基于单片机C51的简单万年历设计毕业设计.doc

福建工程学院软件学院 软件工程物联网工程第十届学生科技节 -单片机设计大赛作品名称： 万年历 专 业： 物联网 班 级： 1 指导老师： 郑旭丹 组长： 邓清兰 学号： 3112113111 组员： 黄孟秋 学号： 3112113101 目 录一、 绪论1二、 系统功能1三、 硬件电路13.1.电路设计框图13.2.系统硬件概述2四、 各模块功能及工作原理24.1.单片机主控制模块的设计24.2.LCD1602显示模块34.3.键盘模块6五、 实现结果9六、 系统的实用性及创新性9七、 调节中遇到的问题及心得体会10八、 程序设计118.1.流程图118.2.源代码12九、 总结及感谢241、 绪论众所周知单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。本设计要制作的就是单片机于生活中最为常见的几种应用万年历。本设计以AT89S52单片机作为核心，可以显示当前的日历和时间，时间也可以人为设定，显示格式为年（四位），月（两位），日（两位），时（两位），分（两位），秒（两位）。设置时间的位切换、设定数值、启动定时器、切换日历通过外部中断来实现。万年历显示电路由LCD1602组成， 制作该装置的材料需要有软硬件的支持，硬件方面AT89C51单片机，晶振，电源，液晶屏LCD1602。2、 系统功能本次设计的是万年历，采用LCD1602显示，实现的功能如下：1. 显示当前时间，显示格式为年（四位），月（两位），日（两位），时（两位），分（两位），秒（两位）；2. 时钟计时，自动进行时间的位切换；3. 键盘设置，能通过键盘设定当前时间和计时，并通过键盘人为设定时间。AT89S52主控制模块LCD1602显示模块计时模块键盘输入模块3、 硬件电路1.2.3.3.1. 电路设计框图3.2. 系统硬件概述本电路是由AT89S52单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低压工作，本系统选用12MHZ的晶振，使得单片机有合理的运行速度；利用液晶屏LCD1602显示时间信息，通过对AT89S52单片机的编程控制液晶屏LCD1602的显示。显示时间在LCD1602，通过按键切换选择。外部按键可及时设定或调整时间信息。4、 各模块功能及工作原理4.4.1. 单片机主控制模块的设计AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。AT89S52单片机为40引脚双列直插芯片,有四个I/O口P0,P1,P2,P3, MCS-51单片机共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一条I/O线都能独立地作输出或输入。18引脚和19引脚接时钟电路,XTAL1接外部晶振和微调电容的一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输入,XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输出。第9引脚为复位输入端,接上电容,电阻及开关后够上电复位电路,20引脚为接地端,40引脚为电源端。引脚图如图图4.1： 图4.1 AT89S52 引脚结构 图4.2.1 LCD1602 引脚结构4.2. LCD1602显示模块4.2.1LCD1602引脚介绍 LCD1602采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，引脚图如图图4.2.1：各引脚接口说明如表4.2.2所示:编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极表 4.2.2 LCD1602引脚说明第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，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：R/W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R/W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R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W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15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。4.2.2LCD1602指令1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表4.2.3编号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符发生存贮器地址0001字符发生存贮器地址8置数据存贮器地址001显示数据存贮器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址10写数到CGRAM或DDRAM）10要写的数据内容11从CGRAM或DDRAM读数11读出的数据内容表4.2.3 LCD1602的指令说明1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说明：1为高电平、0为低电平）指令1：清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置。指令2：光标复位，光标返回到地址00H。指令3：光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。指令4：显示开关控制。D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。指令5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。指令6：功能设置命令 DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F: 低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。指令7：字符发生器RAM地址设置。指令8：DDRAM地址设置。指令9：读忙信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。指令10：写数据。指令11：读数据。4.2.3 LCD1602读/写操作LCD1602基本操作时序说明，如表4.2.4读状态输入RS=L，R/W=H，E=H输出D0D7=状态字写指令输入RS=L，R/W=L，D0D7=指令码，E=高脉冲输出无读数据输入RS=H，R/W=H，E=H输出D0D7=数据写数据输入RS=H，R/W=L，D0D7=数据，E=高脉冲输出无表4.2.4 LCD1602基本操作时序说明4.2.4 LCD1602显示模块流程图按下按键？开始LCD 1602初始界面显示欢迎界面显示初始时间结束NY4.3. 键盘模块 本设计采用4乘4键盘的反转法控制万年历的计时和时间设定，4乘4键盘电路图如图图4.3.1 图4.3.2012348+59-674.3.1键盘功能图开始对键盘进行扫描，返回键值键值为+或-？键值为？键值为？键值为09？键值为13？4.4.2流程图 N Y YN N Y Y NNY Y NNY NY5、 实现结果6、 系统的实用性及创新性基本功能：能显示当前时间和计时，实现基本时钟功能。创新性：界面友好，能实现计时和键盘数字的时间设定和自增、自减的时间设定。7、 调节中遇到的问题及心得体会问题一 LCD1602的初始化不规范，导致无法正确在LCD1602上显示相应的字符，时间等。解决 在网上及课本上查找有关LCD1602初始化的程序，找出错误的地方并及时改正，最终解决了LCD1602的初始化问题。问题二 在对秒、分、时、日、月、年等的大小判断时，采用逐位判断，导致程序冗长，不利于程序的优化。解决 通过老师的指导及其他相关程序的借鉴，对时间大小的判断进行优化，将秒的十位和各位合为一个整体进行判断，分、时、日、月、年类似。问题三 在计时模块中，因为细节问题，找不到导致不能正常计时的原因。解决 通过老师的精心指导，找到不能正常计时的原因，将中断次数的判断if(count100)改为if(count=100)即可。问题四 在键盘设计模块中，对空数组的定义无效。解决 通过查找相关资料，了解到空数组的定义要放在data中，不能放在code中。将空数组定义为uchar a14使其默认放在data中就解决了该问题。8、 程序设计5.6.7.8.8.1. 流程图开始显示“SHOWTIME”界面 WELCOME设置键按下？显示当前时间键盘数字进行时间设置键盘自增、自减进行时间设置开始计时按键开始按下？NYY Y8.2. 源代码#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int uchar code Buffer4=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7;uchar code table=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,+,-,!,; uchar code w14=0x83,0x84,0x85,0x86,0x88,0x89,0x8b,0x8c,0xc4,0xc5,0xc7,0xc8,0xca,0xcb;uchar a14;sbit E=P27;/1602使能引脚sbit RW=P26;/1602读写引脚sbit RS=P25;/1602数据/命令选择引脚void Delay(uint xms); /延时void Time0_Init();/中断请求void timer1_int(void); /中断void charge();/判断秒分时日月等是否大于额外值，若大于向上一位加一void ftime();/初始时间void timeon();/计时void add();/自加void sub();/自减void wcmd(uchar del);/1602写指令void write(uchar del);/1602写数据void L1602_init(void);/1602初始化void second();/秒显示void minute();/分显示void hours();/时显示void days();/日显示void month();/月显示void years();/年显示void other();/符号显示void number();/键盘输入数字uint count,t; /中断执行次数，光标位置参数uchar sec=0;/初始秒uchar min=0;/初始分uchar hour=0;/初始时uchar day=0;/初始日uchar mon=0;/初始月uchar yearh=0;/初始年前两位uchar yearl=0;/初始年后两位/1602命令函数void wcmd(uchar del) P0 = del;RS = 0; RW = 0;E = 1;Delay(1);E = 0;Delay(1); / 1602写数据函数void write(uchar del) P0 = del;RS = 1;RW = 0;E = 1;Delay(1);E = 0;Delay(1);/ 1602初始化void L1602_init(void)wcmd(0x38);wcmd(0x38);wcmd(0x38);wcmd(0x0e);wcmd(0x06); wcmd(0x01);/显示秒void second() uchar i,j; i=sec/10; j=sec%10; wcmd(0xca); write(tablei); write(tablej);/显示分void minute() uchar i,j; i=min/10; j=min%10; wcmd(0xc7); write(tablei); write(tablej); /显示时void hours() uchar i,j; i=hour/10; j=hour%10; wcmd(0xc4); write(tablei); write(tablej);/显示日void days() uchar i,j; i=day/10; j=day%10; wcmd(0x8b); write(tablei); write(tablej); /显示月void month() uchar i,j; i=mon/10; j=mon%10; wcmd(0x88); write(tablei); write(tablej);/显示年void years() uchar i,j,m,n; i=yearh/10; j=yearh%10; m=yearl/10; n=yearl%10; wcmd(0x83); write(tablei); write(tablej); write(tablem); write(tablen);/符号显示void other() wcmd(0xc9); write(:); wcmd(0xc6); write(:); wcmd(0x87); write(-); wcmd(0x8a); write(-);/延时void Delay(uint xms) uint i,j; for(i=0;ixms;i+) for(j=0;j=100) count=0; charge(); ftime();/显示初始时间/时间初值void ftime() second();Delay(5); minute();Delay(5); hours();Delay(5); days();Delay(5); month();Delay(5); years();Delay(5); other();Delay(5);/各个按键返回值uint Keyvalue() uint i,j; uchar temp; uint Key_value; while(1) P1=0xf0; if(P1!=0xf0) Delay(100); if(P1!=0xf0) for(j=0;j4;j+) P1=Bufferj; temp=0x10; for(i=0;i4;i+) if(!(P1&temp) Key_value=i+j*4; temp=1; return Key_value; /字符串显示void L1602_string(uchar hang,uchar lie,uchar *p)uchar a,b=0;if(hang = 1) a = 0x80;if(hang = 2) a = 0xc0;a = a + lie - 1;while(1)wcmd(a+);b+;if(*p = 0)|(b=16) break;write(*p);Delay(500);p+;/自增void add() wcmd(wt); /光标置位 if(t=1) /光标在第二个位置时 if(yearh99) /判断年前两位是否小于99，是，年前两位加1，并显示 yearh+;years(); else if(t=3) /光标在第四个位置时 if(yearl99) /判断年后两位是否小于99，是，年后两位加1，并显示 yearl+; years(); else if(t=5) /光标在第六个位置时 if(mon12) /判断月是否小于12，是，月加1，并显示 mon+; month(); else if(t=7) /光标在第八个位置时 if(day30) /判断日是否小于30，是，日加1，并显示 day+; days(); else if(t=9)/当光标在第十个位置时 if(hour12)/判断时是否小于12，是，时加1，并显示 hour+; hours(); else if(t=11) /光标在第十二个位置时 if(min59) /判断分是否小于59，是，分加1，并显示 min+;minute(); else if(t=13) /光标在第十四个位置时 if(sec0) yearh-;years(); else if(t=3) /光标在第四个位置时，判断年后两位是否大于0，是，年后两位减1，并显示 if(yearl1) yearl-; years(); else if(t=5)/光标在第六个位置时，判断月是否大于1，是，月减1，并显示 if(mon1) mon-; month(); else if(t=7)/光标在第八个位置时，判断日是否大于1，是，日减1，并显示 if(day1) day-; days(); else if(t=9) /光标在第十个位置时，判断时是否大于0，是，时减1，并显示 if(hour0) hour-; hours(); else if(t=11) /光标在第十二个位置时，判断分是否大于0，是，分减1，并显示 if(min0) min-;minute(); else if(t=13) /光标在第十四个位置时，判断秒是否大于0，是，秒减1，并显示 if(sec0) sec-; second(); /主函数void main()uchar keys; uint i,key; /数组a的参数i=0; t=0; /位置参数L1602_init(); /1602初始化L1602_string(1,5,Showtime);/初始界面显示 L1602_string(2,5,Welcome!);/初始界面显示while(1) key=Keyvalue(); /将键值赋值给key keys=tablekey; if(keys=) /判断键值是否为，是，执行计时 Time0_Init(); while(1) timeon(); else if(keys=!)/判断键值是否为！，是，显示初始时间，光标在第一个位置 ftime(); wcmd(0x83); else if(keys=-|keys=+) /判断键值是否为+或- if(keys=+) /键值为+，执行自加函数 add(); else /键值为-，执行自减函数 sub(); /判断键值是否为，是，光标不在最左边时，光标左移一位 else if(keys=1) i-;t=t-1; wcmd(wt); else if(keys=) /判断键值是否为，是，光标不在最右边时，光标右移一位 if(t13) i+;t=t+1; wcmd(wt); else /键值为数字键时，将键值放入a数组中，在调用函数，显示当前设置的时间 number(); i=i%14; ai=key; i+; t+; number(); /输入数字void number() 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=a12*10+a13;ftime();/中断请求void Time0_Init() TMOD=0X10; TH1=