LCD时钟设计单片机原理课程设计报告

一、设计任务要求分析本设计要实现的功能是：实时显示当前的时钟，并且可以设定闹铃和调整时间，以蜂鸣器鸣响5秒的方式作为闹铃。

二、设计总体方案及其方案论证按照系统的设计功能所要求的，液晶显示电子时钟原理图如图所示。

单片机显示电路键盘电路复位电路晶振电路液晶显示电子时钟原理图本系统以AT89C51单片机为核心，该单片机可把数据进行处理，从而把数据传输到显示模块LCD1602液晶显示器，实现时间及日期的显示。

以LCD 液晶显示器为显示模块，把单片机传来的数据显示出来，并且显示多样化，还可以对时间和日期进行设置，主要靠按键来实现。

三、硬件设计及描述 1、整体结构图①开关部分开关实现校正时间，定闹钟左一开关实现校时左二左三开关实现加减右一开关实现闹钟定时通过控制键来控制所要调节的是时、分、还是秒。

在控制键按下后LCD中会在相应的位置出现光标，这时在通过加数键或减数键来控制时分秒的加或减。

在调闹钟键按下后LCD中也会在相应的位置出现光标，这时也通过加数键或减数键来设置闹钟。

②液晶显示屏③蜂鸣器当单片机的P1^5接口输出为高电平时，蜂鸣器响，当输出为低电平时，蜂鸣器停止。

④复位电路开关为复位键⑤晶振电路选取原则：电容选取22pF，晶振为12MHz。

2、LCD1602简介LCD1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块，它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。

每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此，所以他不能显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。

1602LCD是指显示的内容为16X2，即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。

目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。

（1）LCD1602的主要技术参数显示容量：16×2个字符；芯片工作电压：4.5—5.5V；工作电流：2.0mA(5.0V)；模块最佳工作电压：5.0V；字符尺寸：2.95×4.35(W×H)mm。

（2）LCD1602引脚功能说明1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如下：第1脚：VSS为地电源；第2脚：VDD接5V正电源；第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度；第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器；第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。

当RS和R/W 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据；第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令；第7～14脚：D0～D7，为8位双向数据线；第15脚：背光源正极；第16脚：背光源负极。

1602液晶模块的读写操作，屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。

本显示电路将单片机的P0口作为液晶的数据口，由于P0口没有上拉电阻，所以需额外加一个排阻作为上拉电阻，利用P1口作为其读写控制端。

显示电路3、程序主流程图开始LCD初始化延时中断子程序送LCD显示否是否有键按下是调用时间延时子程序主流程图4、初始化流程图系统初始化模块的主要功能是完成系统的初始化以及设定系统的工作状态，初始化部分包括以下方面的内容：（1）单片机定时器0初始化以及各种I/O口定义；（2）1602液晶初始化清屏及设定工作方式；（3）系统进入正常工作状态。

开始LCD 功能设置LCD 显示设置LCD 赋初值定时器赋初值开中断开定时器结束初始化流程图5、延时中断子程序开始THO=(65536-46080)/256TLO=(65536-46080)%256定时50msCount=20miao++miao=60fen++fen=60shi++shi=24day++day=31month++month=13year++year=100year=0是是是是是是是否否否否否否否延时中断子程序6、时间设置子程序这里仅画出了秒设置流程图，其他时间及日期设置类似。

开始S1按下延时5ms S1num=1S2按下S3按下Miao++Miao--Miao>=60Miao=0Miao<0Miao=59送液晶显示秒设置流程图四、测试1、测试方法系统单片机代码采用C 语言编写，proteus 进行原理图的设计，keil 软件进行代码的编译，通过keil 与proteus 软件的充分利用，将编译好的执行代码加载到原理图中的单片机里面进行原理图仿真，通过仿真对系统的代码程序和原理图进行测试，看是否达到系统的设计要求。

2、测试结果（1）通过按调时健、加减键的调节，我们可以设定出具体的时间1：00：00，观察LCD 液晶屏如图所示精确显示出我们所设定的时间时间。

（2）通过按键调节调闹钟健，我们可以五秒听到清晰的蜂鸣声。

源程序#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit beep=P1^5; //定义蜂鸣器的io口sbit rw=P2^1; //定义读写的io口sbit rs=P2^0; //定义接收与发送指令的io口sbit lcden=P2^2; //定义使能端的io口sbit k1=P3^0; //定义调时键的io口sbit k2=P3^1; //定义加数键的io口sbit k3=P3^2; //定义减数键的io口sbit k4=P3^3; //定义调闹钟键的io口uchar count,count1,num,num1,num2;char h,min,sec,h1,min1,sec1;uchar table[]={" 23:59:57"};uchar table1[]={" 00:00:00"};void delay(uint ms) //延时程序{int i;while(ms--){for(i = 0; i< 250; i++){_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}}}delay1(uchar z) //延时程序uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--); return 0;}bit write_busy() //判断是否为繁忙状态{ bit result;rs = 0;rw = 1;lcden = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();result = (bit)(P0&0x80);lcden= 0;return result; }void write_com(uchar com) //写指令函数{while(write_busy());rs=0;rw=0;lcden=0;P0=com;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();lcden=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();lcden=0;void write_data(uchar date) //写数据函数{while(write_busy());rs=1;rw=0;lcden=0;P0=date;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();lcden=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();lcden=0;}void write_pos(uchar pos) //设定地址{write_com(pos | 0x80); //数据指针=80+地址变量}void write_sfm(uchar add,uchar date) //设定时分秒及其显示与地址{uint shi,ge;shi=date/10;ge=date%10;write_com(0x80+0x40+add);write_data(0x30+shi);write_data(0x30+ge);}void write_sfm1(uchar add,uchar date) //设置闹钟时分秒及其显示与地址{uint shi,ge;shi=date/10;write_com(0x80+add);write_data(0x30+shi);write_data(0x30+ge);}void keyscan() //键盘扫描{if(k1==0){delay1(5);if(k1==0){while(!k1);num++;if(num==1){TR0=0;write_com(0x80+0x40+11);write_com(0x0f);}if(num==2){write_com(0x80+0x40+8);}if(num==3){write_com(0x80+0x40+5);}if(num==4){num=0;write_com(0x0c);TR0=1;}}if(num!=0){if(k2==0){delay1(5);if(k2==0){while(!k2)if(num==1){sec++;if(sec==60)sec=0;write_sfm(10,sec);write_com(0x80+0x40+0x10);}if(num==2){min++;if(min==60)min=0;write_sfm(7,min);write_com(0x80+0x40+8);}if(num==3){h++;if(h==24)h=0;write_sfm(4,h);write_com(0x80+0x40+5);}}}if(k3==0)delay1(5);if(k3==0){while(!k3);if(num==1){sec--;if(sec==-1)sec=59;write_sfm(10,sec);write_com(0x80+0x40+0x10);}if(num==2){min--;if(min==-1)min=59;write_sfm(7,min);write_com(0x80+0x40+8); }if(num==3){h--;if(h==-1)h=23;write_sfm(4,h);write_com(0x80+0x40+5);}}}}if(k4==0){delay1(5);if(k4==0)while(!k4);num1++;if(num1==1){write_sfm1(10,sec1);write_sfm1(7,min1);write_sfm1(4,h1);}if(num1==2){write_com(0x80+11); write_com(0x0f);}if(num1==3){write_com(0x80+8);}if(num1==4){write_com(0x80+5);}if(num1==5){num1=0;write_com(0x0c);write_sfm(10,sec);write_sfm(7,min);write_sfm(4,h);}}}if(num1!=0){if(k2==0){delay1(5);if(k2==0){while(!k2)if(num1==2){sec1++;if(sec1==60)sec1=0;write_sfm1(10,sec1);write_com(0x80+0x10);}if(num1==3){min1++;if(min1==60)min1=0;write_sfm1(7,min1);write_com(0x80+8);}if(num1==4){h1++;if(h1==24)h1=0;write_sfm1(4,h1);write_com(0x80+5);}}}if(k3==0){delay1(5);if(k3==0){while(!k3);if(num1==2){sec1--;if(sec1==-1)sec1=59;write_sfm1(10,sec1);write_com(0x80+0x10);}if(num1==3){min1--;if(min1==-1)min=59;write_sfm1(7,min1);write_com(0x80+8);}if(num1==4){h1--;if(h1==-1)h1=23;write_sfm1(4,h1);write_com(0x80+5);}}}}}void init() //程序初始化函数{uint i;h=23;min=59;sec=57;h1=00;min1=00;sec1=00;num=0;lcden=0;write_com(0x38);delay(1);write_com(0x0c); //显示开，关光标delay(1);write_com(0x06); //移动光标delay(1);write_com(0x01); //清除LCD的显示内容 delay(1);i=0;while(table1[i] != '\0') //显示闹钟（静态） {write_data(table1[i]);i++;}i=0;write_pos(0x40);while(table[i] != '\0') //显示时间（静态） {write_data(table[i]);i++;}TMOD=0x01; //定时器TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1; //开启定时器ET0=1;TR0=1;}void main(){init();{keyscan();if(min==min1&&h==h1) //闹钟启动条件{while(sec<=5) //响五秒 {beep = 1;delay1(2);beep = 0;}}elsebeep=0;}}void timer0() interrupt 1 //定时器时间设定{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;count++;if(count==20){count=0;sec++;if(sec==60){sec=0;min++;if(min==60){min=0;h++;if(h==24){h=0;write_sfm(4,h);}write_sfm(7,min);}write_sfm(10,sec);}}。