1、單片機課程設計說明書目錄1.引言21.1設計任務與要求21.2數字鐘得實用價值和理論意義21.3設計所用器件簡介31.3.1 單片機簡介31.3.2 1602lcd的基本參數及引腳功能32.設計內容73程序設計及硬件電路83.1原理圖（protues）83.2原理圖（protel）84.仿真結果95.收獲、體會和建議116.參考文獻117.附：源程序121.引言近年來隨著計算機在社會領域的滲透和大規模集成電路的發展，單片機的應用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強，體積小，功耗低，價格便宜，工作可靠，使用方便等特點，因此特別適合于與控制有關的系統，越來越廣泛地應用于自動控制，智能化儀器，儀表，

2、數據采集，軍工產品以及家用電器等各個領域，單片機往往是作為一個核心部件來使用，在根據具體硬件結構，以及針對具體應用對象特點的軟件結合，以作完善。單片機模塊中最常見的是數字鐘，數字鐘是一種用數字電路技術實現時、分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準確性和直觀性，且無機械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。數字鐘是采用數字電路實現對時,分,秒數字顯示的計時裝置,廣泛用于個人家庭,車站, 碼頭辦公室等公共場所,成為人們日常生活中不可少的必需品,由于數字集成電路的發展和石英晶體振蕩器的廣泛應用,使得數字鐘的精度,遠遠超過老式鐘表, 鐘表的數字化給人們生產生活帶來了極大的方便，而且

3、大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力設備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數字化為基礎的。因此，研究數字鐘及擴大其應用，有著非?，F實的意義。1.1設計任務與要求1.利用at89c51定時器設計一個電子時鐘；2.顯示格式位 “xx xx xx”,從左向右分別是：時、分、秒;3.顯示部分用1602lcd顯示屏;4.具有四個調整鍵k0,k1,k2,k3;5.按下相應的鍵可以調整時，分，秒;6.調整到哪一位哪一位閃爍;7.在1602上方顯示“年，月，日，星期”。1.2數字鐘得實用價值和理論意義

4、數字鐘是采用數字電路實現對時,分,秒數字顯示的計時裝置,廣泛用于個人家庭,車站, 碼頭辦公室等公共場所,成為人們日常生活中不可少的必需品,由于數字集成電路的發展和石英晶體振蕩器的廣泛應用,使得數字鐘的精度,遠遠超過老式鐘表, 鐘表的數字化給人們生產生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力設備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數字化為基礎的。因此，研究數字鐘及擴大其應用，有著非常現實的意義。1.3設計所用器件簡介1.3.1 單片機簡介mcs51是指由美國intel公

5、司（對了，就是大名鼎鼎的intel）生產的一系列單片機的總稱，這一系列單片機包括了好些品種，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的產品，該系列其它單片機都是在8051的基礎上進行功能的增、減、改變而來的，所以人們習慣于用8051來稱呼mcs51系列單片機，而8031是前些年在我國最流行的單片機，所以很多場合會看到8031的名稱。intel公司將mcs51的核心技術授權給了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051為核心的單片機，當然，功能或多或少有些改變，以滿足不同的需求，其中89c51就是這幾年在我國非常流行的單片機，它是由美國atmel公

6、司開發生產的。以后我們將用89c51、89s51來完成一系列的實驗。mcs-51系列單片機mcs-51系列單片機分為兩大系列，即51子系列與52子系列。51子系列：基本型，根據片內rom的配置，對應的芯片為8031、8051、8751、895152子系列：增強型，根據片內rom的配置，對應的芯片為8032、8052、8752、8952這兩大系列單片機的主要硬件特性如下表：上表中可以看到，8031、8031、8032、80c32片內是沒有rom的，對應著上表看，我們可以發現，51系列的單片機的ram大小為128b，52系列的ram大小為256b，51系列的計數器為兩個16位的，52系列的計數器為

7、三個16位計數器。51系列的中斷源為5個，52系列的中斷源為6個。1.3.2 1602lcd的基本參數及引腳功能1602lcd分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為hd44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖10-54所示：圖10-54 1602lcd尺寸圖1602lcd主要技術參數：顯示容量:16×2個字符芯片工作電壓:4.55.5v工作電流:2.0ma(5.0v)模塊最佳工作電壓:5.0v字符尺寸:2.95×4.35(w×h)mm引腳功能說明1602lcd采用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口

8、說明如表10-13所示:編號符號引腳說明編號符號引腳說明1vss電源地9d2數據2vdd電源正極10d3數據3vl液晶顯示偏壓11d4數據4rs數據/命令選擇12d5數據5r/w讀/寫選擇13d6數據6e使能信號14d7數據7d0數據15bla背光源正極8d1數據16blk背光源負極引腳接口說明表第1腳：vss為地電源。第2腳：vdd接5v正電源。第3腳：vl為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個10k的電位器調整對比度。第4腳：rs為寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：r/w為讀寫信號線

9、，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當rs和r/w共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當rs為低電平r/w為高電平時可以讀忙信號，當rs為高電平r/w為低電平時可以寫入數據。第6腳：e端為使能端，當e端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執行命令。第714腳：d0d7為8位雙向數據線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負極。1602lcd的指令說明及時序1602液晶模塊內部的控制器共有11條控制指令，如表所示：序號指令rsr/wd7d6d5d4d3d2d1d01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001i/ds4顯示開/關控制0000001d

10、cb5光標或字符移位000001s/cr/l*6置功能00001dlnf*7置字符發生存貯器地址0001字符發生存貯器地址8置數據存貯器地址001顯示數據存貯器地址9讀忙標志或地址01bf計數器地址10寫數到cgram或ddram）10要寫的數據內容11從cgram或ddram讀數11讀出的數據內容控制命令表1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現的。（說明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01h,光標復位到地址00h位置。指令2：光標復位，光標返回到地址00h。指令3：光標和顯示模式設置 i/d：光標移動方向，高電平右移，低電平左移 s:屏幕上所有文字

11、是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。指令4：顯示開關控制。 d：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示 c：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標 b：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標或顯示移位 s/c：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。指令6：功能設置命令 dl：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 n：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 f: 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符。指令7：字符發生器ram地址設置。指令8：ddram地址設置。指令9：讀忙信號和光標地址 bf：為忙標志位，

12、高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數據，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數據。指令11：讀數據。與hd44780相兼容的芯片時序表如下：讀狀態輸入rs=l，r/w=h，e=h輸出d0d7=狀態字寫指令輸入rs=l，r/w=l，d0d7=指令碼，e=高脈沖輸出無讀數據輸入rs=h，r/w=h，e=h輸出d0d7=數據寫數據輸入rs=h，r/w=l，d0d7=數據，e=高脈沖輸出無2.設計內容atc89c51單片機lcd1602顯示器按鍵k0 k1 k2 k3 位驅動 3程序設計及硬件電路程序流程圖3.1原理圖（protues）3.2原理圖（protel）4.仿真結果上電后按下k0開始運行：

13、按下k3秒閃爍按下k1 閃爍 減一（05調到04）按下k2 加一（04調到05）根據按下k0的次數可以改變閃爍的位置進行分，時，年，月，日，星期的調整調整分調整時調整年調整月調整日調整星期5.收獲、體會和建議單片機數字鐘可以說是一個較小的系統，開始時我們覺得通過c語言較容易實現，確實，只實現一個能夠正常走時并且能夠校時的數字鐘是比較容易的。但我們想錯了，畢竟是第一次從總體角度來考慮地完成一個小系統，好多的實際性的問題我們沒有考慮，所以造成我們最終設計的數字鐘精度不高，并且存在好多問題，當然問題多了對我們來說是好事，這樣我們在解決更多問題時學會更多解決問題的方法，對我們也算是長長經驗吧。通過這次

14、對數字鐘的設計，讓我了解了設計電路的程序，也讓我了解了關于數字鐘的原理與設計理念，要設計一個完整的電路總要經過多次的失敗才能成功的，在設計中，遇到了許多匪夷所思的問題，一個人就是想破腦子也做不出來，這時候，就需要去詢問老師、和同學探討，共同解決出現的問題，也許就是因為老師的一句提醒、同學的探討中就會豁然開朗。從這次設計中我也覺得自己還對單片機的功能了解只是個皮毛，單片機強大的功能還等著我們去開發。通過這次設計，不僅使我學到了知識，讓我對電路設計有了大概的了解；其次，還體會到了團隊精神?？偠灾@次設計是成功的。6.參考文獻1 楊文龍.單片機原理及應用.西安：西安電子科技大學出版社，19932

15、 李朝青.單片機原理及接口技術.北京：北京航空航天大學出版社，20033 胡漢才.單片機原理及系統設計.北京：清華大學出版社，20034 楊忠煌，黃博俊，李文昌.單芯片8051實務與應用.北京：中國水利水電出版社，20017.附：源程序#include <reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int uchar code table1=" 2011-00-00-mon"/星期一 mon 星期二 tue 星期三 wed 星期四 thu 星期五 fri 星期六 sat 星期天 sun uch

16、ar code table2=" 00:00:00 "uchar code table='0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'uchar num,count,miao,fen,xiao,week,day,month,year,shi,ge,flag,num1;sbit lcd_rw=p37;sbit lcd_rs=p35;sbit lcd_e=p34;sbit k1=p10;/

17、選擇sbit k2=p11;/增加sbit k3=p12;/減少sbit k4=p13;/開始void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);/lcd顯示void init(void);/初始化函數void write_com(uchar command);/寫指令函數void write_date(uchar dat);/寫數據函數void lcd_disp_char(uchar x,uchar y,uchar dat);/在某個屏幕位置上顯示一個字符,x（0-16),y(1-2)/void lcd_chec

18、k_busy(void);/檢查忙函數。我沒用到此函數，因為通過率極低。void delay_n40us(uint n);/延時函數/*/*初始化函數*void init(void)write_com(0x38);/設置8位格式，2行，5x7write_com(0x0c);/整體顯示，關光標，不閃爍write_com(0x06);/設定輸入方式，增量不移位write_com(0x01);/清除屏幕顯示delay_n40us(100);/實踐證明，用for循環200次就能可靠完成清屏指令。/*/*寫指令函數*void write_com(uchar dat)p2=dat;lcd_rs=0;/指令

19、lcd_rw=0;/寫入lcd_e=1;/允許lcd_e=0;delay_n40us(1);/實踐證明，我的lcd1602上，用for循環1次就能完成普通寫指令。/*/*寫數據函數*void write_date(uchar dat)p2=dat;lcd_rs=1;/數據lcd_rw=0;/寫入lcd_e=1;/允許lcd_e=0;delay_n40us(1);/*/*延時函數*void delay_n40us(uint n) uint i; uchar j; for(i=n;i>0;i-) for(j=0;j<2;j+); /在這個延時循環函數中我只做了2次循環， /實踐證明我的

20、lcd1602上普通的指令只需1次循環就能可靠完成。/void main()init();write_com(0x80); /初始化for(num=0;num<15;num+)/顯示年月日write_date(table1num);delay(5);write_com(0x80+0x40);for(num=0;num<15;num+) /顯示時間write_date(table2num);delay(5);while(1)if(count=20)/計時的數count=0;miao+;if(miao=60)miao=0;fen+;if(fen=60)fen=0;xiao+;if(xi

21、ao=24)xiao=0;week+;if(week=8)week=0;switch(week)case 1:write_com(0x80+0x0c);write_date('m');delay(5);write_date('o');delay(5);write_date('n');break;case 2:write_com(0x80+0x0c);write_date('t');delay(5);write_date('u');delay(5);write_date('e');break;case

22、 3:write_com(0x80+0x0c);write_date('w');delay(5);write_date('e');delay(5);write_date('d');break;case 4:write_com(0x80+0x0c);write_date('t');delay(5);write_date('h');delay(5);write_date('u');break;case 5:write_com(0x80+0x0c);write_date('f');dela

23、y(5);write_date('r');delay(5);write_date('i');break;case 6:write_com(0x80+0x0c);write_date('s');delay(5);write_date('t');delay(5);write_date('a');break;case 7:write_com(0x80+0x0c);write_date('s');delay(5);write_date('u');delay(5);write_date(

24、9;n');break;day+;if(month%2=0&&day=31)|(month%2=1&&day=32&&month!=2)|(year%4=0&&year%100!=0)|year%400=0)&&month=2&&day=30)|(!(year%4=0&&year%100!=0)|year%400=0)&&month=2&&day=29)/判斷每月有多少天day=0;month+;if(month=13)month=1;year

25、+;shi=year/10;ge=year%10;write_com(0x80+0x04);write_date(tablege);write_com(0x80+0x03);write_date(tableshi);shi=month/10;ge=month%10;write_com(0x80+0x07);write_date(tablege);write_com(0x80+0x06);write_date(tableshi);shi=day/10;ge=day%10;write_com(0x80+0x0a);write_date(tablege);write_com(0x80+0x09);w

26、rite_date(tableshi);shi=xiao/10;ge=xiao%10;write_com(0x80+0x45);write_date(tablege);write_com(0x80+0x44);write_date(tableshi);shi=fen/10;ge=fen%10;write_com(0x80+0x48);write_date(tablege);write_com(0x80+0x47);write_date(tableshi);shi=miao/10;ge=miao%10;write_com(0x80+0x4b);write_date(tablege);write_

27、com(0x80+0x4a);write_date(tableshi);/顯示目前的年月日和具體時間if(k1=0) /按鍵k1按下delay(10);if(k1=0)tr0=0;flag+;num1=0;if(flag=8)flag=1;switch(flag)case 1:write_com(0x80+0x4b);write_com(0x0f);break;case 2:write_com(0x80+0x48);write_com(0x0f);break;case 3:write_com(0x80+0x45);write_com(0x0f);break;case 4:write_com(0

28、x80+0x0a);write_com(0x0f);break;case 5:write_com(0x80+0x07);write_com(0x0f);break;case 6:write_com(0x80+0x04);write_com(0x0f);break;case 7:write_com(0x80+0x0c);write_com(0x0f);break;/時間停止運行 確定調整時間的位置while(!k1);/消抖if(k2=0)/k2鍵按下delay(10);if(k2=0)num1+;if(num1=60)num1=0;/60為周期switch(flag)case 1:miao=n

29、um1;shi=miao/10;ge=miao%10;write_com(0x80+0x4b);/地址write_date(tablege);/數據write_com(0x80+0x4a);write_date(tableshi);break;case 2:fen=num1;shi=fen/10;ge=fen%10;write_com(0x80+0x48);write_date(tablege);write_com(0x80+0x47);write_date(tableshi);break;case 3:xiao=num1;shi=xiao/10;ge=xiao%10;write_com(0x

30、80+0x45);write_date(tablege);write_com(0x80+0x44);write_date(tableshi);break;case 4:day=num1;shi=day/10;ge=day%10;write_com(0x80+0x0a);write_date(tablege);write_com(0x80+0x09);write_date(tableshi);break;case 5:month=num1;shi=month/10;ge=month%10;write_com(0x80+0x07);write_date(tablege);write_com(0x8

31、0+0x06);write_date(tableshi);break;case 6:year=num1;shi=year/10;ge=year%10;write_com(0x80+0x04);write_date(tablege);write_com(0x80+0x03);write_date(tableshi);break;case 7:week=num1;switch(week)case 1:write_com(0x80+0x0c);write_date('m');delay(5);write_date('o');delay(5);write_date(&#

32、39;n');break;case 2:write_com(0x80+0x0c);write_date('t');delay(5);write_date('u');delay(5);write_date('e');break;case 3:write_com(0x80+0x0c);write_date('w');delay(5);write_date('e');delay(5);write_date('d');break;case 4:write_com(0x80+0x0c);write_d

33、ate('t');delay(5);write_date('h');delay(5);write_date('u');break;case 5:write_com(0x80+0x0c);write_date('f');delay(5);write_date('r');delay(5);write_date('i');break;case 6:write_com(0x80+0x0c);write_date('s');delay(5);write_date('t');de

34、lay(5);write_date('a');break;case 7:write_com(0x80+0x0c);write_date('s');delay(5);write_date('u');delay(5);write_date('n');break;break;/是時間加while(!k2);if(k3=0)/k3按下delay(10);if(k3=0)if(num1=0)num1=60;num1-;switch(flag)case 1:miao=num1;shi=miao/10;ge=miao%10;write_com(

35、0x80+0x4b);write_date(tablege);write_com(0x80+0x4a);write_date(tableshi);break;case 2:fen=num1;shi=fen/10;ge=fen%10;write_com(0x80+0x48);write_date(tablege);write_com(0x80+0x47);write_date(tableshi);break;case 3:xiao=num1;shi=xiao/10;ge=xiao%10;write_com(0x80+0x45);write_date(tablege);write_com(0x80

36、+0x44);write_date(tableshi);break;case 4:day=num1;shi=day/10;ge=day%10;write_com(0x80+0x0a);write_date(tablege);write_com(0x80+0x09);write_date(tableshi);break;case 5:month=num1;shi=month/10;ge=month%10;write_com(0x80+0x07);write_date(tablege);write_com(0x80+0x06);write_date(tableshi);break;case 6:year=num1;shi=year/10;ge=year%10;write_com(0x80+0x04);write_date(tablege);write_com(0x80+0x03);write_date(tableshi);