基于单片机的lcd1602电子时钟设计说明
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2.2、方案论证
（1）：时钟芯片的选择和论证
方案一：采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、月、年以及闰年补偿的年进行计数，精度也较高，工作电压2.5V~5.5V围，功耗也较低，但价格比较贵。
方案二：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现秒、分、时、日、月、年计数。采用此方案实现虽然有一定的时间误差，但可减少芯片的使用，节约成本，易于实现，符合现实选用，所以采用此种作为时钟信号发生器。
（6）：搭建仿真电路图，模拟单片机要实现的功能；
（7）：焊接单片机开发板；
（8）：编写程序，下载并调试，实现要求的功能。
1.2、设计目的
（1）：熟练掌握KEIL软件的使用方法；
（2）：熟练掌握PROTEUS软件的使用方法；
（3）：掌握单片机I/O接口的工作原理；
（4）：掌握LCD显示器的工作原理及编程方法；
（5）：掌握独立式键盘的工作原理及编程使用方法；
（6）：掌握单片机的下载使用方法。
2、设计思路和方案论证
2.1、设计思路
电路总体上分为控制和显示部分。以单片机最小系统作为核心控制电路，控制LCD显示，具体显示容及方式由软件来完成；由于有时钟和日期的调节功能需要校准电路和基本的复位电路，复位电路采用按键复位，调节键、加1键、减1键三个按键完成，共需四个按键；计时功能由固定频率的晶振完成（采用11.0592MHz）；显示部分主要采用LCD1602作为显示。
NO
YES
NO
YES
NO
YES
NO
YES
YES
NO
YES
NO NO
YES
NO
YES
4.3 LCD初始化程序流程图
图9 LCD初始化流程图
5、设计结果分析
5.1 硬件分析
该设计电路系统较大，电路系统中只要出于一处的错误，则会对检测造成很大的不便，而且电路的交线较多。另外，买来的元器件要先进行检测，如果有坏的器件要进行更换，还有就是要注意元器件的正确放置与安装以及布线的合理，便于成品电路的检测与维护。
基于单片机的LCD1602电子时钟设计
1、设计任务和目的
1.1、设计任务
（1）：用单片机设计基于LCD1602的电子时钟，显示时间和日期；
（2）：误差精度控制在1s/天；
（3）：具有时间和日期的校准功能；
（4）：能区分某年是闰年或平年，并对应显示2月份的天数；
（5）：根据月份的不同显示不同的最大日数；
为了减少复杂度，可用Proteus软件进行仿真，按照电路原理图在Proteus中选择元器件并连接，把生产的HEX文件烧入到单片机部进行仿真，若出现错误及时更改。
在本设计中遇到了很多的问题。回想这些问题，其实只要认真思考许多都是可以避免的，以下为主要的问题：
（1）：在Proteus仿真中提示出错，没有仿真结果。
5.2 软件分析
该设计的功能虽然比较简单，但程序也较为复杂，所以在编写程序和调试时出现了许多问题。最后经过多次的模块子程序的修改，一步一步的完成，最终在KEIL调试成功，解决了软件问题。在软件的调试过程中主要遇到的问题如下：
图4：键盘电路
3.5 复位电路及晶振电路
该电路采用按键复位，有一个22uF的电容、一个按键S4、一个10K的电阻和一个220Ω的电阻构成。在产品工作期间出现错误或死机现象可采用手动复位，即按下S4，此时无论电路处于何种状态，电路都会恢复到初始状态的显示。
晶振电路可以给单片机提供所需要的时钟频率，主要由晶振这个元件固定的精确的频率来实现。复位电路及晶振电路如图5所示：
（2）：显示模块选择方案和论证：
方案一：采用点阵式图形LCD12864液晶显示屏，液晶显示屏的显示功能强大，可显示文字，图形，显示多样，清晰可见，但是价格昂贵，需要的接口线多，所以在此设计中不采用点阵式图形LCD12864液晶显示屏。
方案二：采用点阵式字符型LCD1602液晶显示屏，LCD1602是专门用于显示字母、数字、符号等的点阵型液晶显示模块，分4位和8位数据传输方式。提供“5×7点阵+光标”和“5×10点阵+光标”的显示模式。价格现对便宜，所以用此种作为显示。
图2：单片机最小系统原理图
3.3 显示电路设计
采用LCD1602液晶显示，LCD1602的D0~D7与单片机的P0口相连，P0口作为I/O口输出时必须外接10KΩ的上拉电阻。分别用P1.0、P1.1、P1.2作为LCD1602的RS、RW、E控制线。显示电路如图3所示：
图3：液晶显示电路
3.4 时间调整电路
该电路设计有三个轻触式按键，分别命名为：模式设定键S1、加调整键S2、减调整键S3。由P2.0口外接S1，P2.1外接S2，P2.2外接S3，P2.3作为公共端。
按一下S1，调整光标开始出现在秒位，再按一下S1光标移动到分，按一下光标移动一个校准位直到年位。S2实现调整加1功能，S3实现调整减1功能。时间调整电路如图4所示：
在Proteus中仿真中，提示出现了R1（R2）错误，经过仔细排查，发现有两个电阻命名,是R1，两个电阻命名是R2。修改后就没有出现错误。
（2）：在Proteus仿真中，LCD不显示
在硬件设计上需要用P0口来对LCD进行指令的读写和数据的输入，由于没有在P0口接上拉电阻，LCD屏就一直不显示。最终将在查阅课本时想起P0做输出口使用时外部必须接10KΩ的上拉电阻，接上后LCD就正常显示了。
图5 复位电路及晶振电路
4、系统软件设计
软件系统分四个部分：主函数程序部分，键盘扫描部分，定时器中断部分，LCD初始化部分。各部分程序流程图如下所示：
4.1 主函数程序流程图
图6 主函数流程图
4.2 键盘扫描子程序流程图
NO
YES
NO NO
YES YES
图7 键盘扫描程序流程图
4.3 定时器中断子程序流ຫໍສະໝຸດ Baidu图
3、系统的硬件设计与实现
3.1 电路设计框图
图1：整体设计方框图
3.2 单片机最小系统的设计
以AT89C51为核心组成的单片机的最小系统，主要包括时钟振荡电路，复位电路等。正5V电源直接接到89C51的40脚（VCC），20脚（GND）接地。时钟振荡电路的18脚（XTAL1）和19脚（XTAL2）外接11.0592MHZ的晶振和二个30PF的电容，振荡频率就是晶振的固有频率，经过一定的电路连接实现计时的功能。复位电路采用上电自动复位和手动复位相结合的方式接到89C51的9端（RST）。单片机最小系统原理图如图2所示：
（1）：时钟芯片的选择和论证
方案一：采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、月、年以及闰年补偿的年进行计数，精度也较高，工作电压2.5V~5.5V围，功耗也较低，但价格比较贵。
方案二：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现秒、分、时、日、月、年计数。采用此方案实现虽然有一定的时间误差，但可减少芯片的使用，节约成本，易于实现，符合现实选用，所以采用此种作为时钟信号发生器。
（6）：搭建仿真电路图，模拟单片机要实现的功能；
（7）：焊接单片机开发板；
（8）：编写程序，下载并调试，实现要求的功能。
1.2、设计目的
（1）：熟练掌握KEIL软件的使用方法；
（2）：熟练掌握PROTEUS软件的使用方法；
（3）：掌握单片机I/O接口的工作原理；
（4）：掌握LCD显示器的工作原理及编程方法；
（5）：掌握独立式键盘的工作原理及编程使用方法；
（6）：掌握单片机的下载使用方法。
2、设计思路和方案论证
2.1、设计思路
电路总体上分为控制和显示部分。以单片机最小系统作为核心控制电路，控制LCD显示，具体显示容及方式由软件来完成；由于有时钟和日期的调节功能需要校准电路和基本的复位电路，复位电路采用按键复位，调节键、加1键、减1键三个按键完成，共需四个按键；计时功能由固定频率的晶振完成（采用11.0592MHz）；显示部分主要采用LCD1602作为显示。
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4.3 LCD初始化程序流程图
图9 LCD初始化流程图
5、设计结果分析
5.1 硬件分析
该设计电路系统较大，电路系统中只要出于一处的错误，则会对检测造成很大的不便，而且电路的交线较多。另外，买来的元器件要先进行检测，如果有坏的器件要进行更换，还有就是要注意元器件的正确放置与安装以及布线的合理，便于成品电路的检测与维护。
基于单片机的LCD1602电子时钟设计
1、设计任务和目的
1.1、设计任务
（1）：用单片机设计基于LCD1602的电子时钟，显示时间和日期；
（2）：误差精度控制在1s/天；
（3）：具有时间和日期的校准功能；
（4）：能区分某年是闰年或平年，并对应显示2月份的天数；
（5）：根据月份的不同显示不同的最大日数；
为了减少复杂度，可用Proteus软件进行仿真，按照电路原理图在Proteus中选择元器件并连接，把生产的HEX文件烧入到单片机部进行仿真，若出现错误及时更改。
在本设计中遇到了很多的问题。回想这些问题，其实只要认真思考许多都是可以避免的，以下为主要的问题：
（1）：在Proteus仿真中提示出错，没有仿真结果。
5.2 软件分析
该设计的功能虽然比较简单，但程序也较为复杂，所以在编写程序和调试时出现了许多问题。最后经过多次的模块子程序的修改，一步一步的完成，最终在KEIL调试成功，解决了软件问题。在软件的调试过程中主要遇到的问题如下：
图4：键盘电路
3.5 复位电路及晶振电路
该电路采用按键复位，有一个22uF的电容、一个按键S4、一个10K的电阻和一个220Ω的电阻构成。在产品工作期间出现错误或死机现象可采用手动复位，即按下S4，此时无论电路处于何种状态，电路都会恢复到初始状态的显示。
晶振电路可以给单片机提供所需要的时钟频率，主要由晶振这个元件固定的精确的频率来实现。复位电路及晶振电路如图5所示：
（2）：显示模块选择方案和论证：
方案一：采用点阵式图形LCD12864液晶显示屏，液晶显示屏的显示功能强大，可显示文字，图形，显示多样，清晰可见，但是价格昂贵，需要的接口线多，所以在此设计中不采用点阵式图形LCD12864液晶显示屏。
方案二：采用点阵式字符型LCD1602液晶显示屏，LCD1602是专门用于显示字母、数字、符号等的点阵型液晶显示模块，分4位和8位数据传输方式。提供“5×7点阵+光标”和“5×10点阵+光标”的显示模式。价格现对便宜，所以用此种作为显示。
图2：单片机最小系统原理图
3.3 显示电路设计
采用LCD1602液晶显示，LCD1602的D0~D7与单片机的P0口相连，P0口作为I/O口输出时必须外接10KΩ的上拉电阻。分别用P1.0、P1.1、P1.2作为LCD1602的RS、RW、E控制线。显示电路如图3所示：
图3：液晶显示电路
3.4 时间调整电路
该电路设计有三个轻触式按键，分别命名为：模式设定键S1、加调整键S2、减调整键S3。由P2.0口外接S1，P2.1外接S2，P2.2外接S3，P2.3作为公共端。
按一下S1，调整光标开始出现在秒位，再按一下S1光标移动到分，按一下光标移动一个校准位直到年位。S2实现调整加1功能，S3实现调整减1功能。时间调整电路如图4所示：
在Proteus中仿真中，提示出现了R1（R2）错误，经过仔细排查，发现有两个电阻命名,是R1，两个电阻命名是R2。修改后就没有出现错误。
（2）：在Proteus仿真中，LCD不显示
在硬件设计上需要用P0口来对LCD进行指令的读写和数据的输入，由于没有在P0口接上拉电阻，LCD屏就一直不显示。最终将在查阅课本时想起P0做输出口使用时外部必须接10KΩ的上拉电阻，接上后LCD就正常显示了。
图5 复位电路及晶振电路
4、系统软件设计
软件系统分四个部分：主函数程序部分，键盘扫描部分，定时器中断部分，LCD初始化部分。各部分程序流程图如下所示：
4.1 主函数程序流程图
图6 主函数流程图
4.2 键盘扫描子程序流程图
NO
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NO NO
YES YES
图7 键盘扫描程序流程图
4.3 定时器中断子程序流ຫໍສະໝຸດ Baidu图
3、系统的硬件设计与实现
3.1 电路设计框图
图1：整体设计方框图
3.2 单片机最小系统的设计
以AT89C51为核心组成的单片机的最小系统，主要包括时钟振荡电路，复位电路等。正5V电源直接接到89C51的40脚（VCC），20脚（GND）接地。时钟振荡电路的18脚（XTAL1）和19脚（XTAL2）外接11.0592MHZ的晶振和二个30PF的电容，振荡频率就是晶振的固有频率，经过一定的电路连接实现计时的功能。复位电路采用上电自动复位和手动复位相结合的方式接到89C51的9端（RST）。单片机最小系统原理图如图2所示：