1、电子时钟设计实验报告单片机电子时钟设计报告一、设计任务本次课程设计的电子时钟电路，是基于单片机STC89C52、时钟芯片和液晶显示，运用C语言编程实现。电子时钟可以显示日期的年、月、日和时间的时、分、秒，具有复位功能。二、系统硬件设备及芯片简介数字电子钟系统设计已经成熟，但是目前系统设计时基本 都是采用 LED 作为显示电路，造成硬件电路复杂、功耗高、产 品体积庞大等特点；液晶显示模块由于具有低功耗、寿命长、 体积小、显示内容丰富、价格低、接口控制方便等优点，因此 在各类电子产品中被极广泛地推广和应用。字符型液晶显示模 块是一类专门用于显示字母、数字、符号等点阵式液晶显示模 块。本系统设计采用
2、字符型液品显示模块 LCD1602 作为显示器 件，这样不仅简化了系统的硬件设计，而且极大地提高了系统 的可靠性。1 LCD1602简介字符型液晶显示模块 LCD1602已经是单片机应用设计中 最常用的信息显示器件。LCD1602可以显示两行，每行16个 字符，采用5V电源供电，外围电路配置简单，价格便宜，具 有很高的性价比。2 LCD1602功能介绍2.1 引脚功能LCD1602采用标准14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚功能见表1。表 1 引脚功能编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2Data I/O2VDD电源正极10D3Data I/O3VL液晶显示偏压信号11
3、D4Data I/O4RS数据/命令选择端12D5Data I/O5R/W读/写选择端13D6Data I/O6E使能信号14D7Data I/O7D0Data I/O15BLA背光源正极8D1Data I/O16BLK背光源负极2.2 LCD1602读写指令LCD1602读写指令较多且较复杂，具体使用可以查相关资料，下面仅列出最常用的的一些命令：写指令 38H：显示模式设置；写指令 08H：显示关闭；写指令 01H：显示清屏；写指令 06H：显示光标移动设置；写指令 0CH：显示开及光标设置。2.3 LCD1602 读写操作时序LCD1602 读写操作时序总体上来说是比较简单的，掌握其有两种
4、方法：一种是只看时序图，另外一种方法是直接记忆和总结读写时电平高低和变化。很显然第二种更简单和直接，下面就列出典型读写的时序要求，以方便编写程序。（1）读状态：输入：RSL，RWH，EH。 输出：D0D7状态字。（2）写指令：输入：RSL,RWL,D0D7指令码，E上升沿。输出：无。（3）读数据：输入：RSH，RWH，EH。输出：D0D7数据。（4）写 数 据：输入：RSH,RWL,D0D7数据，E上升沿。输出：无。2.4 LCD1602显示方法液晶显示模块是慢速显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平（即不忙），否则该指令失效。显示字符时，要先输入显示字符地址，即告诉模
5、块在哪里显示字符。因为写入显示地址时要求最高位D7 恒定为高电平，所以实际写入的数据应该是要显示地址值加上80H，即将最高位D7置为1。在使用此显示模块时一般要对其进行初始化，设置所需要的显示参数。液晶模块在显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。每次输入指令前，都要判断液晶模块是否处于忙状态。3 数字电子钟硬件电路设计硬件电路系统设计主要由单片机最小系统、输入电路、输 出电路等组成。单片机最小系统同所有单片机系统，在此不作 讨论。输入电路主要时间调节电路，为简化系统我们使两个外 部中断来调节“时”和“分”数值，即将INT0、INT1分别接 两个按钮。LCD显示器和单片机接口电路可以采用总线
6、方式或 者是模拟口线方式，本设计采用第二种方式，即以单片机 I/O 模拟控制信号。具体电路见图 1，P0口作为数据，并接上拉电 阻提升电压，P2.0接LCD的RS端、P2.1 接LCD的R/W端、 P2.2接LCD的E端，“分”调节按钮接INT0，“时”调节按钮 接INT1，图1 省略了电源和单片机最小系统电路。图 1 数字电子钟硬件电路 三、设计电路图及程序1.电路图如下原理图如下：2.程序共有四段程序，用Keil仿真是程序列表如图Regx52.h程序为：#ifndef _AT89X52_H_#define _AT89X52_H_sfr P0 = 0x80;sfr SP = 0x81;sfr
7、 DPL = 0x82;sfr DPH = 0x83;sfr PCON = 0x87;sfr TCON = 0x88;sfr TMOD = 0x89;sfr TL0 = 0x8A;sfr TL1 = 0x8B;sfr TH0 = 0x8C;sfr TH1 = 0x8D;sfr P1 = 0x90;sfr SCON = 0x98;sfr SBUF = 0x99;sfr P2 = 0xA0;sfr IE = 0xA8;sfr P3 = 0xB0;sfr IP = 0xB8;sfr T2CON = 0xC8;sfr T2MOD = 0xC9;sfr RCAP2L = 0xCA;sfr RCAP2H
8、= 0xCB;sfr TL2 = 0xCC;sfr TH2 = 0xCD;sfr PSW = 0xD0;sfr ACC = 0xE0;sfr B = 0xF0;/*-P0 Bit Registers-*/sbit P0_0 = 0x80;sbit P0_1 = 0x81;sbit P0_2 = 0x82;sbit P0_3 = 0x83;sbit P0_4 = 0x84;sbit P0_5 = 0x85;sbit P0_6 = 0x86;sbit P0_7 = 0x87;/*-PCON Bit Values-*/#define IDL_ 0x01#define STOP_ 0x02#defin
9、e PD_ 0x02 /* Alternate definition */#define GF0_ 0x04#define GF1_ 0x08#define SMOD_ 0x80/*-TCON Bit Registers-*/sbit IT0 = 0x88;sbit IE0 = 0x89;sbit IT1 = 0x8A;sbit IE1 = 0x8B;sbit TR0 = 0x8C;sbit TF0 = 0x8D;sbit TR1 = 0x8E;sbit TF1 = 0x8F;/*-TMOD Bit Values-*/#define T0_M0_ 0x01#define T0_M1_ 0x02
10、#define T0_CT_ 0x04#define T0_GATE_ 0x08#define T1_M0_ 0x10#define T1_M1_ 0x20#define T1_CT_ 0x40#define T1_GATE_ 0x80#define T1_MASK_ 0xF0#define T0_MASK_ 0x0F/*-P1 Bit Registers-*/sbit P1_0 = 0x90;sbit P1_1 = 0x91;sbit P1_2 = 0x92;sbit P1_3 = 0x93;sbit P1_4 = 0x94;sbit P1_5 = 0x95;sbit P1_6 = 0x96
11、;sbit P1_7 = 0x97;sbit T2 = 0x90; /* External input to Timer/Counter 2, clock out */sbit T2EX = 0x91; /* Timer/Counter 2 capture/reload trigger & dir ctl */*-SCON Bit Registers-*/sbit RI = 0x98;sbit TI = 0x99;sbit RB8 = 0x9A;sbit TB8 = 0x9B;sbit REN = 0x9C;sbit SM2 = 0x9D;sbit SM1 = 0x9E;sbit SM0 =
12、0x9F;/*-P2 Bit Registers-*/sbit P2_0 = 0xA0;sbit P2_1 = 0xA1;sbit P2_2 = 0xA2;sbit P2_3 = 0xA3;sbit P2_4 = 0xA4;sbit P2_5 = 0xA5;sbit P2_6 = 0xA6;sbit P2_7 = 0xA7;/*-IE Bit Registers-*/sbit EX0 = 0xA8; /* 1=Enable External interrupt 0 */sbit ET0 = 0xA9; /* 1=Enable Timer 0 interrupt */sbit EX1 = 0xA
13、A; /* 1=Enable External interrupt 1 */sbit ET1 = 0xAB; /* 1=Enable Timer 1 interrupt */sbit ES = 0xAC; /* 1=Enable Serial port interrupt */sbit ET2 = 0xAD; /* 1=Enable Timer 2 interrupt */sbit EA = 0xAF; /* 0=Disable all interrupts */*-P3 Bit Registers (Mnemonics & Ports)-*/sbit P3_0 = 0xB0;sbit P3_
14、1 = 0xB1;sbit P3_2 = 0xB2;sbit P3_3 = 0xB3;sbit P3_4 = 0xB4;sbit P3_5 = 0xB5;sbit P3_6 = 0xB6;sbit P3_7 = 0xB7;sbit RXD = 0xB0; /* Serial data input */sbit TXD = 0xB1; /* Serial data output */sbit INT0 = 0xB2; /* External interrupt 0 */sbit INT1 = 0xB3; /* External interrupt 1 */sbit T0 = 0xB4; /* T
15、imer 0 external input */sbit T1 = 0xB5; /* Timer 1 external input */sbit WR = 0xB6; /* External data memory write strobe */sbit RD = 0xB7; /* External data memory read strobe */*-IP Bit Registers-*/sbit PX0 = 0xB8;sbit PT0 = 0xB9;sbit PX1 = 0xBA;sbit PT1 = 0xBB;sbit PS = 0xBC;sbit PT2 = 0xBD;/*-T2CO
16、N Bit Registers-*/sbit CP_RL2= 0xC8; /* 0=Reload, 1=Capture select */sbit C_T2 = 0xC9; /* 0=Timer, 1=Counter */sbit TR2 = 0xCA; /* 0=Stop timer, 1=Start timer */sbit EXEN2= 0xCB; /* Timer 2 external enable */sbit TCLK = 0xCC; /* 0=Serial clock uses Timer 1 overflow, 1=Timer 2 */sbit RCLK = 0xCD; /*
17、0=Serial clock uses Timer 1 overflow, 1=Timer 2 */sbit EXF2 = 0xCE; /* Timer 2 external flag */sbit TF2 = 0xCF; /* Timer 2 overflow flag */*-T2MOD Bit Values-*/#define DCEN_ 0x01 /* 1=Timer 2 can be configured as up/down counter */#define T2OE_ 0x02 /* Timer 2 output enable */*-PSW Bit Registers-*/s
18、bit P = 0xD0;sbit FL = 0xD1;sbit OV = 0xD2;sbit RS0 = 0xD3;sbit RS1 = 0xD4;sbit F0 = 0xD5;sbit AC = 0xD6;sbit CY = 0xD7;/*-Interrupt Vectors:Interrupt Address = (Number * 8) + 3-*/#define IE0_VECTOR 0 /* 0x03 External Interrupt 0 */#define TF0_VECTOR 1 /* 0x0B Timer 0 */#define IE1_VECTOR 2 /* 0x13
19、External Interrupt 1 */#define TF1_VECTOR 3 /* 0x1B Timer 1 */#define SIO_VECTOR 4 /* 0x23 Serial port */#define TF2_VECTOR 5 /* 0x2B Timer 2 */#define EX2_VECTOR 5 /* 0x2B External Interrupt 2 */#endifLCD1602驱动程序为：#ifndef LCD_CHAR_1602_2005_4_9#define LCD_CHAR_1602_2005_4_9#include /Port Definition
20、s*sbit LcdRs = P20;sbit LcdRw = P21;sbit LcdEn = P22;sfr DBPort = 0x80; /P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.数据端口/内部等待函数*unsigned char LCD_Wait(void) LcdRs=0; LcdRw=1; _nop_(); LcdEn=1; _nop_(); /while(DBPort&0x80);/在用Proteus仿真时，注意用屏蔽此语句，在调用GotoXY()时，会进入死循环， /可能在写该控制字时，该模块没有返回写入完备命令，即DBPort&0x80=0x80 /实
21、际硬件时打开此语句 LcdEn=0; return DBPort; /向LCD写入命令或数据*#define LCD_COMMAND 0 / Command#define LCD_DATA 1 / Data#define LCD_CLEAR_SCREEN 0x01 / 清屏#define LCD_HOMING 0x02 / 光标返回原点void LCD_Write(bit style, unsigned char input) LcdEn=0; LcdRs=style; LcdRw=0; _nop_(); DBPort=input; _nop_();/注意顺序 LcdEn=1; _nop_()
22、;/注意顺序 LcdEn=0; _nop_(); LCD_Wait(); /设置显示模式*#define LCD_SHOW 0x04 /显示开#define LCD_HIDE 0x00 /显示关 #define LCD_CURSOR 0x02 /显示光标#define LCD_NO_CURSOR 0x00 /无光标 #define LCD_FLASH 0x01 /光标闪动#define LCD_NO_FLASH 0x00 /光标不闪动void LCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode) LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x08|Displa
23、yMode); /设置输入模式*#define LCD_AC_UP 0x02#define LCD_AC_DOWN 0x00 / default#define LCD_MOVE 0x01 / 画面可平移#define LCD_NO_MOVE 0x00 /defaultvoid LCD_SetInput(unsigned char InputMode) LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x04|InputMode);/移动光标或屏幕*/*#define LCD_CURSOR 0x02 #define LCD_SCREEN 0x08#define LCD_LEFT 0x00#defi
24、ne LCD_RIGHT 0x04void LCD_Move(unsigned char object, unsigned char direction) if(object=LCD_CURSOR) LCD_Write(LCD_COMMAND,0x10|direction); if(object=LCD_SCREEN) LCD_Write(LCD_COMMAND,0x18|direction);*/初始化LCD*void LCD_Initial() LcdEn=0; LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38); /8位数据端口,2行显示,5*7点阵 LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38); LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR); /开启显示, 无光标 LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN); /清屏 LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE); /AC递增, 画面不动/*
