lCD时钟日历设计报告

此报告供参考，剩下自己修改添加完善

LCD屏幕显示硬件系统设计电路图(a)

一方案设计及方案论证

1.时钟温度的总体设计思路

按照老师的设计功能要求，电话机LCD屏幕显示系统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现有的按键控制，来控制时钟、日历星期的调整及显示。获得时钟日历星期数据信息，单片机对其进行一系列的处理，最后通过LCD液晶屏幕显示出来。

2.时钟温度系统方案论证

2.1时钟系统方案选择

方案1：通过单片机内部的定时器/计数器，用软件实现，直接用单片机的定时器编程以实现时钟、日历、星期；（原理为：在单片机内部存储器设三个字

节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将时字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点，但当单片机不上电，程序将不执行。而且由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。）括号部分可不要

方案2：用专门的时钟芯片实现时钟的记时，再把时间日历数据送入单片机，由单片机控制显示。（该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，可使系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。）括号部分可不要

虽然用软件实现时钟硬件线路简单，但是程序运行的每一步都需要时间，多一步或少一步程序都会影响记时的准确度，对定时器定时也不是十分准确，时钟精度很低，对于我们实现所需要的功能造成软件编程非常复杂。用专用时钟芯片硬件成本相对较高，但它的精度很高，软件编程很简单。但考虑方案1节省成本，对内部的定时器/计数器方面的知识比较了解熟悉，因此采用方案1。

2.2单片机的选择

对于单片机的选择，如果用8031系列，由于它没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不可用；51系列单片机的ROM为4K，对于我们设计的系统可能有点小；52系列单片机与51系列的结构一样，而ROM扩大为8K，对我们设计系统提供充足的空间进行功能的扩展。再有51系列单片机与52系列的单片机价格差不多。因此，我们选择52系列的单片机。

2.3 显示系统的方案比较

方案1：用数码管或LED显示。

方案2：用液晶162显示。

方案3：用液晶12864显示。

时钟和日历星期的显示可以用数码管或LED，而且价格便宜。但是数码管的只能显示简单的设计的系统，与我们设计要求也不相符。有很多东西需要显示，还是用显示功能更好的液晶显示器比较好，它能显示更多的数据，用162液晶显示数据有限，显示数据的可读性不好，用可以显示汉字的12864液晶显示器还可以增加显示信息的可读性，让人看起来会很方便。另外它们在价格上差距很大，考虑成本我们首选162。所以选择方案2。

2.4 报警系统的方案比较

方案1：用单片机板上长鸣的蜂鸣器实现定时闹钟功能。

方案2：用喇叭加语音芯片实现定时闹钟功能。

用喇叭加语音芯片成本很高，但声音还不错，再有喇叭体积庞大。用用单片机板上蜂鸣器，节约了成本和设计的时间。限于设计所需要的功能，用蜂鸣器是最佳选择。所以我们采用方案1.

2.5 键盘控制方案选择

方案1：采用矩阵键盘，采用矩阵形式连接。

方案2：采用单片机实验板上固有的按键作为校时调整控制。

虽然矩阵键盘调整简单快速，考虑到程序设计的便捷但我们觉得还是用方案2。

二、硬件系统方框图

三、硬件电路设计

硬件系统设计电路图如（a）所示，单片机的P1口为LCD液晶显示的引脚

接口。单片机的P2^0~P^3、P3^3引脚作为按键接口，其中P2^0为设置闹

钟项选择键，P2^1为调整时间项选择键，P2^2为调整时间或设置闹钟加1键，P2^3为调整时间或设置闹钟减1键，P3^3为闹钟停止键。Reset为复

位键，P1-0为蜂鸣器接口，高电平驱动蜂鸣器鸣叫，模拟闹钟起闹。

LCD 162的相关说明

（LCD液晶显示的资料介绍和外观图形，）

四、软件系统程序设计流程图

（自己参考书本P245~P251及参考资料）

五、调试结果分析及使用操作说明

1）软件调试

软件调试，我是在keil软件平台和单片机学习板上来完成的。当我写部分程序在keil软件经过调试，开始出现很多错误和警告。通过逐个错误排错及修改。得出下列经验，（1）调用函数最好在头文件中进行申明，主函数写在最后；（2）特别注意一些字母的大小写，一般要用英语文字写，不要用中文汉写，这是最不容易检查的，如我在检查液晶显示程序时，时钟没检查到错误，最后我删掉此行重新写，错误排除了，据我分析可能是中英文变换时出现问题。

经过一系列排错，最后文件没有错误但还有警告。由于c语言中有警告是没关系的，我将HEX文件下在到单片机竟显示一些乱码。我有回到文件，经过对警告的分析及上网查阅。将程序稍微修改警告慢慢被排除，最后没有错误和警告了，下载到单片机，发现乱码竟然还出现，还有多个界面叠加显示，里面还有一些乱码。经过分析，叠屏现象是没有对液晶清平所致。于是我又在不同界面程序前加入调用填充空格函数,然后又下载，结果与前面一样。经过几个小时后，无意间我去掉调用函数前void，结果叠屏现象解决。还有在定时计数时出现了计数不准确，通过修改定时器部分程序，问题也得到了解决。还另外在闹钟部分不能起闹，原因是由于LCD液晶函数部分和闹铃比较函数出现了小问题，经过不断调试才得已解决。

调试正确后，第一行显示年月日星期和"@_@"，第二行显示时分秒和"Tu Nian "，并且能正常行走，按下相应键能实现相应的功能。

2）使用操作说明

程序修改编译无误后，将HEX文件下在到单片机，按下单片机电源开关键，刚开始如出现乱码，按一下复位键，LCD液晶显示屏正常显示。当按下P2^0键时，设置闹钟功能，第一次调整时，第二次调整分，第三次调整秒，调整完3秒后恢复正常模式，闹铃设鸣叫5s；当按下P2^1键时，对应调整项闪烁，定时器停止计数，开始对日历和时间调整，前三次为年月日星期调整，后三次为时分秒调整；当按下P2^2键时，设置日历时间或闹钟加1，加1调整完3秒后恢复正常行走；当按下P2^3键时，设置日历时间或闹钟减1，减1调整完3秒后恢复正常行走；当按下P3^3键时，可对闹钟终止鸣叫。

源程序:

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

//#define LCD_EN_PORT P1

//#define LCD_RS_PORT P1

#define LCD_DATA_PORT P1

#define LCD_EN P1_3

#define LCD_RS P1_2

/**********************函数声明***************************/

void LCD_write_char (unsigned char Data,unsigned char command);//写命令或写数据函数void LCD_init (void);//液晶初始化函数

void LCD_en_write (void);//液晶使能函数

void LCD_write_char (uchar command,uchar Data);//写命令或写数据函数

void LCD_set_xy (uchar x, uchar y); //设置显示位置函数

void LCD_write_string (uchar X,uchar Y,uchar *s);//写字符串函数

void delay_nus (uint n);//延时函数

void delay_nms (uint n); //延时函数

void Set_Time(uchar sel,uchar sel_1);

void set_alarm(uchar sel,uchar sel_1);

extern void delay_nms(unsigned int n);

uchar Data1[13]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};

uchar Data2[13]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};

uchar Data3[9]={0,0,0,0,0,0,0,0,0};

uint run_nian();//判断是否为闰年

unsigned char tab[]="Tu Nian ";

unsigned char tab0[]="@_@";

uint count=0;

uchar count1=0;

uint count2=0;

uchar h,msec;

uchar SJ=0;//调整时间选择

uchar NZ=0;// 设置闹钟选项

uint nian=2011; //年初始值

uchar yue=4,ri=8,xq=5,hour=0,min=0,sec=0;//月、日。时。分。秒初始值

uchar alarm_hour=0,alarm_min=0,alarm_sec=0; //闹钟时。分。秒初始值

bit clear_flag=0; //液晶清除屏幕标志

bit Flicker; //调整时间及设置闹钟位闪烁标志

bit alarm_flag=0; //闹钟起闹标志

bit flag=0; //显示屏幕切换标志

bit start_alarm_flag=0;//

sbit key_alarm=P2^0;//设置闹钟项选择键

sbit key_moda=P2^1; //调整时间项选择键

sbit key_up=P2^2; //调整时间或设置闹钟加1键

sbit key_Down=P2^3; //调整时间或设置闹钟减1键

sbit alarm_stop=P3^3;//闹钟停止键

/********************液晶初始化函数************************/

void LCD_init(void)

{

delay_nms(5);

LCD_write_char(0x28,0); //4位显示

LCD_write_char(0x0c,0); //显示开

LCD_write_char(0x06,0);

LCD_write_char(0x01,0); //清屏

}

/********************液晶使能函数************************/

void LCD_en_write(void)

{ LCD_EN=0;

delay_nus(2);

LCD_EN=1;

delay_nus(2);

LCD_EN=0;

}

/*********************写命令或写数据函数*******************/

void LCD_write_data(unsigned char Data_command)

{ unsigned char temp;

temp=Data_command;

LCD_DATA_PORT&=0X0f; //LCD_DATA_PORT=LCD_DATA_PORT&0X0f LCD_DATA_PORT|=temp&0xf0; //写高四位

LCD_en_write();

temp=temp<<4;

LCD_DATA_PORT&=0x0f;

LCD_DATA_PORT|=temp&0xf0; //写低四位

LCD_en_write();

}

/*********************写命令和写数据函数*******************/

//参数：command=1,写数据，command=0写命令

void LCD_write_char(unsigned char Data_or_command,unsigned char command) {

if(command==0)

{LCD_RS=0; //RS=0，选择指令寄存器

LCD_write_data(Data_or_command);

else

{

LCD_RS=1; //RS=1，选择数据寄存器

LCD_write_data(Data_or_command);

}

}

/**********************设置显示地址函数********************/

void LCD_set_xy( unsigned char x, unsigned char y )

{

unsigned char address;

if (y == 0)

address = 0x80 + x;

else

address = 0xc0 + x;

LCD_write_char( address, 0 );

}

/*********************写字符串函数************************/

//参数：X为显示在第几列,Y为显示在第几行,s为待显示字符串

void LCD_write_string(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char *s) {

LCD_set_xy( X, Y ); //写地址

while (*s) // 写显示字符

{

LCD_write_char(*s,1);

s ++;

}

}

/*******************延时函数*************************/

//系统时钟：12MHZ

void delay_nus( uint n) //N us延时函数

{

unsigned int i=0;

for (i=0;i

_nop_();

}

void delay_nms( uint n) //N ms延时函数

{

uchar i=0;

while(n--)

{

for (i=0;i<125;i++);

}

/*******************定时器0初始化函数*********************/ void TIMER0_init()

{TMOD=0x12; //定时器T1方式1，定时器T0方式2

TH0=0x06; //12MHz晶振，250us定时初值

TL0=0x06;

TH1=0x3c; //12MHz晶振，50ms定时初值

TL1=0xb0;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

ET1=1;

TR1=1;

}

/********************定时器0中断函数************************/ unsigned int run_nian()////判断是否为闰年

{

uint run;

if((nian%4==0&&nian%100!=0)||nian%400==0)//闰年的条件

run=1;

else

run=0;

return run;

}

void TIMER0_OVER(void) interrupt 1

{ unsigned int count; // 中断次数计数值

TH0=0x06;

TL0=0x06;

count++;

if(count==4000)

{count=0;

clear_flag=1;//置液晶清除屏幕标志为1

sec++; //秒加1

if(sec==60)

{sec=0;

min++; //分加1

if(min==60)

{min=0;

hour++; // 时加1

if(hour==24)

{hour=0; //时清0

ri++;xq++;

if (xq>7) xq=1;

if (yue==1||yue==3||yue==5||yue==7||yue==8||yue==10||yue==12)

if ( ri>31) { ri=1;xq++;yue++;} //大月31天

if (yue==4||yue==6||yue==9||yue==11)

if (ri>30) {ri=1;xq++;yue++;} //小月30天

if (yue==2)

{if( run_nian()) //闰年的条件

{if (ri>29) {ri=1;xq++;yue++;}} //闰年2月为29天

else

{if (ri>28) {ri=1;xq++;yue++;}} //平年2月为28天

}

if (yue>12) {yue=1;nian++;xq++;}

if (nian>2100) nian=0;

//{if (xq=7) xq=1;}

}

}

}

}

}

/***************年、月、日转换程序********************/

//作用：处理显示数据年、月、日

void RiQi_process(uchar *p1)

{ p1[0]=((uchar)(nian/1000))+0x30;

p1[1]=((uchar)(nian%1000/100))+0x30;

if(SJ==1&&Flicker==1)

{p1[2]=' ';

p1[3]=' ';

}

else

{p1[2]=((uchar)(nian%1000%100/10))+0x30;

p1[3]=((uchar)(nian%1000%100%10))+0x30;

}

p1[4]='-';

if(SJ==2&&Flicker==1)

{p1[5]=' ';

p1[6]=' ';

}

else

{p1[5]=yue/10+0x30;

p1[6]=yue%10+0x30;}

p1[7]='-';

if(SJ==3&&Flicker==1)

{p1[8]=' ';

p1[9]=' ';

}

else

{p1[8]=ri/10+0x30;

p1[9]=ri%10+0x30;

p1[10]='-';

}

if(SJ==3&&Flicker==1)

{p1[11]=' ';

p1[12]=' ';

}

else

{//p1[11]=xq/10+0x30;

p1[11]=xq%10+0x30; }

p1[12]='\0'; //结束标示

}

/***************时、分、秒转换程序********************/ //作用：处理显示数据时、分、秒

void ShiJian_process(uchar *p2)

{ if(SJ==4&&Flicker==1)

{p2[0]=' ';

p2[1]=' ';

}

else

{p2[0]=hour/10+0x30;

p2[1]=hour%10+0x30;

}

p2[2]=':';

if(SJ==5&&Flicker==1)

{p2[3]=' ';

p2[4]=' ';

}

else

{p2[3]=min/10+0x30;

p2[4]=min%10+0x30;

}

p2[5]=':';

if(SJ==6&&Flicker==1)

{p2[6]=' ';

p2[7]=' ';

}

else

{p2[6]=sec/10+0x30;

p2[7]=sec%10+0x30;

}

p2[8]='\0'; //结束标示

}

/***************闹钟处理子程序********************/ //作用：处理设置闹钟时的显示数据时、分、秒

void NaoZhong_process(uchar *p3)

{if(NZ==1&&Flicker==1)

{p3[0]=' ';

p3[1]=' ';

}

else

{p3[0]=alarm_hour/10+0x30;

p3[1]=alarm_hour%10+0x30;

}

p3[2]=':';

if(NZ==2&&Flicker==1)

{p3[3]=' ';

p3[4]=' ';

}

else

{p3[3]=alarm_min/10+0x30;

p3[4]=alarm_min%10+0x30;

}

p3[5]=':';

if(NZ==3&&Flicker==1)

{p3[6]=' ';

p3[7]=' ';

}

else

{p3[6]=alarm_sec/10+0x30;

p3[7]=alarm_sec%10+0x30;

}

p3[8]='\0'; //结束标示

}

/*****************定时器1中断函数*****************/ void timer_1(void) interrupt 3 //中断入口，闪烁

{

TH1=0x3C; //50ms定时晶振12M

TL1=0xB0;

if(count1++==10) //500ms

{count1=0;

Flicker=!Flicker;

if(msec++==20) //1000ms

{ msec=0;

if(h++==3) //3秒后进入正常走时。

{SJ=0;h=0;NZ=0;TR0=1;flag=0;clear_flag=1;} }

if(start_alarm_flag==1)

{if(count2++==100) //5秒后闹钟停止

{count2=0;alarm_flag=0;start_alarm_flag=0;} }

}

/*****************按键扫描程序****************************/ void key_scan()

{if(alarm_stop==0) //闹钟停止

{

delay_nms(10);

if(alarm_stop==0)

alarm_flag=0;

start_alarm_flag=0;

}

if(key_alarm==0) //设置闹钟

{

delay_nms(10);

if(key_alarm==0)

{NZ++;

flag=1;

SJ=0;

if(NZ>3)

{NZ=0;

flag=0;

clear_flag=1;

start_alarm_flag=1;

}

while(key_alarm==0)

{

LCD_write_string(0,0,Data1);

LCD_write_string(13,0,tab0);

LCD_write_string(0,1,"NaoLing:");

LCD_write_string(8,1,Data3);

}

h=0;msec=0;

}

}

if (key_moda==0) //调整时间选择项目键

delay_nms(10);

if(key_moda==0)

{

SJ++;

NZ=0;

flag=0;

if(SJ>6)

SJ=0;

TR0=1; //T0重新开始计时

clear_flag=1;

}

h=0;msec=0; //5秒后自动清除闪烁标志

while(key_moda==0)

{

LCD_write_string(0,0,Data1);

LCD_write_string(13,0,tab0);

LCD_write_string(0,1,Data2);

LCD_write_string(9,1,tab);

}

}

if(SJ!=0||NZ!=0)

{if(SJ!=0)

TR0=0; //调整时间，T0停止计时

clear_flag=0;

if (key_up==0) //增加

{ delay_nms(10);

if(key_up==0)

{

while(key_up==0)

{

if(flag==0) //时间显示

{LCD_write_string(0,0,Data1);

LCD_write_string(13,0,tab0);

LCD_write_string(0,1,Data2);

LCD_write_string(9,1,tab);

}

else

{LCD_write_string(0,0,Data1); //设置闹钟显示

LCD_write_string(13,0,tab0);

LCD_write_string(0,1,"NaoLing:");

LCD_write_string(8,1,Data3);

}

}

h=0;msec=0; //5秒后自动清除闪烁标志

if(SJ!=0)

Set_Time(SJ,0); //调用时间调整子程序

else if(NZ!=0)

set_alarm(NZ,0);

}

}

else if (key_Down==0) //减少

{ delay_nms(10);

if(key_Down==0)

{

while(key_Down==0)

{

if(flag==0)

{LCD_write_string(0,0,Data1);

LCD_write_string(13,0,tab0);

LCD_write_string(0,1,Data2);

LCD_write_string(9,1,tab);

}

else

{LCD_write_string(0,0,Data1);

LCD_write_string(13,0,tab0);

LCD_write_string(0,1,"NaoLing:");

LCD_write_string(8,1,Data3);

}

}

h=0;msec=0; //清闪烁标志

if(SJ!=0)

Set_Time(SJ,1); //调用时间调整子程序

else if(NZ!=0)

set_alarm(NZ,1);

}

}

}

}

/***********************时间调整函数******************/

//sel为调整项目，sel_1为0，加1调整，为1减1调整

void Set_Time(uchar sel,uchar sel_1)

{

if(sel==1) //调整年

{if (sel_1==0)

{nian++; //年加1

if(nian>2099)

nian=2010;

}

else

{nian--; //年减1

if(nian<2010)

nian=2099;

}

}

else if(sel==2) //调整月

{if (sel_1==0) //月加1

{yue++;

if(yue>12)

yue=1;

}

else //月减1

{yue--;

if(yue<1)

yue=12;

}

}

else if(sel==3) //调整日

{if (sel_1==0) //日加1

{ri++;xq++;

if(xq>7)

xq=1;

if(yue==4||yue==6||yue==9||yue==11) //4月，6月，9月，11月{if(ri>30)

ri=1;

}

else if(yue==2) //2月

{if((nian%4==0&&nian%100!=0)||nian%400==0)//闰年

{if(ri>29)

ri=1;

}

else //非闰年

{if(ri>28)

ri=1;

}

}

else //1月，3月，5月，7月，8月，10月，12月

{if(ri>31)

ri=1;

}

}

else //日减1

{ri--;xq--;

if(xq<1)

xq=7;

if(yue==4||yue==6||yue==9||yue==11) //4月，6月，9月，11月{if(ri<1)

ri=30;

}

else if(yue==2) //2月

{if((nian%4==0&&nian%100!=0)||nian%400==0)//闰年

{if(ri<1)

ri=29;

}

else //非闰年

{if(ri<1)

ri=28;

}

}

else //1月，3月，5月，7月，8月，10月，12月

{if(ri<1)

ri=31;

}

}

}

else if(sel==4) //调整时

{if (sel_1==0) //时加1

{hour++;

if(hour>23)

hour=0;

}

else //时减1

{hour--;

if(hour==-1)

hour=23;

}

}

else if(sel==5) //调整分

{if (sel_1==0) //分加1

{min++;

if(min>59)

min=0;

}

else //分减1

{min--;

if(min==-1)

min=59;

}

}

else if(sel==6) //调整秒

{if (sel_1==0) //秒加1

{sec++;

if(sec>59)

sec=0;

}

else //秒减1

{sec--;

if(sec==-1)

sec=59;

}

}

}

/****************设置闹钟函数***************/

//sel为调整项目，sel_1为0，加1调整，为1减1调整void set_alarm(uchar sel,uchar sel_1)

{if(sel==1) //调整时

{if (sel_1==0) //时加1

{alarm_hour++;

if(alarm_hour>23)

alarm_hour=0;

}

else //时减1

{alarm_hour--;

if(alarm_hour==-1)

alarm_hour=23;

}

}

else if(sel==2) //调整分

{if (sel_1==0) //分加1

{alarm_min++;

if(alarm_min>59)

alarm_min=0;

}

else //分减1

{alarm_min--;

if(alarm_min==-1)

alarm_min=59;

}

}

else if(sel==3) //调整秒

{if (sel_1==0) //秒加1

{alarm_sec++;

if(alarm_sec>59)

alarm_sec=0;

}

else //秒减1

{alarm_sec--;

if(alarm_sec==-1)

alarm_sec=59;

}

}

}

/*****************闹钟比较子程序*********************/

void alarm_compare()

{if((hour==alarm_hour)&&(min==alarm_min)&&(sec==alarm_sec)) {alarm_flag=1; //闹钟起闹标志置1

count2=0;msec=0;

}

if(alarm_flag==1) //闹钟起闹

{ P1_0=0;

delay_nms(200);

P1_0=1;

}

}

/***************主函数**********************/

void main(void)

{ TIMER0_init();

LCD_RS=1;

LCD_EN=1;

P1_1=1;

LCD_init(); //调用液晶初始化函数

while(1) //1秒到，清除液晶屏幕

{ if(clear_flag)

{LCD_write_char(0x01,0);

clear_flag=0;

}

RiQi_process(Data1);

if(flag==0) //调整时间及正常走时显示

{ShiJian_process(Data2);

LCD_write_string(0,0,Data1);

LCD_write_string(13,0,tab0);

LCD_write_string(0,1,Data2);

LCD_write_string(9,1,tab); //tab0

}

else //设置闹钟显示

{NaoZhong_process(Data3);

LCD_write_string(0,0,Data1);

LCD_write_string(13,0,tab0);

LCD_write_string(0,1,"NaoLing:");

LCD_write_string(8,1,Data3);

}

key_scan(); //调用按键扫描程序

if(start_alarm_flag==1)

alarm_compare(); //调用闹钟比较子程序}

}