单片机课程设计（论文）-液晶显示驱动的设计.doc

一、绪论21.1介绍31.1.1基本原理31.1.2发展现状41.2.设计项目的任务41.2.1任务书41.2.2功能指标4二、总体方案设计52.1.单片机选择52.1.1方案一：at89s515三、 硬件部分93.1硬件系统的总体设计框图93.2单片机at89s5293.2.1单片机各管脚的用10四、软件部分114.1.主程序流程图11五、调试及性能分析185.1.硬件调试185.2.软件调试195.3.性能分析19六、课设心得19七参考文献液晶显示驱动的设计一、绪论单片机控制系统是以单片机（cpu）为核心部件，扩展一些外部接口和设备，组成单片机工业控制机，主要用于工业过程控制。要进行单片机系统设计首先必须具有一定的硬件基础知识；其次，需要具有一定的软件设计能力，能够根据系统的要求，灵活地设计出所需要的程序；第三，具有综合运用知识的能力。最后，还必须掌握生产过程的工艺性能及被测参数的测量方法，以及被控对象的动、静态特性，有时甚至要求给出被控对象的数学模型。在线控制系统用途还是比较广泛，可以用它来实现想单片机发出控制等等，从而加快单片机的发展以及单片机应用技术的成熟，单片机在线控制操作系统前景十分看好，因为现在单片机技术正在日趋成熟，以后单片机将成为我们生活中必不可少的，从而使得单片机在线控制操作系统尤为重要！单片机控制技术应用十分广泛，其核心技术是单片机控制系统的设计。介绍了对单片机控制系统的构成、硬件设计、软件设计和系统调试等各环节并进行了讨论，根据工作经验给出了调试方法。随着半导体技术的飞速发展，单片机本身的设计中不断采用了一些新的抗干扰技术，使单片机的可靠性不断提高。除选择抗干扰能力强的单片机外，单片机系统中其它辅助元器件的可靠性也至关重要，一些抑制干扰的元器件的使用有助于提高系统的可靠性。此外，单片机系统在电路设计、印制电路板的设计、布线与制造工艺、系统安装时有无良好的接地等，都直接影响应用系统的可靠性。1.1.项目的背景介绍1.1.1基本原理计时智能控制系统采用硬件触发加软件检测、控制的方法,利用机械设备运转时产生的振动信号,通过微处理器来判断是否有代表设备运行的信号出现,控制计时并进行简单运算,触发计时器进入工作状态,再由cpu读取开机时间参数,并存储;振动信号消失后,计时触发信号消失,计时器停止工作,并将当前工作时间和累计工作时间分别存储。通过通讯口进行简单查询或与计算机连接读取数据并进行分析,得到机械设备工作的有关数据。计时器核心采用性价比高、体积小、支持低功耗模式的87c51芯片作为微处理器,该芯片集成了2个定时/计时器、2个外中断源、串行i/o口、并行i/o口;具有算术运算、逻辑运算、控制转移等功能,并可对其编程实现多种功能。工业芯片使用范围为- 4070,性能可靠稳定。为增加计时精度,增加1片频率为32768hz的手表晶振;数据存储选用e2 prom芯片,用耗能低且可靠性高的4位点阵液晶显示屏显示数据。1.1.2发展现状曾经计时工具来改进定时器，达到准确控制时间的目的。现在控制时间的工作变得简单了许多。人们甚至将定时器用在了军事方面，制成了定时炸弹，定时雷管。现在的不少家用电器都安装了定时器来控制开关或工作时间等。1.1.3前景单片机的技术进步反映在内部结构、功率消耗、外部电压等级以及制造工艺上。在这几方面，较为典型地说明了单片机的水平。在目前，用户对单片机的需要越来越多，但是，要求也越来越高。所以它向着巨型、单片、网络化发展。时钟计时器也向着小型化，多功能，高精度的方向发展.1.2.设计项目的任务1.2.1任务书设计电子时钟计时器的硬件电路，实现lcd显示器的数字显示。用以配合软件实现时、分、秒的时间计时。1.2.2功能指标2.1采用lcd1602显示时间2.2上电或复位后，能自动显示当前时间，每次上电复位显示为0时0分0秒，以后每次按reset复位键均显示当前正确时间。2.3设置3个控制键a,b,c.按下a,调整时，按下b,调整分，按下c，调整秒 二、总体方案设计2.1.单片机选择2.1.1方案一：at89s51at89s51单片机功能： 8位中央处理器和isp flash存储单元，片内含4k bytes flash，128 bytes的可以反复擦除1000次随机存取数据存储器（ram），器件高密度、非易失性存储，32个外部双向输入/输出（i/o）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（wdt）电路，片内时钟振荡兼容标准 at80c51引脚结构，功能强大的微型计算机的at89s51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 2.1.2方案二：at89s52at89s52具有以下标准功能： 8k字节flash，256字节ram，32 位i/o 口线，看门狗定而且它体积小，硬件实现方便，安装方便，以及与编程技术和外围功能电路的配合技术比较娴熟。另外，at89s52 可降至0hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，cpu停止工作，允许ram、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，ram内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路2.1.3方案三: at89c51at89c51是一种带4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能cmos 8位微处理器。 at89c2051是一种带2k字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件高密度、非易失存储器，与工业标准的mcs-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位cpu和闪烁存储器组合在单个芯片中， at89c51是一种高效微控制器，at89c2051是它的一种精简版本。at89c51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。综上所述选择at89s52为合适2.2.液晶1602等相关资料2.2.1 液晶1602采用标准的16脚接口第1脚：vss为地电源第2脚：vdd接5v正电源第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”，使用时可以通过一个10k的电位器调整对比度第4脚：rs为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：rw为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当rs和rw共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当rs为低电平rw为高电平时可以读忙信号，当rs为高电平rw为低电平时可以写入数据。第6脚：e端为使能端，当e端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第714脚：d0d7为8位双向数据线。 第1516脚：空脚 1602液晶模块内部的字符发生存储器（cgrom)已经存储了160个不同的点阵字符图形，如表1所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“a”的代码是01000001b（41h），显示时模块把地址41h中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“a”2.2.2 液晶管脚连接图三、 硬件部分3.1硬件系统的总体设计框图按键调节at89c52 p0单片机控制器 p2 p2液晶显示器列驱动 硬件系统的总体设计框图硬件分为单片机at89s52、lcd1602、键盘、电源、复位开关、晶振这几个部分3.2单片机at89s52at89s52具有以下标准功能： 8k字节flash，256字节ram，32 位i/o 口线，看门狗定而且它体积小，硬件实现方便，安装方便，以及与编程技术和外围功能电路的配合技术比较娴熟。另外，at89s52 可降至0hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，cpu停止工作，允许ram、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，ram内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路3.2.1单片机各管脚的用 p0口输入数据；p2.0p2.1口作列扫描输出；采用12mhz晶振，可提高秒施的精确性；rst作为复位开关；p2口作为数码管的输出端；vcc和ea都作为单片机的电源输入端，为单片机供电； xtl1,xtl2是用于接晶振；vss接地3.2.2液晶1602它的管脚有16管脚，vdd接高电平，一般+5v，vss接低电平；v0也是接低电平；d0d7为8位双向数据线；rs为寄存器选择；rw为读写信号线；e端为使能端；15、16脚一般可以不用（15接高电平，16接低电平）。3.2.3按键调节部分本设计中用到3个按键，用p3口接独立键盘即可满足需求 键盘功能如下：按p3.0进入选择操作状态，p3.1键用于加时间调节，p3.2键用于减调节； 3.3硬件仿真图3.4硬件实物展示图四、软件部分4.1.主程序流程图开始初始化进入功能程序按键盘调节时间键按下？整点到？调用显示子程序ny4.2.t1中断程序流程图t1中断保护现场显示处理加10ms处理闪烁处理恢复现场，中断返回时钟显示时钟调时闪烁4.3.t0中断计时程序流程图t0中断保护现场定时初值校正1s到？加1s处理恢复现场，中断返回ny4.4显示程序设计#include#define uchar unsigned char #define uint unsigned intsbit rs=p20;sbit e=p21;sbit key1=p30;sbit key2=p31;sbit key3=p32;uchar count,s1num;char miao,shi,fen;uchar code table= 2009-12-30 wed;uchar code table1= 00:00:00;void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);void write_com(uchar com)rs=0;e=0;p0=com;delay(5);e=1;delay(5);e=0;void write_date(uchar date)rs=1;e=0;p0=date;delay(5);e=1;delay(5);e=0;void init()uchar num;e=0;write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);/write_com(0x01);write_com(0x80);for(num=0;num15;num+)write_date(tablenum);delay(5);write_com(0x80+0x40);for(num=0;num12;num+)write_date(table1num);delay(5);tmod=0x01;th0=(65536-50000)/256;tl0=(65536-50000)%256;ea=1;et0=1;tr0=1;void write_sfm(uchar add,uchar date)uchar shi,ge;shi=date/10;ge=date%10;write_com(0x80+0x40+add);write_date(0x30+shi);write_date(0x30+ge);void keyscan()if(key1=0)delay(5);if(key1=0)s1num+;while(!key1);if(s1num=1)tr0=0;write_com(0x80+0x40+10);write_com(0x0f);if(s1num=2)write_com(0x80+0x40+7);if(s1num=3)write_com(0x80+0x40+4);if(s1num=4)s1num=0;write_com(0x0c);tr0=1;if(s1num!=0)if(key2=0)delay(5);if(key2=0)while(!key2);if(s1num=1)miao+;if(miao=60)miao=0;write_sfm(10,miao);write_com(0x80+0x40+10);if(s1num=2)fen+;if(fen=60)fen=0;write_sfm(7,fen);write_com(0x80+0x40+7);if(s1num=3)shi+;if(shi=24)shi=0;write_sfm(4,shi);write_com(0x80+0x40+4);if(key3=0)delay(5);if(key3=0)while(!key3);if(s1num=1)miao-;if(miao=-1)miao=59;write_sfm(10,miao);write_com(0x80+0x40+10);if(s1num=2)fen-;if(fen=-1)fen=59;write_sfm(7,fen);write_com(0x80+0x40+7);if(s1num=3)shi-;if(shi=-1)shi=23;write_sfm(4,shi);write_com(0x80+0x40+4);void main()init();while(1)keyscan();void timer0() interrupt 1th0=(65536-50000)/256;tl0=(65536-50000)%256;count+;if(count=20)count=0;miao+;if(miao=60)miao=0;fen+;if(fen=60)fen=0;shi+;if(shi=24)shi=0;write_sfm(4,shi);write_sfm(7,fen);write_sfm(10,miao);五、调试及性能分析5.1.硬件调试 硬件调试时可先检查印制板及焊接的质量情况，在检查无误后可通电检查lcd显示器的状况。若亮度不理想，可以调整p0口的电阻大小，一般情况下取200r电阻即可获得满意的亮度效果。实验室制作时，可结合示波器测试晶振及p0、p2端口的波形情况进行综合硬件测试分析。5.2.软件调试 软件调试在wave编译器下进行，源程序编译及仿真调试应分段或予以子程序为单位逐个进行，最后可结合硬件实时调试。5.3.性能分析 按照设计程序分析，lcd显示器动态扫描的频率约为167hz，实际使用观察时完全没有闪烁，由于计时中断程序中加了中断程序中加勒中断延时误差处理，所以实际计时精度非常高，可满足多种