LCD显示的指针式电子钟

信息工程学院课程设计报告书

题目: LCD显示的指针式电子钟

专业：电子信息的科学与技术

班级： 0311410

学号： 031141012

学生姓名：何标

指导教师：高林

2014年 5 月 15 日

信息工程学院课程设计任务书

2014年5月20 日

信息工程学院课程设计成绩评定表

目录

1 任务提出与方案论证 (6)

1.1设计要求 (6)

1.2原理说明 (6)

2 总体设计 (7)

3 详细设计 (8)

3.1 AT89C51单片机简介 (8)

3.2时钟模块设计 (9)

3.3 显示模块设计 (10)

3.4 设置模块 (10)

3.5 振荡电路 (10)

3.6 复位设置 (11)

4 总结 (12)

参考文献 (13)

附录仿真电路图 (14)

摘要

单片机就是微控制器，是面向应用对象设计、突出控制功能的芯片。单片机接上晶振、复位电路和相应的接口电路，装载软件后就可以构成单片机应用系统。本设计就是应用单片机强大的控制功能制作而成的指针式电子钟，该指针式电子钟实现如下功能：液晶屏模拟表盘与时分秒指针显示当前时钟，K1键用于选择调节对象，K2键用于调整时分秒，在按下K4键时确定调节值，时钟继续运行。

本设计采用的是AT89C51单片机，AT89C51单片机内部带有定时/计数功能，此定时功能是通过对外部晶振的脉冲进行计数，从而达到计时功能，只要使用11.0592的晶振就能实现零误差的计时，因此可以利用此功能实现计时。芯片采用DALLAS公司的涓细充电时钟芯片DS1302，该芯片通过简单的串行通信与单片机进行通信，时钟/日历电路能够实时提供年、月、日、时分、秒信息，采用双电源供电，当外部电源掉电时能够利用后备电池准确计时。

显示器件采用PG12864LCD液晶，12864是一种图形点阵液晶显示器,它主要由行驱动器/列驱动器及128×64全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示8×4个(16×16点阵)汉字。

通过此次设计能够更加牢固的掌握单片机的应用技术，增强动手能力、硬件设计能力以及软件设计能力。

关键词单片机 AT89C51单片机时钟芯片DS1302 PG12864LCD液晶

1 任务提出与方案论证

组成框图中包含显示模块，控制器，时间模块，设置模块。显示模块有LCD12864来控制显示，整个代码实现主要由控制器来实现，时间模块有DS1302来实现，可以显示系统时间，也可自行调整，设置模块为按键处理。具体模块分析在相关的软硬件设计中详细介绍。

本系统以AT89C51单片机为控制核心，通过与DS1302信获取实时时间，并将得到的数据通过LCD12864液晶显示出来，同时通过相应的按键调整相应的值。因此本设计可分为一下模块：显示模块、实时时间计算模块、设置模块（时间设置模块）。下面对各个模块逐一进行论证分析。

1.1设计要求

本题目采用PG12864LCD液晶屏作为指针式电子钟的显示屏。液晶显示屏模拟表盘与时针、分针、秒针显示当前时间。本电子钟应具有时钟调整功能。

LCD显示当前读取的时间。设有3个功能键：“选择”键、“调整”键和“确定”键。按一下“选择”键，时钟停止运行，进入时钟调整模式，按下“调整”键，调整时针。再按一下“选择”键，进入分针调整模式，按下“调整”键，调整分针。结束调整后，按下“确定”键，时钟继续运行。在指针式显示时间的同时，还有一个浮动窗口，该窗口中以数字形式显示DS1302当前的时钟状态。

1.2原理说明

PG12864是一种图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器／列驱动器及128*64全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示8*4个（16*16点阵）汉字。并行8线数据通信，黑色点阵，黄色背景，独立的LED背光光源。如何设计单片机与PG12864LCD液晶屏接口，并用软件来控制PG12864LCD液晶屏来模拟显示指针式电子钟显示时间是本题目的关键。

2 总体设计

按照功能要求，本时钟系统的设计必须采用单片机软件系统实现，用单片机的自动控制能力配合按键控制，来控制时钟的调整及显示。

本次设计时钟电路，使用了AT89C51单片机芯片控制电路，单片机控制电路简单且省去了很多复杂线路，使电路简明易懂，使用按键调整时分秒，同时使用C语言程序控制整个时钟显示，使编程变得更容易，这样通过芯片和显示屏完成设计。软件采用可读性强的C语言来写，经过KeilC编译通过，并最终将十六进制（HEX）文件烧写到单片机中。程序编写采取模块化、结构化设计。语言程序可以分为几个主要功能模块程序：驱动程序，定时/计数器程序，键盘中断扫描程序，PG12864LCD液晶显示程序。

3 详细设计

3.1 AT89C51单片机简介

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89S51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

VCC：供电电压。

GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL 门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口除了作为一般的I/O口外，更重要的用途是他的第二功能，如下所示：

P3.0 RXD（串行输入口）