基于单片机的lcd1602电子时钟设计dkdm.docx
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1、设计说明书内容基于单片片机的LLCD116022电子时时钟设计计一、 设计任务务和目的的1.1、设设计任务务 (11):用用单片机机设计基基于LCCD16602的的电子时时钟,显显示时间间和日期期; (22):误误差精度度控制在在1s/天; (33):具具有时间间和日期期的校准准功能; (44):能能区分某某年是闰闰年或平平年,并并对应显显示2月月份的天天数; (55):根根据月份份的不同同显示不不同的最最大日数数; (6):搭建仿仿真电路路图,模模拟单片片机要实实现的功功能; (7):焊接单单片机开开发板; (8):编写程程序,下下载并调调试,实实现要求求的功能能。1.2、设设计目的的 (1
2、):熟练掌掌握KEEIL软软件的使使用方法法; (2):熟练掌掌握PRROTEEUS软软件的使使用方法法; (3):掌握单单片机II/O接接口的工工作原理理; (4):掌握LLCD显显示器的的工作原原理及编编程方法法; (5):掌握独独立式键键盘的工工作原理理及编程程使用方方法; (6):掌握单单片机的的下载使使用方法法。二、 设计思路路和方案案论证 2.11、设计计思路 电路总总体上分分为控制制和显示示部分。以以单片机机最小系系统作为为核心控控制电路路,控制制LCDD显示,具具体显示示内容及及方式由由软件来来完成;由于有有时钟和和日期的的调节功功能需要要校准电电路和基基本的复复位电路路,复位
3、位电路采采用按键键复位,调调节键、加加1键、减减1键三三个按键键完成,共共需四个个按键;计时功功能由固固定频率率的晶振振完成(采采用111.05592MMHz);显示部部分主要要采用LLCD116022作为显显示。2.2、方方案论证证 (1):时钟芯芯片的选选择和论论证 方案一一:采用用DS113022时钟芯芯片实现现时钟,DDS13302芯芯片是一一种高性性能的时时钟芯片片,可自自动对秒秒、分、时时、日、月月、年以以及闰年年补偿的的年进行行计数,精精度也较较高,工工作电压压2.55V55.5VV范围内内,功耗耗也较低低,但价价格比较较贵。方案二:直接采采用单片片机定时时计数器器提供秒秒信号,
4、使使用程序序实现秒秒、分、时时、日、月月、年计计数。采采用此方方案实现现虽然有有一定的的时间误误差,但但可减少少芯片的的使用,节节约成本本,易于于实现,符符合现实实选用,所所以采用用此种作作为时钟钟信号发发生器。(2):显示模模块选择择方案和和论证:方案一:采用点点阵式图图形LCCD1228644液晶显显示屏,液液晶显示示屏的显显示功能能强大,可可显示文文字,图图形,显显示多样样,清晰晰可见,但但是价格格昂贵,需需要的接接口线多多,所以以在此设设计中不不采用点点阵式图图形LCCD1228644液晶显显示屏。方案二:采用点点阵式字字符型LLCD116022液晶显显示屏,LLCD116022是专门
5、门用于显显示字母母、数字字、符号号等的点点阵型液液晶显示示模块,分分4位和和8位数数据传输输方式。提提供“57点阵阵+光标标”和“510点点阵+光光标”的显示示模式。价价格现对对便宜,所以用此种作为显示。三、 系统的硬硬件设计计与实现现3.1 电路设设计框图图 AT89C51主控制模块 LCD显示模块 复位电路键盘控制电路 时钟振荡电路 图1:整体设设计方框框图3.2 单片机机最小系系统的设设计以AT889C551为核核心组成成的单片片机的最最小系统统,主要要包括时时钟振荡荡电路,复复位电路路等。正正5V电电源直接接接到889C551的440脚(VVCC),220脚(GGND)接接地。时时钟振
6、荡荡电路的的18脚脚(XTTAL11)和119脚(XXTALL2)外外接111.05592MMHZ的的晶振和和二个330PFF的电容容,振荡荡频率就就是晶振振的固有有频率,经经过一定定的电路路连接实实现计时时的功能能。复位位电路采采用上电电自动复复位和手手动复位位相结合合的方式式接到889C551的99端(RRST)。单单片机最最小系统统原理图图如图22所示:图2:单单片机最最小系统统原理图图3.3 显示电电路设计计采用LCCD16602液液晶显示示,LCCD16602的的D0D7与与单片机机的P00口相连连,P00口作为为I/OO口输出出时必须须外接110K的上拉拉电阻。分分别用PP1.0、
7、PP1.11、P11.2作作为LCCD16602的的RS、RRW、EE控制线线。显示示电路如如图3所所示:图3:液液晶显示示电路3.4 时间调调整电路路该电路设设计有三三个轻触触式按键键,分别别命名为为:模式式设定键键S1、加加调整键键S2、减减调整键键S3。由由P2.0口外外接S11,P22.1外外接S22,P22.2外外接S33,P22.3作作为公共共端。按一下SS1,调调整光标标开始出出现在秒秒位,再再按一下下S1光光标移动动到分,按按一下光光标移动动一个校校准位直直到年位位。S22实现调调整加11功能,SS3实现现调整减减1功能能。时间间调整电电路如图图4所示示:图4:键键盘电路路3.
8、5 复位电电路及晶晶振电路路该电路采采用按键键复位,有有一个222uFF的电容容、一个个按键SS4、一一个100K的电电阻和一一个2220的电阻阻构成。在在产品工工作期间间出现错错误或死死机现象象可采用用手动复复位,即即按下SS4,此此时无论论电路处处于何种种状态,电电路都会会恢复到到初始状状态的显显示。晶振电路路可以给给单片机机提供所所需要的的时钟频频率,主主要由晶晶振这个个元件固固定的精精确的频频率来实实现。复复位电路路及晶振振电路如如图5所所示:图5 复复位电路路及晶振振电路四、 系统软件件设计软件系统统分四个个部分:主函数数程序部部分,键键盘扫描描部分,定定时器中中断部分分,LCCD初
9、始始化部分分。各部部分程序序流程图图如下所所示:4.1 主函数数程序流流程图 开始定时器的选择、工作模式设定、给定时器赋值 开中断启动定时器调用LCD初始化子程序调用键盘扫描子程序图6 主主函数流流程图4.2 键盘扫扫描子程程序流程程图 开始 判断S1是 否按下 NNO YESS计算S1按下次数并执行相应指令 判断S2是 否按下 判断S3是 否按下 NO NOO YEES YEES计算S3按下次数 并执行相应操作计算S2按下次数 并执行相应操作 结束 图图7 键键盘扫描描程序流流程图4.3 定时器器中断子子程序流流程图 开始给定时器再次赋值 判断是 否计满18次 NNO秒加1,判断是否等于60
10、 YYES 返回 NO分加1,秒置0,判断分是否等于60 YYES NO YYES时加1,分置0,判断时是否等于24 NO执行年、月、日、时、分、秒的显示日加1,时置0,判断该年是否为闰年 YYES 年加1,月置1,判断年是否为100 YYES NOO YYES判断日是否到月底 NNO NOO月加1,日置1,判断月是否等于13 YYES NO YEES 4.33 LCCD初始始化程序序流程图图 开始RW和E都置零设置点阵8位数据接口,两行显示开显示,不显示光标地址指针加一画面不移动刷新,全部清零给地址,表示从第一行开始写显示第一行数据给第二行地址显示第二行数据返回图9 LCDD初始化化流程图图
11、五、 设计结果果分析5.1 硬件分分析该设计电电路系统统较大,电电路系统统中只要要出于一一处的错错误,则则会对检检测造成成很大的的不便,而而且电路路的交线线较多。另另外,买买来的元元器件要要先进行行检测,如如果有坏坏的器件件要进行行更换,还还有就是是要注意意元器件件的正确确放置与与安装以以及布线线的合理理,便于于成品电电路的检检测与维维护。为了减少少复杂度度,可用用Prooteuus软件件进行仿仿真,按按照电路路原理图图在Prroteeus中中选择元元器件并并连接,把把生产的的HEXX文件烧烧入到单单片机内内部进行行仿真,若若出现错错误及时时更改。在本设计计中遇到到了很多多的问题题。回想想这些
12、问问题,其其实只要要认真思思考许多多都是可可以避免免的,以以下为主主要的问问题: (11):在在Prooteuus仿真真中提示示出错,没没有仿真真结果。在Prooteuus中仿仿真中,提提示出现现了R11(R22)错误误,经过过仔细排排查,发发现有两两个电阻阻命名,是R11,两个个电阻命命名是RR2。修修改后就就没有出出现错误误。 (22):在在Prooteuus仿真真中,LLCD不不显示在硬件设设计上需需要用PP0口来来对LCCD进行行指令的的读写和和数据的的输入,由由于没有有在P00口接上上拉电阻阻,LCCD屏就就一直不不显示。最最终将在在查阅课课本时想想起P00做输出出口使用用时外部部必
13、须接接10KK的上拉拉电阻,接接上后LLCD就就正常显显示了。5.2 软件分分析该设计的的功能虽虽然比较较简单,但但程序也也较为复复杂,所所以在编编写程序序和调试试时出现现了许多多问题。最最后经过过多次的的模块子子程序的的修改,一一步一步步的完成成,最终终在KEEIL调调试成功功,解决决了软件件问题。在在软件的的调试过过程中主主要遇到到的问题题如下: (11):烧烧入程序序后,秒秒、分、时时、年能能正常工工作,但但是日、月月出错当秒等于于60时时显示为为00,范范围是0059;当分等等于600时显示示00,范范围是0059;当时等等于244时显示示00,范范围是0023;年等于于1000是显示
14、示00,范范围是00099;日和月月的显示示都不包包括0,当当由于软软件出错错,显示示时出现现了,经经过改写写最终全全能正常常显示。 (22:):不能正正常区分分闰年和和平年,每每月都是是31天天闰年和平平年的22月份分分别是229天和和28天天,1、33、5、77、8、110、112月份份显示范范围是00311,4、66、9、111月份份显示范范围是00300。刚开开始不能能区分,最最后经过过修改能能区分显显示。六、 设计体会会通过这次次单片机机课程设设计,发发现了自自身所学学知识存存在许多多的不足足和问题题,同时时也学到到了不少少东西,提提高了动动手实践践的能力力。在整个设设计过程程中,从
15、从设计方方案的确确定,到到具体电电路在PProtteuss中的设设计,最最后到总总体电路路的联接接构建以以及程序序的编写写烧制,特特别是程程序的编编写,要要求对LLCD116022的初始始化操作作、指令令和数据据的操作作都需要要很熟悉悉。在设设计过程程中碰到到实在不不能解决决的问题题,就问问老师或或是和同同学交流流,把问问题彻底底搞清楚楚并加以以掌握。 尽管在这这次设计计中遇到到了许多多难题,但但也都一一一得以以解决。比比如程序序编写中中,由于于思路不不清晰,开开始时遇遇到了许许多的问问题,经经过静下下心来思思考,和和同学们们的共同同讨论,理理清了思思路,反反而得心心应手;在硬件件方面虽虽然没
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