRAM或CGROM地址。4. 数据寄存器（DR），连接LCM内部数据总线和缓存DDRAM或CGROM存取数据。当CPU读取DR内容后，DR能自动加载下一个地址内容。5. 地址计数器（AC），连接LCM内部数据总线和缓存DDRAM或CGROM存取数据地址。当存取DDRAM或CGROM数据地址，AC能自动加载下一个存放地址。6. 忙标识（BF），表示LCM目前状态。若BF=1，则表示LCM处于忙绿状态，无法接收外部数据或指令。7. 显示数据存放器（DDRAM），存放所要显示数据ASCII码，依据该ASCII码地址，即可到CGROM里找到该字符显示编码。8. 字符发生器（CGROM），是一个只读存放器，预制全部数据ASCII码。其存放编码表以下（表3-5）：另外，还有自定义字符发生器，串行/并行数据转换器，光标闪烁控制电路，时序产生电路，偏压产生电路，共同端驱动电路和段驱动电路等。3.5 蜂鸣器本设计采取是无源蜂鸣器以下图：图13 无源蜂鸣器3.6 键盘接口键盘接口电路图，此次设计中，按键有3个，每个按键各占用一根I/O线，各按键相互独立，相互工作状态互不影响，用查询法完成按键功效。图1键盘接口电路5 EPROMEPROM是一个含有可擦除功效，擦除后即可进行再编程ROM内存，写入前必需先把里面内容用紫外线照射它IC卡上透明视窗方法来清除掉。这一类芯片比较轻易识别，其封装中包含有“石英玻璃窗”，一个编程后EPROM芯片“石英玻璃窗”通常使用黑色不干胶纸盖住， 以预防遭到阳光直射。EPROM芯片可反复擦除和写入，处理了PROM芯片只能写入一次弊端。EPROM芯片有一个很显著特征，在其正面陶瓷封装上，开有一个玻璃窗口，透过该窗口，能够看到其内部集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯片就能够擦除其内数据，完成芯片擦除操作要用到EPROM擦除器。EPROM内资料写入要用专用编程器，而且往芯片中写内容时必需要加一定编程电压（VPP=1224V，随不一样芯片型号而定）。EPROM型号是以27开头，如27C020(8*256K)是一片2M Bits容量EPROM芯片。EPROM芯片在写入资料后，还要以不透光贴纸或胶布把窗口封住，以免受到周围紫外线照射而使资料受损。 EPROM芯片在空白状态时（用紫外光线擦除后），内部每一个存放单元数据全部为1（高电平）。4 .系统软件设计4.1 时间程序 使用中止并定时器T0方法1，时分秒计数，采取24时钟表示法，时计满23则回0，分秒计满59则回0，键盘输入可调，为4*4对地独立键盘中某三个键，其中一个为功效键，用于调整时分秒，另外两个键用于调整数字使之上调和下调，其中日期可显示初始化程序，不可调，另外能够显示星期。初始化时，只需经过P1口中低两位读取5 .调试5.1 调试步骤调试分为硬件调试和软件调试。硬件调试关键是检验硬件电路是否有短路、断路和虚焊等，首先接上电源，电源指示灯亮了以后，检测一下单片机电源脚有没有电源输入，假如有这说明焊接无误，然后能够用万用表检验各个元器件管脚之间焊接，检验过程中需要细心和耐心。硬件调试无误后，进行软件调试。5.2 性能分析将程序烧入单片机后，在proteus软件中进行仿真。经过测试制作完成后电子万年历，只有部分功效实现，它能显示年、月、日等，但显示不稳定，设计中硬件或软件有待修正。6 .心得首先拿到板子，依据电路图和板子，画电路图，并生成PCB图。然后将板子焊接，注意焊接方法，避免虚焊和过分焊接。在对芯片管脚功效和使用方法有充足了解后，依据设计要求设计硬件电路，包含单片机控制电路、存放电路、键盘扫描电路、显示电路。然后经过软件编程，实现了对年、月、日、时、分、秒、星期自动调整，用按键进行控制，用液晶模块进行显示。用PROTUS仿真实现相关软件仿真，芯片采取最普遍89C51，用KEIL软件编写程序，编写程序前，能够先查阅网上相关资料，比如LCD芯片原理图，相关能够借鉴程序等。自己编写，然后生成hex文件，仿真实现。用焊接好板子，将文件烧录进去，调试，查错。可能会出现LCD屏幕不显示，或出现一行黑一行白现象，可能是插反了，或驱动程序有问题，这时候需要依据实际板子需要，调整延迟时间，等等。调试成功。电子万年历能够正常显示时间并进行时间调整，基础完成了预期要实现目标。附录1 系统电路原理图SCH文件选择自上而下文件画法，可能有些器件摆放有点乱单片机级复位电路数码管和4*4矩阵ISP和电源接口LED灯蜂鸣器和lcd屏顶层文件附录2，PCB图附录四：PCB3D图附录3 实物图附录4 系统程序清单/*#include#define uchar unsigned char #define uint unsigned int#include24c02.h/*LCM1602 IO口位定义*/sbit RS=P22;sbit RW=P21;sbit EN=P20;/*独立控制按键位定义*/ sbit key1=P15;/功效sbit key2=P16;/加sbit key3=P17;/减/*蜂鸣器IO口定义*/sbit Speaker=P26;/接蜂鸣器接口sbit RedLed=P27;uchar key1n,count;uint hour,minute,second;uchar code tab= -7-2 THU ;/定义初始上电时液晶默认显示状态/*延时子函数，延时z毫秒*/ void delay(uint z)uint i,j;for(i=0;iz;i+)for(j=0;j110;j+);void di()Speaker=0;delay(400);Speaker=1;/ /*LCD1602相关子函数*/*函数功效：LCD1602写命令函数入口参数：com出口参数: */void write_com(uchar com)RS=0;RW=0;EN=0;P0=com;delay(5);EN=1;delay(5);EN=0;/*函数功效：LCD1602写数据函数入口参数：dat出口参数: */void write_data(uchar dat)RS=1;RW=0;EN=0;P0=dat;delay(5);EN=1;delay(5);EN=0;/*函数功效：时分秒显示函数入口参数：出口参数: */void DisplayTime(uchar add,uchar dat)uint i,j;i=dat/10;j=dat%10;write_com(0x80+0x40+add);write_data(0x30+i);write_data(0x30+j); /*函数功效：LCM1602初始化入口参数：出口参数: */void init_LCD1602()uchar i;EN=0;minute=0;hour=0;second=0;key1n=0;count=0;init_24c02();write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);write_com(0x80);/日历显示固定符号从第一行第1个位置以后开始显示for(i=0;i15;i+)write_data(tabi);/向液晶屏写日历显示固定符号部分delay(5);write_com(0x80+0x40+6);/写出时间显示部分两个冒号write_data(:);delay(5);write_com(0x80+0x40+9);write_data(:);delay(5);second=read_add(1);/首次上电从AT24C02中读取出存放数据minute=read_add(2);hour=read_add(3);DisplayTime(10,second);/分别送去液晶显示DisplayTime(7,minute);DisplayTime(4,hour);TMOD=0x01;/设置定时器0工作模式1TH0=(65536-50000)/256;/定时器装初值TL0=(65536-50000)%256;EA=1;/开总中止ET0=1;/开定时器0中止TR0=1;/开启定时器0/*按键扫描4*4独立对地矩阵*/ /*函数功效：独立对地键盘扫描入口参数：出口参数: ;*/void KeyScan() if(key1=0)delay(5);if(key1=0)/第一次被按下时key1n+;while(!key1);di();RedLed=0;di();RedLed=1;if(key1n=1)/第一次被按下时TR0=0; /关闭定时器write_com(0x80+0x40+10);/光标定位到秒位置write_com(0x0f); /光标开始闪烁if(key1n=2)/第二次按下光标闪烁定位到分钟位置write_com(0x80+0x40+7);if(key1n=3)/第三次按下光标闪烁定位到小时位置write_com(0x80+0x40+4);if(key1n=4)/第四次按下key1n=0;/统计按键数清零write_com(0x0c);/取消光标闪烁TR0=1;/开启定时器使时钟开始走if(key1n!=0)/只有功效键被按下后，增加和减小键才有效if(key2=0)delay(5);if(key2=0)/增加键确定被按下while(!key2);/按键释放di();/每当有按键释放蜂鸣器发出滴声RedLed=0;delay(10);RedLed=1;if(key1n=1)/若功效键第一次按下second+; /则调整秒加1if(second=60)/若满60后将清零second=0;DisplayTime(10,second);/每调整一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+10);/显示位置重新回到调整处write_add(1,second);/数据改变立即存入24C02if(key1n=2)/若功效键第二次按下minute+;/则调整分钟加1if(minute=60)/若满60后将清零minute=0;DisplayTime(7,minute);/每调整一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+7);/显示位置重新回到调整处write_add(2,minute);/数据改变立即存入24C02if(key1n=3)/若功效键第三次按下hour+;/则调整小时加1if(hour=24)/若满24后将清零hour=0;DisplayTime(4,hour);/每调整一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+4);/显示位置重新回到调整处write_add(3,hour);/数据改变立即存入24C02if(key3=0)delay(5);if(key3=0)/确定减小键被按下while(!key3);/按键释放di();/每当有按键释放蜂鸣器发出滴声RedLed=0;delay(10);RedLed=1;if(key1n=1)/若功效键第一次按下second-;/则调整秒减1if(second=-1)/若减到负数则将其重新设置为59second=59;DisplayTime(10,second);/每调整一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+10);/显示位置重新回到调整处write_add(1,second);/数据改变立即存入24C02if(key1n=2)/若功效键第二次按下minute-;/则调整分钟减1if(minute=-1)/若减到负数则将其重新设置为59minute=59;DisplayTime(7,minute);/每调整一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+7);/显示位置重新回到调整处write_add(2,minute);/数据改变立即存入24C02if(key1n=3)/若功效键第二次按下hour-;/则调整小时减1if(hour=-1)/若减到负数则将其重新设置为23hour=23;DisplayTime(4,hour);/每调整一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+4);/显示位置重新回到调整处write_add(3,hour);/数据改变立即存入24C02 /*函数功效：主函数入口参数：出口参数: 调用子程序：*/void main()init_LCD1602();/液晶屏初始化while(1)KeyScan(); /*函数功效：中止+键值入口参数：出口参数: */void timer0() interrupt 1 /取得并显示日历和时间TH0=(65536-50000)/256;/再次装定时器初值TL0=(65536-50000)%256;count+;/中止次数累加if(count=20) /20次50毫秒为1秒count=0;second+;if(second=60)/秒加到60则进位分钟second=0;/同时秒数清零minute+;if(minute=60)/分钟加到60则进位小时minute=0;/同时分钟数清零hour+;if(hour=24)/小时加到24则小时清零hour=0;DisplayTime(4,hour);/小时若改变则重新写入write_add(3,hour);/数据改变立即存入24C02DisplayTime(7,minute);/分钟若改变则重新写入write_add(2,minute);/数据改变立即存入24C02DisplayTime(10,second);/秒若改变则重新写入write_add(1,second);/数据改变立即存入24C02