數(shù)字鐘單片機課程設(shè)計-- lcd顯示的定時鬧鐘制作

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文檔簡介

1、　　信息工程學(xué)院　　課程設(shè)計報告書　　題目: LCD顯示的定時鬧鐘制作 　　專業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù) 　　班級： xxxxxxxxxx

2、 　　學(xué) 號： xxxxxxxxxxxxx 　　學(xué)生姓名： XXX 　　指導(dǎo)教師： XX 　　2013 年 5月 4日

3、　　信息工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書　　年月日 　　信息工程學(xué)院課程設(shè)計成績評定表　　摘要　　數(shù)字電子鐘是一種用數(shù)字顯示秒、分、時的記時裝置，與傳統(tǒng)的機械時鐘相比，它一般具有走時準(zhǔn)確、顯示直

4、觀、無機械傳動裝置等優(yōu)點、因而得到了廣泛的應(yīng)用。小到人們的日常生活中的電子手表、電子鬧鐘、大到車站、碼頭、機場等公共場所的大型數(shù)字顯電子鐘。　　本系統(tǒng)由單片機系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)等組成，通過按鍵來控制單片機實現(xiàn)數(shù)字時鐘的實時顯示、鬧鐘等不同功能，并通過P口的輸出在LCD上顯示不同的信息。該設(shè)計具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、功能較強大、使用方便等特點。　　關(guān)

5、鍵詞：定時、鬧鐘、顯示、模式、單片機　　目錄　　1 任務(wù)提出與方案論證1　　1.1 設(shè)計目的1　　1.2 設(shè)計要求1　　1.3 設(shè)計方案1

6、;　　2 總體設(shè)計2　　2.1 電路原理框圖2　　2.2 工作原理2　　2.3 元器件名稱1　　3 詳細設(shè)計3　　3.1主電路

7、3　　3.2顯示電路3　　3.3內(nèi)部時鐘電路1　　3.4按鍵及蜂鳴器1　　4 總結(jié)4　　4.1設(shè)計過程中遇到的問題及解決方法

8、1　　4.2設(shè)計體會1　　4.3對設(shè)計的建議1　　5 附錄5　　5.1電路總圖1　　5.

9、2主程序1　　5.3參考文獻1　　1 任務(wù)提出與方案論證　　1.1 設(shè)計目的　　此次設(shè)計的目的是培養(yǎng)同學(xué)們系統(tǒng)地運用已學(xué)的理論知識解決實際問題的能力和查閱資料的能力，以及一

10、定的自學(xué)能力和獨立分析問題、解決問題的能力，能通過獨立思考、查閱工具書、參考文獻，尋找解決方案；通過完成所選題目的分析與設(shè)計，達到技術(shù)性能要求。　　1.2 設(shè)計要求　　能顯示: 時時:分分。2、能夠設(shè)定定時時間、修改定時時間。3、定時時間到能發(fā)出報警聲或者啟動繼電器，從而控制電器的啟停。&

11、lt;p>　　1.3 設(shè)計方案　　本方案完全用軟件實現(xiàn)數(shù)字時鐘。原理為：在單片機內(nèi)部存儲器設(shè)三個字節(jié)分別存放時鐘的時、分、秒信息。利用定時器與軟件結(jié)合實現(xiàn)1秒定時中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲器內(nèi)相應(yīng)的秒值加1；若秒值達到60，則將其清零，并將相應(yīng)的分字節(jié)值加1；若分值達到60，則清零分字節(jié)，并將時字節(jié)值加1；若時值達到24，則將十字節(jié)清零。該方案具有硬件

12、電路簡單的特點。但由于每次執(zhí)行程序時，定時器都要重新賦初值，所以該時鐘精度不高。而且，由于是軟件實現(xiàn)，當(dāng)單片機不上電，程序不執(zhí)行時，時鐘將不工作。　　2 設(shè)計的總體結(jié)構(gòu)　　2.1 電路的總體原理框圖　　圖2.1 電路原理框圖<b

13、>　　2.2 工作原理　　定時鬧鐘的基本功能如下。　　(1)顯示時鐘時間，格式為“時時：分分”，并可重新設(shè)置。　　(2)顯示鬧鈴時間，格式為“時時：分分”，且顯示閃爍以便與時鐘時間相區(qū)分。鬧鈴時間可重新設(shè)置。　　(3)程序執(zhí)行后工作指示燈LED閃

14、爍，表示時鐘工作為時鐘顯示模式．LCD顯示的初始時間為“23:58”。按下K2，閃爍顯示的“00:00”為鬧鈴的時間，單擊K3又返回時鐘顯示模式。時鐘從“23:58”開始計時，定時時間“00:00”到時，繼電器開關(guān)接通，控制電器的開啟，且可發(fā)出聲響（可控）。　　時鐘與鬧鈴時問的設(shè)置可通過4個功能按鍵Kl～K4實現(xiàn)，具體說明如下。　　(1)時鐘時間的設(shè)置：

15、首先單擊Kl進入時鐘設(shè)置模式。此時每單擊一下Kl，則小時增l，單擊一下K2，則分鐘增1，再單擊K3則設(shè)置完成，返回時鐘顯示模式。此時小時和分鐘均已發(fā)生變化。單擊K4．如果發(fā)出一聲響，則定時到時，開關(guān)動作，蜂鳴器關(guān)閉；單擊K4．如果發(fā)出三聲響，則開關(guān)動作，蜂鳴器發(fā)聲。　　(2)鬧鈴的時間設(shè)置：首先單擊，K3進入鬧鈴的設(shè)置模式。此時每單擊一下Kl，則小時增1，單擊一下K2，則分鐘增l，最后單擊．K3

16、則設(shè)置完成，返回鬧鈴顯示模式。此時鬧鈴的小時和分鐘均已發(fā)生變化。　　(3) K4的功能：鬧鈴是否發(fā)聲的狀態(tài)控制，設(shè)為ON狀態(tài)，則鬧鈴時間到連續(xù)3次發(fā)出“嘩”的聲音，設(shè)置為OFF狀態(tài)發(fā)出“嘩”的一聲。開機默認(rèn)聲響關(guān)閉。　　(4) K2單獨的功能：顯示鬧鈴時間。　　2.3 元器件名稱</b&g

17、t;　　2.3.1 芯片AT89C52　　AT89C52 是ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS單片機． AT89C52 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8字節(jié)FLASH閃速存儲器，256字竹內(nèi)部RAM , 32個I/O口線，3個16 位定時／計數(shù)器，一個6向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89c52可降至OHz的靜態(tài)邏輯

18、操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電上作模式。空閑方式停止CPU 的工作，但允許RAM，定時／計數(shù)器．串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位.　　2.3.2 LCD顯示屏　　1602液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。

19、液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點。晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表所示：　　表2-1：控制命令表　　指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移 S: 屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。　　指令

20、4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。　　指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo)。　　指令6：功能設(shè)置命令DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線N:低電

21、平時為單行顯示F：低電平時顯示5×7的點陣字符。 　　指令9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能　　接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。　　3.3.3蜂鳴器　　有源蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電

22、子訊響器，是內(nèi)部自帶振蕩電路，只需電平驅(qū)動就可以發(fā)生的蜂鳴器，而與其對應(yīng)的無源蜂鳴器內(nèi)部則無振蕩電路。　　3、詳細設(shè)計　　3.1 主電路　　主電路主要就是芯片的運行，加載程序后，在外部時鐘的作用下，將按照程序運行，從而可以實現(xiàn)設(shè)計的要求

23、，進行時鐘時間和定時時間的調(diào)整，并且能夠在到達定時時間后控制蜂鳴器發(fā)出聲響。　　圖3.1 主電路　　3.2 顯示電路　　顯示電路即可以讓我們看到時間的調(diào)整和定時時間的調(diào)整，顯示調(diào)整后的時間。　　圖3.2顯示電路

24、　　3.3 內(nèi)部時鐘方式的電路　　單片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，它的輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。這兩個引腳跨接石英晶體和微調(diào)電容，構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。時鐘頻率可以影響單片機的速度。單片機的各功能部件的運行都以時鐘控制信號為基準(zhǔn)　　圖3.3

25、內(nèi)部時鐘方式的電路　　3.4 按鍵及蜂鳴器電路　　按鍵可以對時間進行調(diào)整，蜂鳴器可以在到達定時的時間時提醒我們。　　圖3.4時鐘電路　　圖3.5 按鍵及蜂鳴器電路

26、4 設(shè)計總結(jié)　　4.1 設(shè)計過程中遇到的問題及解決方法　　在設(shè)計的過程中遇到問題是不可避免的，我遇到了很多問題，如下所示；　　剛寫完程序后仿真發(fā)現(xiàn)lcd液晶不亮，經(jīng)檢查核對，發(fā)現(xiàn)在程序延時以及有些指令的錯誤，排除后無誤。　　揚聲器喇叭不發(fā)聲音，在改進電

27、路后可行。　　Lcd不按規(guī)定的方式顯示，經(jīng)常在一段時間后顯示亂碼，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是在初始化液晶時候沒有初始化好，解決問題后可行。等等。。。　　4.2 設(shè)計體會 　　這次設(shè)計中遇到了很多問題，例如剛開始我在在仿真時程序出現(xiàn)了每次按按鈕時總是顯示測量時需要關(guān)閉仿真的字樣，試了很多方法

28、都沒有找到原因，最后才知道是因為按鈕太近的緣故。很多類似的經(jīng)歷讓我明白：　　1. 在設(shè)計程序之前,務(wù)必要對所學(xué)單片機課程的內(nèi)容有一個系統(tǒng)的了解,知道單片機片內(nèi)片外的內(nèi)容及其功能。 2. 設(shè)計程序關(guān)鍵要有一個清晰的思路和一個完整的軟件流程圖。模塊化的設(shè)計思想在程序設(shè)計中的作用是重大的，它可以為你提供一個比較清晰的思路，并且很容易找到頭緒，不至于在編寫一個程序時感覺到無從下手。 3. 在

29、設(shè)計程序時,不能妄想一次就將整個程序設(shè)計好,"反復(fù)修改,不斷改進"是程序設(shè)計的必經(jīng)之路。程序剛開始編好時，一般情況下會存在很多錯誤，要不斷地修改，不斷的改進才能達到預(yù)期的目的，編寫程序的時間并不是很長，主要是花很多時間去修改程序。總之，通過這次課程設(shè)計不僅使我鞏固了本課程所學(xué)的基本知識，還使我具有了撰寫科研報告的初步訓(xùn)練能力，我相信這些能力在我以后的工作或者是再學(xué)習(xí)中一定會起到不小的作用，一切的辛苦和艱

30、難都是值得的。　　4.3 對設(shè)計的建議　　在設(shè)計前應(yīng)該對所要實現(xiàn)的功能有一定的了解，定下有大概的流程圖，把設(shè)計模塊化，寫程序時也應(yīng)該一個模塊一個模塊的寫，這樣方便理解，也方便以后的檢查。　　5 附錄　　5.1 電路總

31、圖　　5.2主程序　　/************* _031040906_ctw.c *****************/　　/*************** 　　題目1 LCD顯示的定時鬧

32、鐘制作 　　作者：陳廷文　　學(xué)號：031040906　　*****************/　　#include <REGX52.H>　　#include "_0310

33、40906_ctw_LCD.h"　　#define uchar unsigned char 　　#define uint unsigned int　　sbit IntOn=P3^3; 　　sbit IntIn=P3^2;

34、　　sbit SounDer=P2^7;　　sbit Led=P3^0;　　uchar clock[2];　　uchar time[2];　　uchar count;　　uchar buffer[4];&l

35、t;p>　　uchar bool;　　uchar K1;　　uchar K2;　　uchar K3;　　uchar K4;</b

36、>　　void IntToStr(uchar bool) //整形轉(zhuǎn)成ASC碼 *****************　　{　　if(!bool)　　{</b&

37、gt;　　buffer[0]=time[0]/10 +'0';　　buffer[1]=time[0]%10 +'0';　　buffer[2]=time[1]/10 +'0';　　buffer[3]=time[1]%10 +&

38、#39;0';　　}　　else　　{　　buffer[0]=clock[0]/10 +'0';<p&g

39、t;　　buffer[1]=clock[0]%10 +'0';　　buffer[2]=clock[1]/10 +'0';　　buffer[3]=clock[1]%10 +'0';　　}&

40、lt;b>　　} 　　void Show(uchar bool)//顯示時間　　{　　IntToStr(bool);　　if(bool)<

41、;p>　　{GotoXY(0,0);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);

42、Print(&buffer[0]);　　Print(&buffer[1]);　　Print(":");　　Print(&buffer[2]);　　Print(&buffer[3]);<p

43、>　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Prin

44、t(0x02);　　GotoXY(0,1);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);&

45、lt;/p>　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);

46、　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);

47、;　　}　　else 　　{　　GotoXY(0,0);　　Print(0x02);　　Print(0x02);

48、　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);</p&g

49、t;　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);<p&

50、gt;　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　GotoXY(0,1);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print

51、(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(&buffer[0]);　　Print(&buffer[1]);　　Print(":");</p&g

52、t;　　Print(&buffer[2]);　　Print(&buffer[3]);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x0

53、2);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　Print(0x02);　　}　　}　　voi

54、d Delayms(unsigned int count)　　{　　unsigned int i,j;　　for(i=0;i<count;i++)　　for(j=0;j<120;j++);<p

55、>　　}　　void music()　　{　　}　　void Sound(uchar c)//發(fā)出聲音 *****************</

56、p>　　{　　while(c>0)　　{　　SounDer=1;　　Delayms(30);　　c-

57、-;　　SounDer=0;　　Delayms(30);　　}　　}　　uchar GetKey() //獲得按鍵的鍵值*****

58、************　　{　　uchar s;　　s=(P2>>3)&0x0f;　　return s;<

59、p>　　}　　void Process(uchar s)　　{　　switch(s)　　{

60、　　case 0x07: //K1按下*****************　　if(K1&&!K3)　　{　　if(clock[0]<23)　　clock[0]=clock[0]+1;&l

61、t;/p>　　else 　　clock[0]=0;　　}　　else if(!K1&&!K3)　　K1=1;<

62、;/p>　　else if(!K1&&K3)　　{　　if(time[0]<23)　　time[0]=time[0]+1;　　else</p

63、>　　time[0]=0;　　}　　else　　;break;　　case 0x0b: //K2 按下*******

64、**********　　if(K1&&!K3)　　if(clock[1]<59)　　clock[1]=clock[1]+1;　　else 　　clock[1]=0;<

65、;/p>　　else if(!K1&&K3)　　if(time[1]<59)　　time[1]=time[1]+1;　　else　　time[1]=0;<

66、p>　　else if(!K1&&!K3)　　if(K2)　　{　　bool=1;　　K2=0;&

67、lt;/p>　　}　　else　　{　　bool=0;　　K2=1;<

68、;/b>　　}　　else　　;　　break;　　default:

69、;　　case 0x0d: //K3 按下 *****************　　if(K3&&!K1)　　{　　K3=0;&

70、lt;b>　　bool=1;　　}　　else if(!K3&&!K1)　　{　　K3=1;

71、　　bool=0;　　}　　else if(K1&&!K3)　　K1=0;　　else

72、;　　;　　break;　　case 0x0e: //K4 按下 *****************　　if(!K1&&!K3)<

73、;p>　　if(K4)　　{　　K4=0;　　Sound(1);　　}&l

74、t;/p>　　else　　{　　K4=1;　　Sound(3);　　}&

75、lt;/b>　　break;　　}　　}　　main() //主函數(shù)入口*******************************&

76、lt;/p>　　{　　uint s=0;　　bool=1;　　clock[0]=23;　　clock[1]=58;</p&g

77、t;　　time[0]=0;　　time[1]=0;　　count=0;　　K1=K2=K3=K4=0;　　SounDer=0;　　Led=0;<

78、/b>　　LCD_Initial();　　TH0=(65535-10000)/256;　　TL0=(65535-10000)%256;　　count=0;　　IT0=1

79、;　　EX0=1;　　TMOD=0x01;　　ET0=0x01;　　EA=1;

80、　　TR0=1;　　IntToStr(bool);　　//　　while(1) //進入死循環(huán) **************　　{ &l

81、t;p>　　if(!K1&&K3) //閃爍顯示定時鬧鐘　　{　　s=300;　　while(s)　　{</

82、b>　　LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN);　　s--;　　}　　s=40;<

83、p>　　while(s)　　{　　Show(bool);　　s--;　　}

84、;　　}　　else　　Show(bool);　　if((time[0]==clock[0])&&(time[1]==clock[1])&&K4)　　Sound(1

85、0);　　Led=~Led;//指示燈閃爍　　}　　}　　void timer1() interrupt 1 //計時器計時 **************<p&

86、gt;　　{　　if(count==60)　　{　　if(clock[1]<59)　　clock[1]=clock[1]+1;

87、else 　　{if(clock[0]<23)　　clock[0]=clock[0]+1;　　else　　clock[0]=0;　　clock[1]=0;</

88、p>　　}　　count=0;　　}　　else 　　count++;&l

89、t;/b>　　TH0=(65535-50000)/256;　　TL0=(65535-50000)%256;　　}　　void inter() interrupt 0 //外部中斷0 表明K1~K5按鍵按下并作相宜處理<

90、;/p>　　{　　Delayms(100);　　if(IntIn==0)　　{　　Process(GetKey());<

91、b>　　}　　}　　5.3參考文獻 　　參考文獻　　[1]康華光，陳大欽. 電子技術(shù)基礎(chǔ)—模擬部分（第五版）［M]. 北京：高等教育

92、出版社，2009　　[2]皮文兵. 一種寬輸入范圍的Gillbert模擬乘法器設(shè)計［J]. 電子設(shè)計應(yīng)用.2007.13（1）：88-90　　[3] 焦春生.新型綠色能效D類音頻放大器設(shè)計應(yīng)用 [EB/OL]. 　　[4] 張筑生. 微分半動力系統(tǒng)的不變集 [D]. 北京: 北京大學(xué)數(shù)學(xué)系數(shù)學(xué)研究所, 1983&

93、lt;/p>　　[5]楊忠義.單片機課程設(shè)計指導(dǎo).北京清華大學(xué)出版社2009.201217 　　[6]靳達.單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實例導(dǎo)航.北京人民郵電出版社2004.137 　　[7]南建輝.MCS-51單片機原理及應(yīng)用實例.北京清華大學(xué)出版社2004.92117

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