指針式電子鐘畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　題 目 用PG12864LCD設計 </p><p>　　的指針式電子鐘 </p><p>　　院系名稱：信息工程系 </p>

2、;<p>　　專業(yè)班級：計算機應用技術 </p><p>　　2011年4月12日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　第一章 引言2<

3、;/b></p><p><b>　　1.1設計任務2</b></p><p><b>　　1.2設計要求2</b></p><p>　　第二章 總體方案論證與設計3</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件設置4</p><p>　　3.1 AT89C51單片機簡

4、介4</p><p>　　3.2時鐘模塊設計7</p><p>　　3.2.1 DS1302特性介紹7</p><p>　　3.2.2 DS1302引腳介紹7</p><p>　　3.2.3 DS1302有關日歷，時間的寄存器9</p><p>　　3.2.4 DS1302與單片機接口電路9</p&g

5、t;<p>　　3.3顯示模塊設計10</p><p>　　3.3.1 PG12864LCD的特性介紹11</p><p>　　3.3.2 LCD12864引腳介紹12</p><p>　　3.3.3 LCD12864的原理簡圖13</p><p>　　3.3.4 12864內(nèi)部功能器件及相關功能13</p>

6、;<p>　　3.3.5 12864液晶與單片機接口電路16</p><p>　　3.4 設置模塊18</p><p>　　3.5 振蕩電路19</p><p>　　3.6 復位電路20</p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設計21</p><p>　　4.1 時鐘函數(shù)模塊21</p&g

7、t;<p>　　4.1.1實現(xiàn)功能22</p><p>　　4.1.2 函數(shù)設計22</p><p>　　4.2 指針時鐘設計28</p><p>　　4.2.1 實現(xiàn)功能28</p><p>　　4.2.2 函數(shù)設計28</p><p>　　4.2.3 小結30</p><

8、;p>　　4.3 顯示函數(shù)模塊31</p><p>　　4.3.1實現(xiàn)功能31</p><p>　　4.3.2 函數(shù)設計31</p><p>　　4.3.3 小結33</p><p>　　4.4 按鍵函數(shù)模塊33</p><p>　　4.4.1 實現(xiàn)功能33</p><p>　

9、　4.4.2 函數(shù)設計33</p><p>　　4.4.3 小結33</p><p>　　4.5 主函數(shù)模塊33</p><p>　　附錄1 元器件表52</p><p>　　附錄2 仿真圖53</p><p>　　附錄3 參考文獻54</p><p><b>　　摘 要

10、</b></p><p>　　單片機就是微控制器，是面向應用對象設計、突出控制功能的芯片。單片機接上晶振、復位電路和相應的接口電路，裝載軟件后就可以構成單片機應用系統(tǒng)。本設計就是應用單片機強大的控制功能制作而成的指針式電子鐘，該指針式電子鐘實現(xiàn)如下功能：液晶屏模擬表盤與時分秒指針顯示當前時鐘，K1鍵用于選擇調(diào)節(jié)對象，K2鍵用于調(diào)整時分秒，在按下K4鍵時確定調(diào)節(jié)值，時鐘繼續(xù)運行。</p>

11、<p>　　本設計采用的是AT89C51單片機，AT89C51單片機內(nèi)部帶有定時/計數(shù)功能，此定時功能是通過對外部晶振的脈沖進行計數(shù)，從而達到計時功能，只要使用11.0592的晶振就能實現(xiàn)零誤差的計時，因此可以利用此功能實現(xiàn)計時。芯片采用DALLAS公司的涓細充電時鐘芯片DS1302，該芯片通過簡單的串行通信與單片機進行通信，時鐘/日歷電路能夠?qū)崟r提供年、月、日、時分、秒信息，采用雙電源供電，當外部電源掉電時能夠利用后備電池準

12、確計時。</p><p>　　顯示器件采用LCD12864液晶，12864是一種圖形點陣液晶顯示器,它主要由行驅(qū)動器/列驅(qū)動器及128×64全點陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示，也可以顯示8×4個(16×16點陣)漢字。</p><p>　　通過此次設計能夠更加牢固的掌握單片機的應用技術，增強動手能力、硬件設計能力以及軟件設計能力。</p>&l

13、t;p>　　關鍵詞 單片機 AT89C51單片機</p><p>　　時鐘芯片DS1302 LCD12864液晶</p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　本例采用PG12864LCD液晶作為顯示元件，液晶屏模擬表盤與時分秒指針顯示當前時鐘。該指針式電子鐘實現(xiàn)如下功能：液晶屏模擬表盤與時分秒指針顯示當

14、前時鐘，K1鍵用于選擇調(diào)節(jié)對象，K2鍵用于調(diào)整時分秒，在按下K4鍵時確定調(diào)節(jié)值，時鐘繼續(xù)運行。本例程序包含main.c,lcd_12864.c,lcd_12864.h三個文件。</p><p><b>　　1.1設計任務</b></p><p>　　利用單片機等實現(xiàn)一個簡單的指針式電子鐘。</p><p><b>　　1.2設計要求&

15、lt;/b></p><p>　　a．實現(xiàn)時分秒指針式顯示功能</p><p>　　b．用三個按鍵來實現(xiàn)調(diào)整時分秒的功能</p><p>　　第二章 總體方案論證與設計</p><p>　　組成框圖中包含顯示模塊，控制器，時間模塊，設置模塊。顯示模塊有LCD12864來控制顯示，整個代碼實現(xiàn)主要由控制器來實現(xiàn)，時間模塊有DS1302來實

16、現(xiàn)，可以顯示系統(tǒng)時間，也可自行調(diào)整，設置模塊為按鍵處理。具體模塊分析在相關的軟硬件設計中詳細介紹。</p><p>　　本系統(tǒng)以AT89C51單片機為控制核心，通過與DS1302信獲取實時時間，并將得到的數(shù)據(jù)通過LCD12864液晶顯示出來，同時通過相應的按鍵調(diào)整相應的值。因此本設計可分為一下模塊：顯示模塊、實時時間計算模塊、設置模塊（時間設置模塊）。下面對各個模塊逐一進行論證分析。</p><

17、;p>　　第三章 系統(tǒng)硬件設置</p><p>　　3.1 AT89C51單片機簡介</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標

18、準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89S51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p><p>　　GND：接地。   </p><p>　　P0口

19、：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1

20、后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。</p><p>　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外

21、部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。    </p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”

22、后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口除了作為一般的I/O口外，更重要的用途是他的第二功能，如下所示：</p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口）</p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口）</p><p>　　P3.2

23、 /INT0（外部中斷0）</p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1）</p><p>　　P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)寄存器寫選通）</p><p>　　P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)寄存器讀選通）</p><p>　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗接受一些控制信號。</p><p>　　RST：復位輸入。當振蕩器

24、復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時當8051通電，時鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復位。初始化后，程序計數(shù)器PC指向0000H，P0-P3輸出口全部為高電平，堆棧指鐘寫入07H，其它專用寄存器被清“0”。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開始執(zhí)行程序。然而，初始復位不改變RAM（包括工作寄存器R0-R7）的狀態(tài)， </p><p>

25、　　8051的初始態(tài)（表2.1）</p><p>　　ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。

26、此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　　PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。    EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部

27、程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。    </p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。    </p>

28、<p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　振蕩器特性：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p>&l

29、t;b>　　3.2時鐘模塊設計</b></p><p><b>　　實時時間計算模塊</b></p><p>　　方案（1）：AT89C51單片機內(nèi)部帶有定時/計數(shù)功能，此定時功能是通過對外部晶振的脈沖進行計數(shù)，從而達到計時功能，只要使用11.0592的晶振就能實現(xiàn)零誤差的計時，因此可以利用此功能實現(xiàn)計時，但因為只有單一的計時功能要實現(xiàn)“萬年歷”的功

30、能需要較復雜的程序，而且如果單片機掉電無法繼續(xù)進行計時，所以使用不便。</p><p>　　方案（2）：DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進行通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。實時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小與31天時可以自動調(diào)整，且具有閏年補償功能。工作電壓寬達2.5～5.5

31、V。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設置備用電源充電方式，提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。利用單片機強大的控制功能就可實現(xiàn)實時計時的功能，而且消耗的系統(tǒng)資源少，程序簡單。</p><p>　　綜合上述兩種方案，宜采用方案(2)實現(xiàn)實時計時功能。</p><p>　　3.2.1 DS1302特性介紹</p><p>　　DS1302是美國DALLAS公司

32、推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進行通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。實時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小與31天時可以自動調(diào)整，且具有閏年補償功能。工作電壓寬達2.5～5.5V。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設置備用電源充電方式，提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。利用單片機強大的控制功能就可實現(xiàn)實時計時的功能，而且消耗的

33、系統(tǒng)資源少，程序簡單。</p><p>　　DS1302可以對年、月、日、星期、時、分、秒進行計時，且具有閏年補償?shù)榷喾N功能DS1302有12個寄存器，其中有7個寄存器與日歷、時鐘相關，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式；采用單片機計時，一方面需要采用計數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設置中斷、查詢等，同樣耗費單片機的資源，而采用時鐘芯片DS1302。</p><p>　　3.2.2 DS1302

34、引腳介紹</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　8 、Vcc1：備用電池端；</p><p>　　1、Vcc2：5V電源。當Vcc2>Vcc1+0.2V時，由Vcc2向DS1302供電，當Vcc2< Vcc1時，由Vcc1向DS1302供電。</p><p>　　7、 SCLK：

35、串行時鐘，輸入；  </p><p>　　6、I/O：數(shù)據(jù)輸入輸出口；</p><p>　　5、CE/RST：復位腳</p><p>　　2 3、X1、X2 是外接晶振腳 （32.768KHZ的晶振）</p><p><b>　　4、地（GND）</b></p><p>　　3.2.

36、3 DS1302有關日歷，時間的寄存器</p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　3.2.4 DS1302與單片機接口電路</p><p><b>　　圖3-2</b></p><p>　　由于DS1302是依靠外部晶振與其內(nèi)部的電容配合來產(chǎn)生時鐘脈沖，因為DS1302在芯片

37、本身已經(jīng)集成了6pF電容。所以，為了獲得穩(wěn)定的可靠的時鐘，必須選用具有6pF負載電容的晶振。當它工作于所要求的負載電容時，所以要選用32768HZ的晶振。</p><p>　　石英晶振用12M，因為一個機器周期為1/12時鐘周期，所以這樣用12M的話，一個時鐘周期為12us那么定時器計一次數(shù)就是1us了，電容范圍是在20-40pf之間的都行。表3-2</p><p><b>　　

38、3.3顯示模塊設計</b></p><p><b>　　液晶顯示模塊</b></p><p>　　方案（1）：數(shù)碼管是利用發(fā)光二極管的特性組合而成數(shù)字顯示器件，通過控制相應的二極管的狀態(tài)顯示相應的數(shù)字。要使數(shù)碼管正常顯示就得有驅(qū)動電路驅(qū)動相應的段碼，數(shù)碼管的現(xiàn)實方式可分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示，靜態(tài)顯示方式只適合顯示單個的數(shù)字，因此本設計應采用動態(tài)顯示方式。由

39、于動態(tài)顯示方式利用的是人眼視覺暫留的特性，掃描的時間應不大于20毫秒，占用系統(tǒng)資源大，而且顯示的個數(shù)和字型有限，在本設計中不易采用。</p><p>　　方案（2）：12864是一種圖形點陣液晶顯示器,它主要由行驅(qū)動器/列驅(qū)動器及128×64全點陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示，也可以顯示8×4個(16×16點陣)漢字。該類液晶顯示模塊（即KS0108B及其兼容控制驅(qū)動器）的指令系統(tǒng)

40、比較簡單，總共只有七種。關于行列和頁的解釋：從上向下共64行，每8行為一頁，共八頁，從左到右共128列，左半屏0到63列，右半屏0到63列。顯示時，每頁以列為單位顯示。</p><p>　　綜合比較上述兩種方案，應采用12864液晶組成本設計的顯示模塊。</p><p>　　3.3.1 PG12864LCD的特性介紹</p><p>　　PG12864LCD是像素可

41、尋址的圖形液晶顯示屏模塊</p><p><b>　　芯片特性：</b></p><p>　　1.工作電壓為+5V，可自帶驅(qū)動LCD所需的負電壓。</p><p>　　2.全屏幕點陣，點陣數(shù)為128列*64行，可顯示8行*4行個（16*16點陣）漢字，也可完成圖像，字符的顯示。</p><p>　　3．與CPU接口采用5

42、條位控制總線和8位并行數(shù)據(jù)總線輸入輸出。</p><p>　　4.內(nèi)部有顯示數(shù)據(jù)鎖存器，自帶EL驅(qū)動。</p><p>　　5.簡單的操作指令，顯示開關設置，顯示起始行設置，地址指針設置和數(shù)據(jù)讀/寫等指令。</p><p>　　3.3.2 LCD12864引腳介紹</p><p><b>　　表3-3</b></p

43、><p>　　3.3.3 LCD12864的原理簡圖</p><p><b>　　圖3-3</b></p><p>　　通過DB0- DB7數(shù)據(jù)線和AT89C51連接，對應的管腳必須有效。在顯示的時候，要通過列驅(qū)動和行驅(qū)動來控制液晶屏顯示。在各個驅(qū)動時，對應的都有相應的控制器來控制。</p><p>　　顯示部分分為左右半屏

44、，當CS0為有效電平時，左半屏顯示，CS1為有效電平時，右半屏顯示。</p><p>　　3.3.4 12864內(nèi)部功能器件及相關功能</p><p>　　1. 指令寄存器(IR)</p><p>　　IR是用于寄存指令碼，與數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)相對應。當D/I=0時，在E信號下降沿的作用下，指令碼寫入IR。</p><p>　　2．數(shù)據(jù)寄存器(D

45、R)</p><p>　　DR是用于寄存數(shù)據(jù)的，與指令寄存器寄存指令相對應。當D/I=1時，在下降沿作用下，圖形顯示數(shù)據(jù)寫入DR，或在E信號高電平作用下由DR讀到DB7∽DB0數(shù)據(jù)總線。DR和DDRAM之間的數(shù)據(jù)傳輸是模塊內(nèi)部自動執(zhí)行的。</p><p><b>　　3．忙標志：BF</b></p><p>　　BF標志提供內(nèi)部工作情況。BF=

46、1表示模塊在內(nèi)部操作，此時模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)。BF=0時，模塊為準備狀態(tài)，隨時可接受外部指令和數(shù)據(jù)。</p><p>　　利用STATUS READ指令，可以將BF讀到DB7總線，從檢驗模塊之工作狀態(tài)。</p><p>　　4．顯示控制觸發(fā)器DFF</p><p>　　此觸發(fā)器是用于模塊屏幕顯示開和關的控制。DFF=1為開顯示（DISPLAY OFF），DDR

47、AM的內(nèi)容就顯示在屏幕上，DFF=0為關顯示（DISPLAY OFF）。</p><p>　　DDF的狀態(tài)是指令DISPLAY ON/OFF和RST信號控制的。</p><p><b>　　5．XY地址計數(shù)器</b></p><p>　　XY地址計數(shù)器是一個9位計數(shù)器。高3位是X地址計數(shù)器，低6位為Y地址計數(shù)器，XY地址計數(shù)器實際上是作為DDR

48、AM的地址指針，X地址計數(shù)器為DDRAM的頁指針，Y地址計數(shù)器為DDRAM的Y地址指針。</p><p>　　X地址計數(shù)器是沒有記數(shù)功能的，只能用指令設置。</p><p>　　Y地址計數(shù)器具有循環(huán)記數(shù)功能，各顯示數(shù)據(jù)寫入后，Y地址自動加1，Y地址指針從0到63。</p><p>　　6．顯示數(shù)據(jù)RAM（DDRAM）</p><p>　　DD

49、RAM是存儲圖形顯示數(shù)據(jù)的。數(shù)據(jù)為1表示顯示選擇，數(shù)據(jù)為0表示顯示非選擇。DDRAM與地址和顯示位置的關系見DDRAM地址表。</p><p><b>　　7．Z地址計數(shù)器</b></p><p>　　Z地址計數(shù)器是一個6位計數(shù)器，此計數(shù)器具備循環(huán)記數(shù)功能，它是用于顯示行掃描同步。當一行掃描完成，此地址計數(shù)器自動加1，指向下一行掃描數(shù)據(jù)，RST復位后Z地址計數(shù)器為0。

50、</p><p>　　Z地址計數(shù)器可以用指令DISPLAY START LINE預置。因此，顯示屏幕的起始行就由此指令控制，即DDRAM的數(shù)據(jù)從哪一行開始顯示在屏幕的第一行。此模塊的DDRAM共64行，屏幕可以循環(huán)滾動顯示64行。</p><p>　　各功能指令分別介紹如下</p><p><b>　　顯示開/關指令 </b></p>

51、;<p>　　當DB0＝1時，LCD顯示RAM中的內(nèi)容；DB0＝0時，關閉顯示。</p><p>　　2、顯示起始行（ROW）設置指令</p><p>　　該指令設置了對應液晶屏最上一行的顯示RAM的行號，有規(guī)律地改變顯示起始行，可以使LCD實現(xiàn)顯示滾屏的效果。</p><p>　　3、頁（PAGE）設置指令</p><p>　

52、　顯示RAM共64行，分8頁，每頁8行。</p><p>　　4、列地址（Y Address）設置指令</p><p>　　設置了頁地址和列地址，就唯一確定了顯示RAM中的一個單元，這樣MPU就可以</p><p>　　用讀、寫指令讀出該單元中的內(nèi)容或向該單元寫進一個字節(jié)數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　5、讀狀態(tài)指令</b

53、></p><p>　　該指令用來查詢液晶顯示模塊內(nèi)部控制器的狀態(tài)，各參量含義如下：</p><p>　　BUSY：1-內(nèi)部在工作0-正常狀態(tài)</p><p>　　ON/OFF：1-顯示關閉0-顯示打開</p><p>　　RESET：1-復位狀態(tài)0-正常狀態(tài)</p><p>　　在BUSY和RESET狀態(tài)時，除

54、讀狀態(tài)指令外，其它指令均不對液晶顯示模塊產(chǎn)生作用。</p><p>　　在對液晶顯示模塊操作之前要查詢BUSY狀態(tài)，以確定是否可以對液晶顯示模塊進行操作。</p><p><b>　　6、寫數(shù)據(jù)指令</b></p><p><b>　　讀數(shù)據(jù)指令 </b></p><p>　　讀、寫數(shù)據(jù)指令每執(zhí)行完

55、一次讀、寫操作，列地址就自動增一。必須注意的是，進行讀操作之前，必須有一次空讀操作，緊接著再讀才會讀出所要讀的單元中的數(shù)據(jù)</p><p>　　3.3.5 12864液晶與單片機接口電路</p><p><b>　　圖3-4</b></p><p><b>　　表3-4</b></p><p>　　

56、排阻的計算公式：上拉電源 /（硬件額定電流—單片機輸出電流）</p><p>　　一、最大值的計算原則：要保證上拉電阻明顯小于負載的阻抗，以使高電平時輸出有效。 </p><p>　　例如：負載阻抗是10K，供電電壓是5V，如果要求高電平不小于4.5V，那么，上拉電阻最大值 R大5-4.5)=10:5 </p><p><b>　　R大=1K </b

57、></p><p>　　也就是最大值1k，（如果超過了1k，輸出的高電平就小于4.5V了） </p><p>　　二、最小值的計算原則：保證不超過管子的額定電流（如果不是場效應管而是三極管也可依照飽和電流來計算） </p><p>　　例：管子的額定電流150mA，放大倍數(shù)100，基極限流電阻10k，工作在5v的系統(tǒng)中。那么，算法如下： </p>

58、<p>　　Ib＝U/R=(5-0.7)/10=0.47(mA) </p><p>　　Ic＝100*0.47＝47mA 小于額定的150，所以可以按飽和法來算最小值。 </p><p><b>　　上拉電阻最小值 </b></p><p>　　R?。?v/47mA=106歐姆 （如果小于這個電阻，管子就會過飽和而沒有意義了。如果大

59、于這個值，管子的導體電阻就會變大一些，所以太高也不利于低電平的輸出）</p><p><b>　　3.4 設置模塊</b></p><p>　　設置模塊采用三個按鍵與P3.2經(jīng)過與門連接</p><p>　　按鍵與單片機的接口電路</p><p><b>　　圖3-5</b></p>

60、<p>　　按鍵問題：通過與門來控制，程序是中斷驅(qū)動的，其中K1為選擇按鍵，K2為調(diào)整按鍵，K3是確定按鈕，實現(xiàn)時分秒的調(diào)整。相應的引腳接到P3.0, P3.1. P3.3上，共同控制電子時鐘的調(diào)整。</p><p>　　選用輕觸按鈕型號為XDJT1102S(輕觸開關貼系列)。</p><p><b>　　3.5 振蕩電路</b></p>&l

61、t;p>　　本設計51芯片選用內(nèi)部振蕩器方式。由于本設計的時間由內(nèi)部定時器中斷與軟件計數(shù)相結合產(chǎn)生的，所以從計算方便以及系統(tǒng)的效率上考慮，本設計選用12MHz頻率的晶振，電路原理圖如下：</p><p>　　圖3-6 AT89C51的振蕩電路</p><p>　　經(jīng)廠家推薦穩(wěn)定電路的電容C1，C2=30pF+-10p（附錄資料AT89C51.PDF 第4-32頁）。</p>

62、;<p><b>　　3.6 復位電路</b></p><p>　　本設計使用上電復位電路。單片機晶振為12MHz，起振時間將近1ms，單片機2個機器周期的時間為2us。</p><p>　　單片機每次上電復位所需的最短延時應該不小于treset。這里，treset等于上電延時與起振延時之和。從實際上講，延遲一個treset往往還不夠，不能夠保障單片機有

63、一個良好的工作開端。</p><p>　　復位電路把單片機鎖定在復位狀態(tài)上并且維持一個延時（記作TRST），以便給予電源電壓從上升到穩(wěn)定的一個等待時間；在電源電壓穩(wěn)定之后，再插入一個延時，給予時鐘振蕩器從起振到穩(wěn)定的一個等待時間；在單片機開始進入運行狀態(tài)之前，還要至少推遲2個機器周期的延時間。單片機是高電平的時候復位,一般是用電阻和電容組成的，電容充電的時RST復位端為高電平,此時單片機開始復位..電容充電完成,

64、此時單片機復位完成。</p><p>　　由此電容值可取22uf，電阻值取10KΩ。詳細見附錄文件（電容充電時間的計算方法.pdf）</p><p>　　圖3-7 AT89C51上電復位電路</p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設計</p><p>　　軟件設計是本設計的關鍵，軟件程序編寫的好壞直接影響著系統(tǒng)運行情況的良好。因本程序涉及的模塊

65、較多，所以程序編寫也采用模塊化設計，C語言具有編寫靈活、移植方便、便于模塊化設計的特點，所以本系統(tǒng)的軟件采用C51編寫。</p><p><b>　　程序框圖如下：</b></p><p><b>　　4-1</b></p><p>　　4.1 時鐘函數(shù)模塊</p><p>　　具體實現(xiàn)含有向DS1

66、302串行寫入一字節(jié)即Write_A_Byte_T0_DS1302，從DS1302讀取一字節(jié)即Get_A_Byte_FROM_DS1302，從DS1302指定位置讀數(shù)據(jù)Read_Data，向DS1302某地址寫入數(shù)據(jù)Write_DS1302，設置時間SET_DS1302，從DS1302獲取時間（讀取當前時間）GetTime，利用這些函數(shù)來實現(xiàn)時間，最終顯示在液晶屏上，可以自行調(diào)整。</p><p>　　你可以顯示

67、系統(tǒng)時間，也可以顯示調(diào)整時間，具體實現(xiàn)是設置時間函數(shù)。</p><p><b>　　4.1.1實現(xiàn)功能</b></p><p>　　能夠顯示年月日時分秒和星期，完成了24小時和12小時之間的切換，并設有鬧鐘，鬧鐘存放于EEPROM中，時間和星期以及鬧鐘均可調(diào)。其中鬧鐘掉電數(shù)據(jù)不會丟失。</p><p>　　4.1.2 函數(shù)設計</p>

68、;<p>　　1：void write_a_byte_to_ds1302(uchar x)</p><p><b>　?。?）功能</b></p><p>　　向DS1302中寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　（2）依據(jù)</b></p><p>　　DS1302時序圖（詳見

69、SD1302技術資料）可知，在啟動DS1302時每產(chǎn)生一個下降沿可向DS1302中</p><p><b>　　寫入一位數(shù)據(jù)。</b></p><p>　?。?）右圖為流程圖：</p><p>　　2：uchar get_a_byte_from_ds1302()</p><p><b>　　（1）功能</

70、b></p><p>　　從DS1302中讀取一字節(jié)數(shù)據(jù)。</p><p><b>　?。?）依據(jù)</b></p><p>　　DS1302時序圖（詳見SD1302技術資料）可知，在啟動DS1302時每產(chǎn)生一個上升沿可向DS1302中</p><p><b>　　讀取一位數(shù)據(jù)。</b><

71、/p><p>　　（3）右圖為流程圖：</p><p>　　3：uchar read_ds1302(uchar addr)</p><p><b>　　功能</b></p><p>　　從指定的地址中讀取一字節(jié)數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　依據(jù)</b></p>

72、<p>　　DS1302時序圖（詳見SD1302技術資料）可知，在啟動DS1302時每產(chǎn)生一個下降沿可向DS1302中寫入一位數(shù)據(jù)。在啟動DS1302時每產(chǎn)生一個上升沿可向DS1302中讀取一位數(shù)據(jù)。</p><p>　?。?）下圖為流程圖：</p><p>　　4：void write_ds1302(uchar addr,uchar dat)</p><p

73、><b>　?。?）功能</b></p><p>　　向DS1302指定地址中寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)。</p><p><b>　?。?）依據(jù)</b></p><p>　　DS1302時序圖（詳見SD1302技術資料）可知，在啟動DS1302時每產(chǎn)生一個下降沿可向DS1302中寫入一位數(shù)據(jù)。在啟動DS1302時每產(chǎn)生一個上升

74、</p><p>　　沿可向DS1302中讀取一位數(shù)據(jù)。</p><p>　?。?）右圖為流程圖：</p><p>　　5：uchar Tran_Input(uchar value)</p><p><b>　　功能</b></p><p>　　輸入數(shù)據(jù)入轉換函數(shù)、將十進制轉換成BCD碼</

75、p><p><b>　　依據(jù)</b></p><p><b>　　轉換公式。</b></p><p>　　（3）下圖為流程圖：</p><p>　　6：void Gettime()</p><p><b>　?。?）功能</b></p><

76、;p>　　讀取當前時間，并判斷當前是12小時顯示還是24小時顯示。</p><p><b>　　（2）依據(jù)</b></p><p>　　通過對標志位的判斷來確定當前為12小時制還是24小時制，如果為12小時時要將DS1302寄存器內(nèi)相應位置1。</p><p>　　（3）右圖為流程圖：</p><p>　　7：vo

77、id set_ds1302()</p><p><b>　　功能</b></p><p>　　向DS1302中寫入初始時間，啟動DS1302振蕩器，判斷上下午。</p><p><b>　　依據(jù)</b></p><p>　　DS1302時序圖（詳見SD1302技術資料）。</p>&l

78、t;p><b>　　下圖為流程圖：</b></p><p>　　8：void format_datetime(uchar d,uchar *a)</p><p><b>　　功能</b></p><p><b>　　將數(shù)字轉換成字符。</b></p><p><b&

79、gt;　　依據(jù)</b></p><p><b>　　ASII碼表。</b></p><p>　　9：uchar isleepyear(uint y)</p><p><b>　　功能</b></p><p><b>　　判斷是否為閏年。</b></p>

80、<p><b>　　依據(jù)</b></p><p><b>　　閏年的判斷方法。</b></p><p>　　10：void Init_DS1302()</p><p><b>　　功能</b></p><p>　　啟動DS1302振蕩器。</p>&l

81、t;p><b>　　依據(jù)</b></p><p>　　由DS1302的技術資料知，DS1302的秒寄存器的最高位為振蕩器控制位，向該位置一即可啟動振蕩器。</p><p>　　11：void DS1302_setProtect(bit flag)</p><p><b>　　功能</b></p><

82、;p>　　DS1302寄存器寫保護函數(shù)。</p><p><b>　　依據(jù)</b></p><p>　　由DS1302的技術資料知，DS1302的0x80地址處寫一則啟動寄存器保護，寫零則去除寄存器保護功能。</p><p>　　4.2 指針時鐘設計</p><p>　　4.2.1 實現(xiàn)功能</p>

83、<p>　　本文件實現(xiàn)了指針時鐘的顯示，同時也實現(xiàn)了在12864顯示器上花點以、畫線以及花圓的功能。</p><p>　　4.2.2 函數(shù)設計</p><p>　　1：void Pixel(uchar x,uchar y,uchar Mode)</p><p><b>　?。?）功能</b></p><p>　

84、　從指定坐標處繪制一個點或擦除一個點</p><p><b>　　依據(jù)</b></p><p>　　利用LCD_set_XY確定坐標，然后（2）根據(jù)</p><p>　　點在坐標的位置，判斷是擦除還是繪制再使</p><p>　　用LCD_write_byte函數(shù)寫入數(shù)據(jù)。</p><p>　?。?/p>

85、3）右圖為流程圖：</p><p>　　2： void Line(uchar x1,uchar y1,uchar x2,uchar y2,bit Mode)</p><p><b>　?。?）功能</b></p><p>　　在lcd上繪制一條線段</p><p><b>　?。?）依據(jù)</b>&l

86、t;/p><p>　　利用直線兩點式公式在直線點的軌跡上繪制/擦除點以達到繪線的目的。</p><p>　?。?）右圖為流程圖：</p><p>　　3：void Clock_Plate()</p><p><b>　　（1）功能</b></p><p>　　繪制一個指針時鐘的圓盤</p>

87、<p><b>　?。?）依據(jù)</b></p><p>　　利用圓的公式找到點的軌跡，在軌跡上繪制點即可實現(xiàn)。</p><p>　?。?）右圖為流程圖：</p><p>　　4：void Repaint_A_Hand(uchar i)</p><p><b>　　功能</b></

88、p><p>　　根據(jù)當前的時間繪制相對應的指針，并擦除原狀態(tài)的指針</p><p><b>　　依據(jù)</b></p><p>　　利用圓的弧度制與時間的相映射，時間變化弧度也隨之變化，從圓心到圓弧對應時間的位置畫出直線就是指針。</p><p>　?。?）下圖為流程圖：</p><p>　　5：voi

89、d Display_HMS_Hand()</p><p><b>　?。?）功能</b></p><p>　　重新繪制秒、分、時針。</p><p><b>　?。?）依據(jù)</b></p><p>　　調(diào)用Repaint_A_Hand函數(shù)設置不同的參數(shù)即可實現(xiàn)。</p><p&g

90、t;　　6：void Display_ClockZhizhen()</p><p><b>　　（1）功能</b></p><p>　　讀取時間繪制指針時鐘到lcd上</p><p><b>　?。?）依據(jù)</b></p><p>　　讀取從ds1302得到的時間，隨時間的變化，指針也隨之變化，形成

91、一個完整的模擬指針時鐘，另外還要判斷按鍵掃描的鍵值是否為退出鍵的鍵值，若是則返回菜單界面。</p><p>　?。?）右圖為流程圖：</p><p><b>　　4.2.3 小結</b></p><p>　　用圓的弧度制與時間值相映射，使得圓上點的軌跡隨著時間而跳動，實現(xiàn)了指針的走動。另外讀取的時間與鬧鐘時間相比較達到實時鬧鐘報警的功能。<

92、;/p><p>　　4.3 顯示函數(shù)模塊</p><p>　　檢測LCD是否忙LCD_Check_Busy()，向LCD發(fā)送命令LCD_Write_Command，向lcd發(fā)送數(shù)據(jù)void LCD_Write_Data，初始化12864顯示屏LCD_Initialize，初始化12864顯示屏Common_Show （通用顯示函數(shù)）。</p><p>　　顯示字符和漢字

93、的字模是用相應的軟件導出的，根據(jù)液晶顯示屏的要求對應圓盤的大小都是可以規(guī)定的。</p><p><b>　　4.3.1實現(xiàn)功能</b></p><p>　　通過12864顯示指針式電子時鐘</p><p>　　4.3.2 函數(shù)設計</p><p>　　1：uchar LCD_Write_Command_P2(uchar

94、cmd,uchar para1,uchar para2)</p><p><b>　?。?）功能</b></p><p><b>　　寫雙參的命令</b></p><p><b>　?。?）依據(jù)</b></p><p>　　通過判斷狀態(tài)位char Status_BIT_01()

95、，是讀/寫指令還是讀/寫數(shù)據(jù)</p><p>　　2：uchar LCD_Write_Command_P1(uchar cmd,uchar para1)</p><p><b>　　功能</b></p><p><b>　　//寫單參數(shù)的指令</b></p><p><b>　　依據(jù)<

96、;/b></p><p>　　通過判斷狀態(tài)位char Status_BIT_01()，是讀/寫指令還是讀/寫數(shù)據(jù)</p><p>　　3：uchar LCD_Write_Command(uchar cmd)</p><p><b>　?。?）功能</b></p><p><b>　　寫無參數(shù)指令</

97、b></p><p><b>　?。?）依據(jù)</b></p><p>　　通過判斷狀態(tài)位char Status_BIT_01()，是讀/寫指令還是讀/寫數(shù)據(jù)</p><p>　　4：uchar LCD_Write_Data(uchar dat)</p><p><b>　?。?）功能</b>&

98、lt;/p><p><b>　　寫數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　?。?）依據(jù)</b></p><p>　　通過判斷狀態(tài)位char Status_BIT_03()，數(shù)據(jù)是否為自動寫狀態(tài)</p><p><b>　?。?）流程圖</b></p><p>

99、;　　5：void Set_LCD_POS(uchar row,uchar col)reentrant</p><p><b>　?。?）功能</b></p><p><b>　　設置當前地址</b></p><p><b>　　（2）依據(jù)</b></p><p>　　先通過調(diào)

100、用寫雙參數(shù)命令，使LCD準備工作，來達成我們的需要。</p><p>　　6：void cls()</p><p><b>　?。?）功能</b></p><p><b>　　清屏</b></p><p><b>　　（2）依據(jù)</b></p><p>

101、　　通過調(diào)用雙參數(shù)和無參數(shù)函數(shù)來設置地址指針和是否自動寫，再通過判斷狀態(tài)位Status_BIT_3()，是否要寫數(shù)據(jù)，然后調(diào)用LCD_Write_Data()，當向LCD寫好后，在調(diào)用無參函數(shù)來完成自動寫結束，最后在重置地址指針。</p><p><b>　?。?）流程圖</b></p><p>　　7：char LCD_Initialise()</p>

102、<p><b>　　（1）功能</b></p><p><b>　　LCD的初始化</b></p><p><b>　?。?）依據(jù)</b></p><p>　　通過寫雙參數(shù)LCD_Write_Command_P2來完成文本顯示區(qū)首地址，文本區(qū)顯示區(qū)寬度，圖形顯示區(qū)首地址，圖形顯示區(qū)寬度，寫

103、單參數(shù)函數(shù)LCD_Write_Command_P1（），無參函數(shù)實現(xiàn)光標形狀，和顯示方式設置。</p><p><b>　　4.3.3 小結</b></p><p>　　通過LCD想顯示，LCD是很有用的，要牢牢掌握才行。</p><p>　　4.4 按鍵函數(shù)模塊</p><p>　　按鍵實現(xiàn)通過中斷來進行調(diào)整，鍵盤中斷

104、（INT0）T0_INT，定時器0每秒刷新LCD顯示T0_INT。中斷時，系統(tǒng)會調(diào)用一段特定的函數(shù)，即我們設置的中斷函數(shù)，一般稱為中斷服務函數(shù)，一般的函數(shù)的調(diào)用在程序中是固定的，二中斷服務函數(shù)的執(zhí)行完全是隨機的。</p><p>　　4.4.1 實現(xiàn)功能</p><p><b>　　通過按鍵調(diào)整</b></p><p>　　4.4.2 函數(shù)設計

105、</p><p>　　//鍵盤中斷（INT0）</p><p>　　void EX_INT0()interrupt 0</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(K1==0) //選擇調(diào)整對象</p><p><b>　　{</b></p>

106、;<p>　　if(Adjust_Index==-1||Adjust_Index==1) Adjust_Index=3;</p><p>　　Adjust_Index--;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　if

107、(K2==0) //調(diào)整</p><p>　　Current_Time_Adjust();</p><p><b>　　else</b></p><p>　　if(K3==0) //確定</p><p><b>　　{</b></p><p>　　SET_DS1302

108、(); //將調(diào)整后的時間寫入DS1302</p><p>　　Adjust_Index=-1;//操作索引重設為-1，時間繼續(xù)正常顯示</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　4.4.3 小結</b><

109、;/p><p>　　通過對電子時鐘調(diào)整函數(shù)的編寫，是我認識到，不管做什么，都要有明確的思路，對于本函數(shù)來說，大部分的內(nèi)容都是相同的不同的只是標志位的賦值不同唯一，此時變成人員就要有高度清晰的思路，只要有一個賦值不對，整個函數(shù)都會受到影響，而且這種錯誤是非常不易檢查的，同樣在作別的編程的時候也是一樣，只有有了高度清晰的思路，我們在變成過程中才不會被絆倒。</p><p><b>　　4

110、.5 主函數(shù)模塊</b></p><p>　　主函數(shù)中具體含有顯示函數(shù)和時鐘模塊的相關部分。</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　LCD_Initialise();//液晶初始化</p><p>　　Set_LCD_P

111、OS(0,0); //從LCD左上角開始清屏</p><p><b>　　cls();</b></p><p>　　IE=0x83; //允許INT0，T0中斷</p><p><b>　　IP=0x01;</b></p><p><b>　　IT0=0x01;</b>

112、;</p><p>　　TMOD=0x01;</p><p>　　TH0=-50000/256;</p><p>　　TL0=-50000%256;</p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p>

113、<p><b>　　{</b></p><p>　　//如果未執(zhí)行調(diào)整操作則正常讀取當前時間</p><p>　　if(Adjust_Index==-1)</p><p>　　GetTime();</p><p><b>　　}</b></p><p><b&

114、gt;　　}</b></p><p><b>　　附錄 1元器件表</b></p><p><b>　　附錄2 仿真圖</b></p><p><b>　　附錄3 參考文獻</b></p><p>　　閆玉德 俞虹 《MCS-51單片機原理與應用》 機械工業(yè)出版社&

115、lt;/p><p>　　周鳴爭 錢峰，微機原理與接口技術，電子科技大學出版社，2006年</p><p>　　張靖武.周靈彬.單片機原理、應用與PROTEUS仿真</p><p>　　周潤景.基于PROTEUS的51單片機設計與仿真</p><p>　　江志紅.51單片機技術與應用系統(tǒng)開發(fā)案例精選</p><p>　　周潤

116、景.基于PROTEUS的51單片機設計與仿真</p><p>　　王守中.51單片機開發(fā)入門與典型實例</p><p>　　張齊.朱寧西.單片機系統(tǒng)設計與開發(fā)</p><p><b>　　周立功單片機開發(fā)網(wǎng)</b></p><p>　　天津銳志單片機開發(fā)網(wǎng)</p><p>　　LCD12864液晶