單片機課程設(shè)計--時鐘及液晶顯示器設(shè)計

1、<p>　　單片機原理與接口技術(shù)</p><p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　課程名稱： 單片機原理與接口技術(shù) </p><p>　　設(shè)計題目： 時鐘及液晶顯示器設(shè)計 </p><p>　　院 系： 機械與電子工程控制學(xué)院

2、 </p><p>　　組 長： </p><p>　　組 員： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　課題設(shè)計背景<

3、;/b></p><p>　　LCD作為一種新的材料，它在設(shè)計制造技術(shù)與應(yīng)用水平上都得到了迅速的提高，生產(chǎn)上也得到了迅速的發(fā)展，并逐步形成產(chǎn)業(yè)，成為光電子行業(yè)的新寵；隨著人們生活節(jié)奏的加快，時間對人們的重要性也越來越重要。因此，擁有一個簡單方便的時鐘對人們的生活將帶來很大的方便。</p><p>　　基于此背景，我們小組決定設(shè)計LCD電子時鐘，用所學(xué)的單片機知識服務(wù)于實際生活。<

4、;/p><p><b>　　二、課題設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計一個單片機時鐘顯示調(diào)整系統(tǒng)，擴展液晶顯示器（LCD）用于時鐘顯示和調(diào)整，連接按鍵分別控制系統(tǒng)的顯示模式切換和時間值增減調(diào)整。</p><p>　　預(yù)期效果：1、實現(xiàn)時鐘功能；2，實現(xiàn)顯示漢字功能；</p><p>　　本課題課題基本要求：</

5、p><p>　　1、掌握單片機開發(fā)編程設(shè)計的基本流程；</p><p>　　2、了解Keil及Proteus軟件的基本使用；</p><p>　　3、了解LCD的基本使用；</p><p>　　4、學(xué)習單片機硬件制作。</p><p><b>　　三、軟件平臺</b></p><p

6、>　　單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計包括硬件系統(tǒng)設(shè)計和軟件系統(tǒng)設(shè)計兩大部分，本課題基于Keil C51和proteus這兩個軟件。Keil C51完成軟件系統(tǒng)設(shè)計部分，包括軟件總體設(shè)計、軟件流程圖設(shè)計和源程序的編制；proteus作為硬件系統(tǒng)的仿真軟件，可以在虛擬的環(huán)境中實現(xiàn)微控制器系統(tǒng)的仿真，并可由仿真電路原理圖完成PCB設(shè)計。最后Keil C51與proteus結(jié)合進行調(diào)試與整個系統(tǒng)的仿真。</p><p>&

7、lt;b>　　1）Keil編程</b></p><p>　　Keil的開發(fā)工具的使用的基本過程：</p><p>　　創(chuàng)建匯編語言的源程序；</p><p><b>　　匯編源文件；</b></p><p>　　糾正源文件中的錯誤；</p><p>　　從編譯器和匯編器連接目標文

8、件；</p><p>　　測試連接的應(yīng)用程序。</p><p>　　2）Proteus仿真</p><p>　　Proteus軟件不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。在編譯方面，它也支持IAR，Keil，PLAB等多種編譯器。</p><p><b>　　四、硬件

9、平臺</b></p><p>　　硬件部分包括AT89C51、LCD液晶顯示器（SMC1602A）、74LS00、按鍵若干。下面主要介紹AT89C51和液晶顯示器LCD。</p><p>　　1、AT89C51單片機簡介：</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Er

10、asable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的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AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的

11、一種精簡版本。AT89C單片機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>　　2、LCD液晶顯示器：</p><p>　　LCD液晶顯示器是Liquid Crystal Display的簡稱，LCD的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當中放置液體的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面。</p>

12、<p>　　本課題的LCD顯示器使用SMC1602A，它屬于字符型液晶，采用HD44780及其兼容芯片作為點陣式LCD的控制器驅(qū)動器，還采用HD44100進行LCD 的時分割驅(qū)動。它可以實現(xiàn)英文字母、數(shù)字和符號的顯示，有兩個顯示行，每行顯示16個字符；帶有背光源，工作電壓+5V；采用8位并行數(shù)據(jù)傳輸，與單片機接口非常方便，可以與單片機數(shù)據(jù)總線連接，也可以采用單片機的I/O口線連接進行控制；可以組合成各種輸入、顯示、移位方式

13、，以滿足不同要求。</p><p>　　SMC1602A引腳及功能：</p><p>　　HD44780的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括顯示數(shù)據(jù)RAM(DDRAM)、字符發(fā)生器ROM(CGROM)、字符發(fā)生器RAM(CGRAM)、指令寄存器IR、數(shù)據(jù)寄存器DR、地址計數(shù)器AC和忙標志BF等邏輯電路。</p><p>　　其中，CGROM內(nèi)部存儲著192個5X8點陣的常用固化字符；

14、CGRAM區(qū)域有64個字節(jié)，可將用戶自行設(shè)計的字型寫入LCD中，一個字的大小為5X8個點陣，共可存儲8個字型，其顯示碼為00H到07H。</p><p>　　DDRAM是顯示數(shù)據(jù)RAM,用來寄存待顯示的字符代碼，共80個字節(jié)。</p><p>　　DDRAM單元地址分布圖：</p><p><b>　　四、電路圖設(shè)計</b></p>

15、<p>　　用protues繪制的電路圖如下：</p><p><b>　　五、具體功能實現(xiàn)</b></p><p>　　根據(jù)各器件的性質(zhì)及電路圖，用Keil C51編制程序，編譯無誤后調(diào)入protues電路圖中的8051中，聯(lián)合調(diào)試無誤后運行。預(yù)期效果：LCD第一行顯示“北京交大”、“-年-月-日”；第二行顯示時鐘，初值為23:59:55。時分秒寄存器

16、分別設(shè)置在8051的內(nèi)部RAM40H ~42H單元，按鍵KEY1為工作模式鍵，用于時分秒之間的調(diào)整切換。按鍵KEY2為增1鍵，對選定的被調(diào)項的當前值增1。按鍵KEY3為減1鍵，對選定的被調(diào)項的當前值減1。</p><p><b>　　六、源程序設(shè)計：</b></p><p><b>　　程序設(shè)計說明如下:</b></p><p

17、>　　定時器T0定時20ms中斷一次，中斷50次為1S,用R2工作寄存器記錄T0中斷的次數(shù)。</p><p>　　秒分時寄存器分別設(shè)置在8051的內(nèi)部ＲＡＭ?。矗埃龋矗玻葐卧?lt;/p><p>　　按鍵ＫＥＹ１為工作模式鍵，用于始終顯示或，調(diào)分，調(diào)時的功能切換選擇。</p><p>　　按鍵ＫＥＹ２為增１鍵，對選定的被調(diào)項的當前值增1。</p>

18、<p>　　按鍵KEY3為減1鍵，對選定的被調(diào)項的當前值減1。.</p><p><b>　　漢字顯示</b></p><p>　　顯示程序 </p><p><b>　　時鐘初值顯示</b></p><p>　　主程序 定時器程序</p><

19、;p><b>　　按鍵調(diào)試程序</b></p><p><b>　　源程序參照附件Ⅰ</b></p><p><b>　　七、最終效果演示</b></p><p><b>　　八、工作進程及分工</b></p><p>　　1、學(xué)習Keil C51和

20、proteus，繪制電路圖：田飛虎、胡小云；</p><p>　　2、根據(jù)電路圖寫程序：田飛虎；</p><p>　　3、調(diào)試程序：胡小云、曹平；</p><p>　　4、制作PPT及撰寫課程設(shè)計報告：田飛虎、曹平；</p><p>　　5、實物制作（后續(xù)工作）。</p><p><b>　　九、總結(jié)<

21、/b></p><p>　　至此，我們小組的單片機課程設(shè)計已順利結(jié)束（實物制作待定），通過小組成員的齊心協(xié)力和不懈努力，我們的LCD電子鐘成功地完成了，按鍵調(diào)節(jié)也能正常工作，并且我們還通過自定義字符，讓LCD顯示出“北京交大”及“-年-月-日”等字符。</p><p>　　我們小組的課題——時鐘與液晶顯示器設(shè)計，即制作LCD電子鐘，因為要用到以前沒有接觸過的LCD，所以我們首先必須認

22、真學(xué)習LCD，了解它的各管腳及功能；接著還得學(xué)習Keil C51和proteus這兩個軟件。所以整個課程設(shè)計是個不斷學(xué)習的過程，同時也鍛煉了動手實踐能力。在寫程序和調(diào)試程序中，也將剛學(xué)的匯編語言知識又復(fù)習鞏固了一遍?？偟膩碇v，收獲頗多，并且通過此次課程設(shè)計，我們對單片機這門課程更加感興趣。</p><p><b>　　附件Ⅰ：</b></p><p><b>

23、;　　源程序：</b></p><p>　　KEY1 BIT P1.0</p><p>　　KEY2 BIT P1.1</p><p>　　KEY3 BIT P1.2</p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　AJMP MAIN</p>

24、<p>　　ORG 000BH</p><p>　　AJMP TIMERO</p><p>　　ORG 0100H</p><p>　　MAIN: MOV SP,#60H</p><p>　　ACALL LCDINI</p><p>　　MOV 40H,#23</p><

25、;p>　　MOV 41H,#59</p><p>　　MOV 42H,#55</p><p>　　MOV R4,#00H</p><p>　　T0INT: MOV TMOD,#01H</p><p>　　MOV TH0,#0B1H</p><p>　　MOV TL0,#0E0H</p>

26、;<p><b>　　SETB ET0</b></p><p><b>　　SETB EA</b></p><p>　　MOV R2,#50</p><p><b>　　SETB TR0</b></p><p>　　TP: ACALL TRAN

27、S</p><p>　　ACALL LCD1</p><p>　　ACALL LCD2</p><p>　　ACALL KEY</p><p><b>　　AJMP TP</b></p><p>　　LCDINI: ACALL DLEY1</p><p>　

28、　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#38H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL DLEY2</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#38H</p><

29、p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL DLEY2</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#01H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p>&l

30、t;p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#0CH</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DLEY1: MOV R0,#30</p><p>　　MO

31、V R1,#0FFH</p><p>　　DL1: DJNZ R1,DL1</p><p>　　DJNZ R0,DL1</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DLEY2: MOV R0,#10</p><p>　　MOV R1,#0FFH&l

32、t;/p><p>　　DL2: DJNZ R1,DL2</p><p>　　DJNZ R0,DL2</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TRANS:MOV PSW,#08H</p><p>　　MOV R0,#40H</p><p&

33、gt;　　MOV R1,#50H</p><p>　　MOV R3,#03H</p><p>　　LOOP: MOV A,@R0</p><p>　　MOV B,#10</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　ADD A,#30H<

34、/p><p>　　MOV @R1,A</p><p><b>　　INC R1</b></p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p>　　ADD A,#30H</p><p>　　MOV @R1,A</p><p>

35、;　　INC R0</p><p><b>　　INC R1</b></p><p>　　DJNZ R3,LOOP</p><p>　　MOV PSW,#00H</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TIMERO:PUSH

36、 ACC</p><p>　　PUSH PSW</p><p>　　MOV TH0,#0B1H</p><p>　　MOV TL0,#0E0H</p><p>　　DJNZ R2,RETURN</p><p>　　MOV R2,#50</p><p>　　MOV R1,#42

37、H</p><p><b>　　INC @R1</b></p><p>　　CJNE @R1,#60,RETURN</p><p>　　MOV@R1,#00H</p><p><b>　　DECR1</b></p><p><b>　　INC

38、@R1</b></p><p>　　CJNE @R1,#60,RETURN</p><p>　　MOV@R1,#00H</p><p>　　DEC R1</p><p>　　INC @R1</p><p>　　CJNE @R1,#24,RETURN</p><

39、p>　　MOV@R1,#00H</p><p>　　RETURN: POP PSW</p><p><b>　　POP ACC</b></p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　KEY: JNB KEY1,BB1</p><p>

40、;　　JBKEY1,$</p><p><b>　　INC R4</b></p><p>　　CJNE R4,#04H,COM</p><p>　　MOVR4,#01H</p><p>　　COM:MOV A,#3FH</p><p>　　ADD A,R4</p>

41、<p><b>　　MOVR0,A</b></p><p>　　BB1:JNB KEY2,BB2</p><p>　　JB KEY2,$</p><p>　　CJNE R0,#40H,NT1</p><p>　　CJNE @R0,#23,NT2</p><p>

42、　　MOV@R0,#0FFH</p><p>　　NT1:CJNE @R0,#59,NT2</p><p>　　MOV@R0,#0FFH</p><p>　　NT2:INC @R0</p><p>　　BB2:JNB KEY3,BK</p><p>　　JB KEY3,$</

43、p><p>　　CJNE R0,#40H,NT3</p><p>　　CJNE @R0,#0,NT4</p><p>　　MOV @R0,#24</p><p>　　NT3:CJNE @R0,#0,NT4</p><p>　　MOV@R0,#60</p><p>　　NT4:

44、DEC@R0</p><p>　　BK: RET</p><p>　　LCD1: ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#40H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACA

45、LL BUSY</p><p>　　MOV R5,#00H</p><p>　　AAA:MOV DPTR,#TAB</p><p>　　MOV A,R5</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p>&l

46、t;p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　INC R5</p><p>　　CJNE R5,#38H,AAA</p><p>　　ACALLBUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p>

47、<p>　　MOV A,#81H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV A,#00H</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p&g

48、t;<p>　　ACALLBUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#82H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALLBUSY</p><p>　　MOV A,#01H</p>

49、<p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#83H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p

50、><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV A,#02H</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALLBUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H<

51、;/p><p>　　MOV A,#84H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALLBUSY</p><p>　　MOV A,#03H</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOVX @DPTR,A<

52、;/p><p>　　ACALLBUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#8AH</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALLBUSY</p><p>　　MOV A,#04H</p&

53、gt;<p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALLBUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#8CH</p><p>　　MOVX @DPTR,A&

54、lt;/p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV A,#05H</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,

55、#8000H</p><p>　　MOV A,#8FH</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV A,#06H</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOV

56、X @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#86H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>

57、　　MOV A,#32H</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#87H</p>

58、<p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV A,#30H</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p&g

59、t;<p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#88H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV A,#31H</p><p>　　MOV DPTR,#810

60、0H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#89H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL

61、 BUSY</p><p>　　MOV A,#31H</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>

62、　　MOV A,#8BH</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV A,#35H</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><

63、;p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#8DH</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV A,#33H</p>&

64、lt;p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#8EH</p><p>　　MOVX @DPTR,A&

65、lt;/p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV A,#30H</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　LC

66、D2: ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#0C4H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p&

67、gt;　　MOV A,50H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#0C5H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　AC

68、ALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOV A,51H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV

69、A,#0C6H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOV A,#3AH</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL B

70、USY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#0C7H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOV A,52H

71、</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#0C8H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</

72、p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOV A,53H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#0C9H</p>

73、;<p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOV A,#3AH</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><

74、;p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#0CAH</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOV A,54H</p><p

75、>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>　　MOV DPTR,#8000H</p><p>　　MOV A,#0CBH</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p>

76、　　MOV DPTR,#8100H</p><p>　　MOV A,55H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　ACALL BUSY</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　BUSY: MOV DPTR,#8200H<

77、/p><p>　　MOVX A,@DPTR</p><p>　　JB ACC.7,BUSY</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TAB: DB 0AH,0AH,0AH,1BH,0AH,0AH,1BH,00H、TAB1:DB 04H,1FH,0EH,0AH,0EH,04H,15H,

78、04H</p><p>　　TAB2:DB 04H,1FH,0AH,1BH,04H,0AH,11H,00H</p><p>　　TAB3:DB 04H,04H,1FH,04H,04H,0AH,11H,00H</p><p>　　TAB4:DB 04H,0FH,12H,0FH,0AH,1FH,02H,02H</p><p>　　TAB5:DB

79、0FH,09H,0FH,09H,0FH,09H,0BH,00H</p><p>　　TAB6:DB 0FH,09H,09H,0FH,09H,09H,0FH,00H</p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　附件Ⅱ：</b></p><p><b>　　流程圖如

80、下：</b></p><p><b>　　主程序</b></p><p><b>　　子程序流程圖如下：</b></p><p>　?。?）定時器中斷服務(wù)子程序：</p><p><b>　?。?）顯示子程序：</b></p><p><