C51液晶显示时钟(可调整时间).doc

C51时、分、秒计时器设计班级0931 姓名（学号）刘28）甘（27）宁（13）赵（30）项目分工总体设计方案构思、程序模块构成、仿真电路构成等内容I2C总线程序模块、液晶初始化、液晶显示模块函数设计定时中断、时分秒处理、按键模块函数设计仿真电路设计及调试一、任务及要求用51单片机设计时、分、秒计时器，具体要求如下。1、 具有时、分、秒计时功能和8位lcd1602显示功能，显示格式为：“时分秒”；2、 用Proteus设计仿真电路进行结果仿真；3、 完成程序设计、仿真电路设计、结果仿真，完成报告并上传空间课程栏目中的课程设计报告子栏目中。二、 设计方案1、总体设计方案（刘负责完成）（1）、仿真电路构成：电路分4个模块：晶振电路模块、I2C总线模块、按键模块、液晶显示模块。晶振电路模块负责给单片机提供时钟周期；利用AT89C51芯片内部的T0定时器定时，定时1s到则使时间进行一次变化，要使时间显示在液晶上则在电路中添加8位lcd1602液晶；I2C总线模块是存储时分秒数据的，时间每变化一次都将其数据保存在AT24C02中；按键模块中，采用四个按键作为电子时钟的控制输入，通过按键来实现时钟的时间调整功能。电路中将四个按键的一端接公共地，而单片机的P3口默认为高电平，一旦按键被按下，则该按键对应的额管脚被拉低，通过软件扫描按键即可知道用户所要实现的功能，调用相应的按键子程序来完成该操作。按键的去抖动由软件来实现，如下图所示，分别按下“ 1、4、7、* ”四个按键可以调整时和分。（2）、程序模块构成：本系统的软件系统主要可分为I2C总线程序模块、定时计数中断程序、按键识别程序、数据处理程序、液晶显示程序、延时程序六大模块。 I2C总线程序模块：包含的子程序模块有起始信号、终止信号、应答信号、初始化、写一字节、读一字节、写数据、读数据等。是将每次时间变化（即约1s变化一次）后的数据保存在AT24C02中，断电后，下次再上电时可读取断电时所保存的数据，接着继续计时；定时中断模块：采用51单片机内部T0定时器定时，定时50ms，再循环20次，即可得到50ms*20=1s的时间，定时1s到了之后使得秒自加1，当秒到了60时，秒重新赋值为0且分加1，当分到了60时，分重新赋值为0且时加1；按键识别模块：此模块是对时和分进行调整，检测四个按键，其功能分别是分+1、分-1、时+1、时-1，当检测到某一按键按下时执行相应的操作实现对时间的调整，此过程中主要要注意按键消抖的问题；数据处理模块：此模块是将时、分、秒的个位和十位分开，保存在数组中，供显示模块使用； 液晶显示模块：此模块是将时、分、秒显示在液晶屏上。此模块包括液晶写指令子程序、液晶写数据子程序、液晶初始化子程序。首先进行液晶初始化，然后选择数据地址指针（即写指令，选择要显示在液晶屏的哪个位置），再延时一会利用fou循环将要显示的时钟数据显示到液晶屏幕上（写数据）。各模块流程图如下： 2、 I2C总线模块、液晶显示、按键模块程序流程图（甘 负责完成） 如上所示3、 定时中断、数据处理、模块程序流程图（宁负责完成） 如上所示4、 仿真电路设计（赵负责完成）如下所示： 三、程序清单#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar table111=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,-;uchar table28=0,0,10,0,0,10,0,0; /存放时、分、秒uchar table312=clock-12hour;sbit dula=P26;/初始化时将数码管的位选和段选信号赋值为0，因为液晶sbit wela=P27; /和数码管都是从P0口传数据的，防止将数据传到数码管sbit sda=P20;/定义I2C总线中的数据线SDA所接引脚sbit scl=P21; /定义I2C总线中的时钟线SCL所接引脚uchar a;sbit en=P34; /使能信号控制端sbit rs=P35;/数据/命令选择端（H/L）sbit rw=P36;/读/写控制端 (H/L)/定义开发板上的四个独立按键所接的IO口sbit s2 = P30; /每按一次分加1sbit s3 = P31; /每按一次分减1sbit s4 = P32;/每按一次时加1sbit s5 = P33;/每按一次时减1sbit p3_7=P37;/让其置0时，s9、s13、s17、s21相当于独立按键uchar count; /定义无符号字符型数据“count”，用于计数20次达到20*50ms=1suint shi,fen,miao,shis,shig,fens,feng,miaos,miaog;/定义时、分、秒以及时、分、秒的十位和个位/*I2C总线子程序*/void delay3() ; void start() /起始信号，SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号sda=1;delay3();scl=1;delay3();sda=0;delay3();void stop() /终止信号，SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。 sda=0;delay3();scl=1;delay3();sda=1;delay3();void respons() /应答信号，每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时，先传送最高位（MSB）， /每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位（即一帧共有9位）。 uchar i;scl=1;delay3();while(sda=1)&(i250)i+;scl=0;delay3();void init1() / I2C总线sda=1;delay3();scl=1;delay3();void write_byte(uchar date) / I2C总线uchar i,temp;temp=date;for(i=0;i8;i+)temp=temp1;scl=0; /只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据才允许变化。 delay3();sda=CY;delay3();scl=1; /时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定 delay3();scl=0;delay3();sda=1;delay3();uchar read_byte() / I2C总线uchar i,k;scl=0;delay3();sda=1;delay3();for(i=0;i8;i+)scl=1;delay3();k=(k0;a-) for(b=100;b0;b-);/单片机进行写操作时，首先发送该器件的7位地址码和写方向位“0”（共8位，即一个字节），/发送完后释放SDA线并在SCL线上产生第9个时钟信号/被选中的存储器器件在确认是自己的地址后，在SDA线上产生一个应答信号作为相应，/单片机收到应答后就可以传送数据了void write_add(uchar address,uchar date) / I2C总线start();write_byte(0xa0); /AT24C系列E2PROM芯片地址的固定部分为1010，开发板上的A2、A1、A0引脚接低 /电平所以形成的7位编码即为该器件的地址码a0。respons();write_byte(address);respons();write_byte(date);respons();stop();/单片机先发送该器件的7位地址码和写方向位“0”（“伪写”），发送完后释放/SDA线并在SCL线上产生第9个时钟信号。被选中的存储器器件在确认是自己/的地址后，在SDA线上产生一个应答信号作为回应。然后，再发一个字节的/要读出器件的存储区的首地址，收到应答后，单片机要重复一次起始信号并/发出器件地址和读方向位（“1”），收到器件应答后就可以读出数据字节 uchar read_add(uchar address) / I2C总线uchar date;start();write_byte(0xa0);respons();write_byte(address);respons();start();write_byte(0xa1);respons();date=read_byte();stop();return date;/*/延时子程序1用于读写操作时序图上的的短暂延时void delay1(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-) for(y=10;y0;y-);void delay2(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-) for(y=10;y0;y-);/液晶写指令子程序void write_com(uchar com)P0=com; /将命令传至P0口rs=0; /写的是命令故将其置零en=0; /根据写操作时序图，传命令前en=0delay1(10); /根据写操作时序图，延时一小会en=1; /en=1时开始传输命令delay1(10); /延时一会待命令传完en=0; /命令传完再将其置0/液晶写数据子程序void write_date(uchar date) P0=date; /将数据传至P0口 rs=1;/写的是数据故将其置1en=0; /根据写操作时序图，传数据前en=0delay1(10); /根据写操作时序图，延时一小会en=1; /en=1时开始传输数据delay1(10); /延时一会待数据传完en=0; /数据传完再将其置0/液晶初始化子程序void init() p3_7=0; /让其置0时，s9、s13、s17、s21相当于独立按键 P0=0; /P0初始化为0dula=0; /防止将数据传到数码管wela=0;rw=0; /程序牵涉写操作没有读操作，直接置0write_com(0x38); /设置16*2显示模式delay1(20); /传完命令适当延时一会write_com(0x0c); /设置开显示、不显示光标delay1(20) ;write_com(0x06); /当读或写一个字符后地址指针加1，且光标加1delay1(20);/write_com(0x01); /显示清屏 去掉这条指令后屏幕就不会出现闪烁现象delay1(20);/显示子程序void display() uchar a,b,c; init(); write_com(0x80+5);/选择数据地址指针 delay1(20); for(a=0;a8;a+)/一共要显示8位，所以写八次 write_date(table1table2a); /在第一行显示时钟 write_com(0x80+0x40+3); delay1(20); for(b=0;b12;b+)/一共要显示12位，所以写12次 write_date(table3b); /在第二行显示clock-12hour void process() /时、分、秒处理子程序table27=miao%10;table26=miao/10; table24=fen%10;table23=fen/10;table21=shi%10;table20=shi/10;/定时器中断函数，定时50ms，每隔1秒，miao+; void timer0() interrupt 1 using 1 count+;/每50ms，count就+1if(count=20)/当count=20时即计数到1s的时候执行if大括号内的语句 count=0; miao+; if(miao=60) miao=0;/当到60秒的时候，分+1 ，同时秒从0重新开始计时 fen+; if(fen=60) fen=0;/当到60分的时候，时+1 ，同时分从0重新开始计时 shi+; if(shi=12) shi=0;/当到12小时的时候，时从0重新开始计 TH0 = 0x3c; /到了50ms后重新装入初值 TL0 = 0xb0;void key() /按键判断子程序if(s2=0) /判断s2是否按下键盘 delay2(100); /延时,软件消抖 if(s2=0) /确认按键按下 fen+; /分加1 if(fen=60)/加到60时返回0继续加 fen=0; while(s2=0); / 等待按键放开.即每按一次只加1 if(s3=0) /判断s3是否按下键盘 delay2(100); /延时,软件消抖 if(s3=0) /确认按键按下 fen-; /分减1 if(fen=-1)/减到0时返回60继续减 fen=60; while(s3=0); / 等待按键放开.即每按一次只加1if(s4=0) /判断s4是否按下键盘 delay2(100); /延时,软件消抖 if(s4=0) /确认按键按下 shi+; /时加1 if(shi=12)/加到12时返回0继续加 shi=0; while(s4=0); / 等待按键放开.即每按一次只加1if(s5=0) /判断s2是否按下键盘 delay2(100); /延时,软件消抖 if(s5=0) /确认按键按下 shi-; /时减1 if(shi=-1) /减到0时返回12继续减 shi=12; while(s5=0); / 等待按键放开.即每按一次只加1 void read()/从AT24C02中将原来写入的数读取出来读取 init1(); / I2C总线 miao=read_add(23); /读秒 delay4(100); fen=read_add(24); /读分 delay4(100); shi=read_add(25); /读时 delay4(100);void write() /将数据写入板上AT24C02内部 write_add(23,miao); /保存秒 delay4(100); write_add(24,fen); /保存分 delay4(100); write_add(25,shi); /保存时 delay4(100);/主函数void m