单片机课程设计LCD显示万年历EPROM存储

年4月19日单片机课程设计LCD显示万年历EPROM存储文档仅供参考，不当之处，请联系改正。单片机课程设计报告题目: 基于单片机的LCM1602液晶控制——万年历显示设计所在系部：信息与电气工程所在专业：通信本所在班级：1001姓名：曹怀宝学号：3615276指导教师：陈勇完成时间：7月3日基于单片机的LCM1602液晶控制——万年历显示设计1.设计目的该设计是基于AT89C52单片机的电子万年历系统，采用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，设置功能。综上所述此时钟具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、等优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。 2.设计原理及相关说明设计原理：利用DS1302读取系统中的日期以及时间信息，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液晶显示屏上，四个按键分别置于P1口的5、6、7端口能够对时间进行控制修改。详细请参阅第三节的芯片介绍。2.2总体设计框图日历时钟系统设计框图如图1所示：DS1302DS1302At89C52键扫描电路LCD1602DS18B20蜂鸣器图1电子万年历系统设计框图3各芯片的设计及其调用3.1STC12C5A60S2单片机主控模块STC12C5A60S2简介STC12C5A60S2是STC生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代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转换增强型8051CPU，1T（1024G），单时钟机器周期工作电压5.5-3.5V3、1280字节RAM4、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口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过120mA有EEPROM功能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：11~17MHz3.3V单片机为：8~12MHz针对电机控制，强干扰场合。对应电路图中的单片机的周围电路，图为89C51用protus软件的仿真图使用的是89c513.2LCD1602液晶显示模块液晶显示模块3.2.1引脚及接口说明1602采用标准的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的电位器调整对比度）。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7～14脚：D0～D7为8位双向数据端。第15～16脚：空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极。2LCD1602特性+5V电压，对比度可调内含复位电路提供各种控制命令,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能有80字节显示数据存储器DDRAM内建有192个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM3.2.2LCD1602模块内部结构LCM1602内部主要寄存器有：输入/输出缓冲器，指令寄存器（InstuctionRegister，即IR），指令译码器，数据寄存器（DataRegister，即DR），地址计数器（AddressCounter，即AC），忙标识（BusyFlag，即BF）以及显示数据存储器（DisplayDataRAM，即DDRAM），字符发生器（CharacterGenerateROM，即CGROM）。其各个单元的功能作用如下：输入/输出缓冲器，用于缓存输入/输出的数据与控制信号。指令寄存器（IR），为八位寄存器。用于存放LCD指令、DDRAM或CGROM地址。数据输入流程：数据存入DR，然后将该数据地址与指令存入IR，最后将该数据输入到DDRAM或CGROM。读取数据流程：将该数据地址与指令存入IR，DR取得该地址数据。指令译码器，将IR里的指令进行译码，以获取DDRAM或CGROM地址。数据寄存器（DR），连接LCM内部数据总线以及缓存DDRAM或CGROM的存取数据。当CPU读取DR内容后，DR能自动加载下一个地址的内容。地址计数器（AC），连接LCM内部数据总线以及缓存DDRAM或CGROM的存取数据地址。当存取DDRAM或CGROM的数据地址，AC能自动加载下一个存储地址。忙标识（BF），表示LCM的当前状态。若BF=1，则表示LCM处于忙绿状态，无法接收外部数据或指令。显示数据存储器（DDRAM），存储所要显示数据的ASCII码，根据该ASCII码地址，即可到CGROM里找到该字符的显示编码。字符发生器（CGROM），是一个只读存储器，预制所有数据的ASCII码。其存储的编码表如下（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，共同端驱动电路以及段驱动电路等。3.5蜂鸣器本设计采用的是无源蜂鸣器如下图：图13无源蜂鸣器3.6键盘接口键盘接口电路如图，本次设计中，按键有3个，每个按键各占用一根I/O线，各按键相互独立，彼此的工作状态互不影响，用查询法完成按键功能。图1键盘接口电路5EPROMEPROM是一种具有可擦除功能，擦除后即可进行再编程的ROM内存，写入前必须先把里面的内容用紫外线照射它的IC卡上的透明视窗的方式来清除掉。这一类芯片比较容易识别，其封装中包含有“石英玻璃窗”，一个编程后的EPROM芯片的“石英玻璃窗”一般使用黑色不干胶纸盖住，以防止遭到阳光直射。EPROM芯片可重复擦除和写入，解决了PROM芯片只能写入一次的弊端。EPROM芯片有一个很明显的特征，在其正面的陶瓷封装上，开有一个玻璃窗口，透过该窗口，能够看到其内部的集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯片就能够擦除其内的数据，完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。EPROM内资料的写入要用专用的编程器，而且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压（VPP=12—24V，随不同的芯片型号而定）。EPROM的型号是以27开头的，如27C020(8*256K)是一片2MBits容量的EPROM芯片。EPROM芯片在写入资料后，还要以不透光的贴纸或胶布把窗口封住，以免受到周围的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），内部的每一个存储单元的数据都为1（高电平）。4.系统软件设计4.1时间程序使用中断并定时器T0的方式1，时分秒计数，采用24的时钟表示法，时计满23则回0，分秒计满59则回0，键盘输入可调，为4*4对地独立键盘中的某三个键，其中一个为功能键，用于调整时分秒，另外两个键用于调节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口中的低两位读取5.调试5.1调试步骤调试分为硬件调试和软件调试。硬件调试主要是检查硬件电路是否有短路、断路和虚焊等，首先接上电源，电源的指示灯亮了之后，检测一下单片机的电源脚有没有电源输入，如果有这说明焊接无误，然后能够用万用表检查各个元器件的管脚之间的焊接，检查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的电子万年历，只有部分功能实现，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，注意焊接的方法，避免虚焊和过度焊接。在对芯片的管脚功能和用法有充分的了解后，根据设计要求设计硬件电路，包括单片机控制电路、存储电路、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、星期的自动调整，用按键进行控制，用液晶模块进行显示。用PROTUS仿真实现相关的软件仿真，芯片采用最普遍的89C51，用KEIL软件编写程序，编写程序前，能够先查阅网上的相关资料，比如LCD芯片的原理图，有关能够借鉴的程序等。自己编写，然后生成hex文件，仿真实现。用焊接好的板子，将文件烧录进去，调试，查错。可能会出现LCD屏幕不显示，或者出现一行黑一行白的现象，可能是插反了，或者驱动程序有问题，这时候需要根据实际的板子的需要，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，基本完成了预期要实现的目标。附录1系统电路原理图SCH文件——选择自上而下的文件画法，可能有些器件的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<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#include"24c02.h"/***********LCM1602IO口位定义***********/sbitRS=P2^2;sbitRW=P2^1;sbitEN=P2^0;/*************独立控制按键位定义*****************************************************/sbitkey1=P1^5;//功能sbitkey2=P1^6;//加sbitkey3=P1^7;//减/*************蜂鸣器IO口定义*****************************************************/sbitSpeaker=P2^6;//接蜂鸣器接口sbitRedLed=P2^7;ucharkey1n,count;uinthour,minute,second;ucharcodetab[]="-7-2THU";//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*****************************************************/voiddelay(uintz){ uinti,j; for(i=0;i<z;i++) for(j=0;j<110;j++);}voiddi(){ Speaker=0; delay(400); Speaker=1; }/////////////////////////////////////////////////////////*******************LCD1602有关子函数******************/////////////////////////////////////////////////////////*************函数功能：LCD1602写命令函数入口参数：com出口参数:*****************************************************/voidwrite_com(ucharcom){ RS=0; RW=0; EN=0; P0=com; delay(5); EN=1; delay(5); EN=0;}/*************函数功能：LCD1602写数据函数入口参数：dat出口参数:*****************************************************/voidwrite_data(uchardat){ RS=1; RW=0; EN=0; P0=dat; delay(5); EN=1; delay(5); EN=0;}/*************函数功能：时分秒显示函数入口参数：出口参数:*****************************************************/voidDisplayTime(ucharadd,uchardat){ uinti,j; i=dat/10; j=dat%10; write_com(0x80+0x40+add); write_data(0x30+i); write_data(0x30+j); }/*************函数功能：LCM1602初始化入口参数：出口参数:*****************************************************/voidinit_LCD1602(){ uchari; 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个位置之后开始显示 for(i=0;i<15;i++) { write_data(tab[i]);//向液晶屏写日历显示的固定符号部分 delay(5); } write_com(0x80+0x40+6);//写出时间显示部分的两个冒号 write_data(':'); delay(5); write_com(0x80+0x40+9); write_data(':'); delay(5); second=read_add(1);//首次上电从AT24C02中读取出存储的数据 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1 TH0=(65536-50000)/256;//定时器装初值 TL0=(65536-50000)%256; EA=1; //开总中断 ET0=1; //开定时器0中断 TR0=1; //启动定时器0}//////////////////////////////////////////////////////////////////**************按键扫描4*4独立对地矩阵**************************///////////////////////////////////////////////////////////////////*************函数功能：独立对地键盘扫描入口参数：出口参数:;*****************************************************/voidKeyScan(){ 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;//记录按键数清零 write_com(0x0c);//取消光标闪烁 TR0=1; //启动定时器使时钟开始走 } } } if(key1n!=0)//只有功能键被按下后，增加和减小键才有效 { if(key2==0) { delay(5); if(key2==0)//增加键确认被按下 { 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)//若功能键第一次按下 { second++;//则调整秒加1 if(second==60)//若满60后将清零 second=0; DisplayTime(10,second);//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+0x40+10);//显示位置重新回到调节处 write_add(1,second); //数据改变立即存入24C02 } if(key1n==2)//若功能键第二次按下 { minute++;//则调整分钟加1 if(minute==60)//若满60后将清零 minute=0; DisplayTime(7,minute);//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+0x40+7);//显示位置重新回到调节处 write_add(2,minute);//数据改变立即存入24C02 } if(key1n==3)//若功能键第三次按下 { hour++;//则调整小时加1 if(hour==24)//若满24后将清零 hour=0; DisplayTime(4,hour);;//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+0x40+4);//显示位置重新回到调节处 write_add(3,hour);//数据改变立即存入24C02 } } } if(key3==0) { delay(5); if(key3==0)//确认减小键被按下 { 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)//若功能键第一次按下 { second--;//则调整秒减1 if(second==-1)//若减到负数则将其重新设置为59 second=59; DisplayTime(10,second);//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+0x40+10);//显示位置重新回到调节处 write_add(1,second);//数据改变立即存入24C02 } if(key1n==2)//若功能键第二次按下 { minute--;//则调整分钟减1 if(minute==-1)//若减到负数则将其重新设置为59 minute=59; DisplayTime(7,minute);//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+0x40+7);//显示位置重新回到调节处 write_add(2,minute);//数据改变立即存入24C02 } if(key1n==3)//若功能键第二次按下 { hour--;//则调整小时减1 if(hour==-1)//若减到负数则将其重新设置为23 hour=23;