电子时钟设计实验报告
单片机电子时钟设计报告
一、设计任务
本次课程设计的电子时钟电路，是基于单片机STC89C52、时钟芯片和液晶显示，运用C语言编程实现。电子时钟可以显示日期的年、月、日和时间的时、分、秒，具有复位功能。
二、系统硬件设备及芯片简介
数字电子钟系统设计已经成熟，但是目前系统设计时基本都是采用LED
作为显示电路，造成硬件电路复杂、功耗高、产品体积庞大等特点；液晶显示模块由于具有低功耗、寿命长、体积小、显示容丰富、价格低、接口控制方便等优点，因此在各类电子产品中被极广泛地推广和应用。字符型液晶显示模块是一类专门用于显示字母、数字、符号等点阵式液晶显示模块。本系统设计采用字符型液品显示模块LCD1602 作为显示器件，这样不仅简化了系统的硬件设计，而且极提高了系统的可靠性。
1 LCD1602简介
字符型液晶显示模块LCD1602已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件。LCD1602可以显示两行，每行16个字符，采用＋5V电源供电，外围电路配置简单，价格便宜，具有很高的性价比。
2 LCD1602功能介绍
2.1 引脚功能
LCD1602采用标准14脚（无背光）或16脚（带背光）接
口，各引脚功能见表1。
表1 引脚功能
2.2 LCD1602读写指令
LCD1602读写指令较多且较复杂，具体使用可以查相关资料，下面仅列
出最常用的的一些命令：①写指令38H：显示模式设置；②写指令08H：
显示关闭；③写指令01H：显示清屏；④写指令06H：显示光标移动设
置；⑤写指令0CH：显示开及光标设置。
2.3 LCD1602 读写操作时序
LCD1602 读写操作时序总体上来说是比较简单的，掌握其有两种方法：一种是只看时序图，另外一种方法是直接记忆和总结读写时电平高低和变化。很显然第二种更简单和直接，下面就列出典型读写的时序要求，以方便编写程序。
（1）读状态：输入：RS＝L，RW＝H，E＝H。
输出：D0－D7＝状态字。
（2）写指令：输入：RS＝L,RW＝L,D0－D7＝指令码，E＝上升沿。
输出：无。
（3）读数据：输入：RS＝H，RW＝H，E＝H。
输出：D0－D7＝数据。
（4）写数据：输入：RS＝H,RW＝L,D0－D7＝数据，E＝上升沿。
输出：无。
2.4 LCD1602显示方法
液晶显示模块是慢速显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平（即不忙），否则该指令失效。显示字符时，要先输入显示字符地址，即告诉模块在哪里显示字符。因为写入显示地址时要求最高位D7 恒定为高电平，所以实际写入的数据应该是要显示地址值加上80H，即将最高位D7置为1。在使用此显示模块时一般要对其进行初始化，设置所需要的显示参数。液晶模块在显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。每次输入指令前，都要判断液晶模块是否处于忙状态。
3 数字电子钟硬件电路设计
硬件电路系统设计主要由单片机最小系统、输入电路、输出电路等
组成。单片机最小系统同所有单片机系统，在此不作讨论。输入电路主
要时间调节电路，为简化系统我们使两个外部中断来调节“时”和“分”
数值，即将INT0、INT1分别接两个按钮。LCD显示器和单片机接口电路
可以采用总线方式或者是模拟口线方式，本设计采用第二种方式，即以
单片机I/O 模拟控制信号。具体电路见图1，P0口作为数据，并接上拉
电阻提升电压，P2.0接LCD的RS端、P2.1 接LCD的R/W端、P2.2接
LCD的E端，“分”调节按钮接INT0，“时”调节按钮接INT1，图1 省略
了电源和单片机最小系统电路。
图1 数字电子钟硬件电路
三、设计电路图及程序
1.电路图如下
原理图如下：
2.程序
共有四段程序，用Keil仿真是程序列表如图
Regx52.h程序为：
#ifndef __AT89X52_H__
#define __AT89X52_H__
sfr P0 = 0x80;
sfr SP = 0x81; sfr DPL = 0x82; sfr DPH = 0x83; sfr PCON = 0x87; sfr TCON = 0x88; sfr TMOD = 0x89; sfr TL0 = 0x8A;
sfr TL1 = 0x8B;
sfr TH0 = 0x8C; sfr TH1 = 0x8D; sfr P1 = 0x90;
sfr SCON = 0x98; sfr SBUF = 0x99; sfr P2 = 0xA0; sfr IE = 0xA8;
sfr P3 = 0xB0; sfr IP = 0xB8;
sfr T2CON = 0xC8;
sfr T2MOD = 0xC9;
sfr RCAP2L = 0xCA;
sfr RCAP2H = 0xCB;
sfr TL2 = 0xCC;
sfr TH2 = 0xCD;
sfr PSW = 0xD0;
sfr ACC = 0xE0;
sfr B = 0xF0;
/*------------------------------------------------ P0 Bit Registers
------------------------------------------------*/ sbit P0_0 = 0x80;
sbit P0_1 = 0x81;
sbit P0_2 = 0x82;
sbit P0_3 = 0x83;
sbit P0_4 = 0x84;
sbit P0_5 = 0x85;
sbit P0_6 = 0x86;
sbit P0_7 = 0x87;
/*------------------------------------------------
PCON Bit Values
------------------------------------------------*/ #define IDL_ 0x01
#define STOP_ 0x02
#define PD_ 0x02 /* Alternate definition */
#define GF0_ 0x04
#define GF1_ 0x08
#define SMOD_ 0x80
/*------------------------------------------------ TCON Bit Registers
------------------------------------------------*/ sbit IT0 = 0x88;
sbit IE0 = 0x89;
sbit IT1 = 0x8A;
sbit IE1 = 0x8B;
sbit TR0 = 0x8C;
sbit TF0 = 0x8D;
sbit TR1 = 0x8E;
sbit TF1 = 0x8F;
/*------------------------------------------------ TMOD Bit Values
------------------------------------------------*/ #define T0_M0_ 0x01
#define T0_M1_ 0x02
#define T0_CT_ 0x04
#define T0_GATE_ 0x08
#define T1_M0_ 0x10
#define T1_M1_ 0x20
#define T1_CT_ 0x40
#define T1_GATE_ 0x80
#define T1_MASK_ 0xF0
#define T0_MASK_ 0x0F
/*------------------------------------------------ P1 Bit Registers
------------------------------------------------*/ sbit P1_0 = 0x90;
sbit P1_1 = 0x91;
sbit P1_2 = 0x92;
sbit P1_3 = 0x93;
sbit P1_4 = 0x94;
sbit P1_5 = 0x95;
sbit P1_6 = 0x96;
sbit P1_7 = 0x97;
sbit T2 = 0x90; /* External input to Timer/Counter 2, clock out */ sbit T2EX = 0x91; /* Timer/Counter 2 capture/reload trigger & dir ctl */
/*------------------------------------------------
SCON Bit Registers
------------------------------------------------*/
sbit RI = 0x98;
sbit TI = 0x99;
sbit RB8 = 0x9A;
sbit TB8 = 0x9B;
sbit REN = 0x9C;
sbit SM2 = 0x9D;
sbit SM1 = 0x9E;
sbit SM0 = 0x9F;
/*------------------------------------------------
P2 Bit Registers
------------------------------------------------*/ sbit P2_0 = 0xA0;
sbit P2_1 = 0xA1;
sbit P2_2 = 0xA2;
sbit P2_3 = 0xA3;
sbit P2_4 = 0xA4;
sbit P2_5 = 0xA5;
sbit P2_6 = 0xA6;
sbit P2_7 = 0xA7;
/*------------------------------------------------ IE Bit Registers
------------------------------------------------*/ sbit EX0 = 0xA8; /* 1=Enable External interrupt 0 */ sbit ET0 = 0xA9; /* 1=Enable Timer 0 interrupt */ sbit EX1 = 0xAA; /* 1=Enable External interrupt 1 */ sbit ET1 = 0xAB; /* 1=Enable Timer 1 interrupt */ sbit ES = 0xAC; /* 1=Enable Serial port interrupt */ sbit ET2 = 0xAD; /* 1=Enable Timer 2 interrupt */
sbit EA = 0xAF; /* 0=Disable all interrupts */
/*------------------------------------------------
P3 Bit Registers (Mnemonics & Ports)
------------------------------------------------*/ sbit P3_0 = 0xB0;
sbit P3_1 = 0xB1;
sbit P3_2 = 0xB2;
sbit P3_3 = 0xB3;
sbit P3_4 = 0xB4;
sbit P3_5 = 0xB5;
sbit P3_6 = 0xB6;
sbit P3_7 = 0xB7;
sbit RXD = 0xB0; /* Serial data input */
sbit TXD = 0xB1; /* Serial data output */
sbit INT0 = 0xB2; /* External interrupt 0 */
sbit INT1 = 0xB3; /* External interrupt 1 */
sbit T0 = 0xB4; /* Timer 0 external input */
sbit T1 = 0xB5; /* Timer 1 external input */
sbit WR = 0xB6; /* External data memory write strobe */ sbit RD = 0xB7; /* External data memory read strobe */
IP Bit Registers
------------------------------------------------*/
sbit PX0 = 0xB8;
sbit PT0 = 0xB9;
sbit PX1 = 0xBA;
sbit PT1 = 0xBB;
sbit PS = 0xBC;
sbit PT2 = 0xBD;
/*------------------------------------------------
T2CON Bit Registers
------------------------------------------------*/
sbit CP_RL2= 0xC8; /* 0=Reload, 1=Capture select */
sbit C_T2 = 0xC9; /* 0=Timer, 1=Counter */
sbit TR2 = 0xCA; /* 0=Stop timer, 1=Start timer */
sbit EXEN2= 0xCB; /* Timer 2 external enable */
sbit TCLK = 0xCC; /* 0=Serial clock uses Timer 1 overflow, 1=Timer 2 */ sbit RCLK = 0xCD; /* 0=Serial clock uses Timer 1 overflow, 1=Timer 2 */ sbit EXF2 = 0xCE; /* Timer 2 external flag */
sbit TF2 = 0xCF; /* Timer 2 overflow flag */
T2MOD Bit Values
------------------------------------------------*/
#define DCEN_ 0x01 /* 1=Timer 2 can be configured as up/down counter */ #define T2OE_ 0x02 /* Timer 2 output enable */
/*------------------------------------------------
PSW Bit Registers
------------------------------------------------*/
sbit P = 0xD0;
sbit FL = 0xD1;
sbit OV = 0xD2;
sbit RS0 = 0xD3;
sbit RS1 = 0xD4;
sbit F0 = 0xD5;
sbit AC = 0xD6;
sbit CY = 0xD7;
/*------------------------------------------------
Interrupt Vectors:
Interrupt Address = (Number * 8) + 3
------------------------------------------------*/
#define IE0_VECTOR 0 /* 0x03 External Interrupt 0 */
#define TF0_VECTOR 1 /* 0x0B Timer 0 */
#define IE1_VECTOR 2 /* 0x13 External Interrupt 1 */
#define TF1_VECTOR 3 /* 0x1B Timer 1 */
#define SIO_VECTOR 4 /* 0x23 Serial port */
#define TF2_VECTOR 5 /* 0x2B Timer 2 */
#define EX2_VECTOR 5 /* 0x2B External Interrupt 2 */
#endif
LCD1602驱动程序为：
#ifndef LCD_CHAR_1602_2005_4_9
#define LCD_CHAR_1602_2005_4_9
#include
//Port
Definitions**********************************************************
sbit LcdRs = P2^0;
sbit LcdRw = P2^1;
sbit LcdEn = P2^2;
sfr DBPort = 0x80; //P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.数据端口
//部等待函数
********************************************************************* *****
unsigned char LCD_Wait(void)
{
LcdRs=0;
LcdRw=1; _nop_();
LcdEn=1; _nop_();
//while(DBPort&0x80);//在用Proteus仿真时，注意用屏蔽此语句，在调用GotoXY()时，会进入死循环，
//可能在写该控制字时，该模块没有返回写入完备命令，即DBPort&0x80==0x80
//实际硬件时打开此语句
LcdEn=0;
return DBPort;
}
//向LCD写入命令或数据
************************************************************ #define LCD_MAND 0 // mand
#define LCD_DATA 1 // Data
#define LCD_CLEAR_SCREEN 0x01 // 清屏
#define LCD_HOMING 0x02 // 光标返回原点
void LCD_Write(bit style, unsigned char input)
{
LcdEn=0;
LcdRs=style;
LcdRw=0; _nop_();
DBPort=input; _nop_();//注意顺序
LcdEn=1; _nop_();//注意顺序
LcdEn=0; _nop_();
LCD_Wait();
}
//设置显示模式
************************************************************ #define LCD_SHOW 0x04 //显示开
#define LCD_HIDE 0x00 //显示关
#define LCD_CURSOR 0x02 //显示光标
#define LCD_NO_CURSOR 0x00 //无光标
#define LCD_FLASH 0x01 //光标闪动
#define LCD_NO_FLASH 0x00 //光标不闪动
void LCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode)
{
LCD_Write(LCD_MAND, 0x08|DisplayMode);
}
//设置输入模式
************************************************************ #define LCD_AC_UP 0x02
#define LCD_AC_DOWN 0x00 // default
#define LCD_MOVE 0x01 // 画面可平移
#define LCD_NO_MOVE 0x00 //default
void LCD_SetInput(unsigned char InputMode)
{
LCD_Write(LCD_MAND, 0x04|InputMode);
}
//移动光标或屏幕
************************************************************
/*
#define LCD_CURSOR 0x02
#define LCD_SCREEN 0x08
#define LCD_LEFT 0x00
#define LCD_RIGHT 0x04
void LCD_Move(unsigned char object, unsigned char direction)
{
if(object==LCD_CURSOR)
LCD_Write(LCD_MAND,0x10|direction);
if(object==LCD_SCREEN)
LCD_Write(LCD_MAND,0x18|direction);
}
*/
//初始化
LCD************************************************************ void LCD_Initial()
{
LcdEn=0;
LCD_Write(LCD_MAND,0x38); //8位数据端口,2行显示,5*7点阵
LCD_Write(LCD_MAND,0x38);
LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR); //开启显示, 无光标
LCD_Write(LCD_MAND,LCD_CLEAR_SCREEN); //清屏
LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE); //AC递增, 画面不动
}
//******************************************************************** ****
void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y)
{
if(y==0)
LCD_Write(LCD_MAND,0x80|x);
if(y==1)
LCD_Write(LCD_MAND,0x80|(x-0x40));
}
void Print(unsigned char *str)
{
while(*str!='\0')
{
LCD_Write(LCD_DATA,*str);
str++;
}