单片机课程设计代码和参数.docx

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单片机课程设计代码和参数

2、课程要求：

题目1智能电子钟（LCD显示）

1.设计要求

以AT89C51单片机为核心，制作一个LCD显示的智能电子钟：

（1）计时：

秒、分、时、天、周、月、年。

（2）闰年自动判别。

（3）五路定时输出，可任意关断（最大可到16路）。

（4）时间、月、日交替显示。

（5）自定任意时刻自动开/关屏。

（6）计时精度：

误差≤1秒/月（具有微调设置）。

（7）键盘采用动态扫描方式查询。

所有的查询、设置功能均由功能键K1、K2完成。

2.工作原理

本设计采用市场上流行的时钟芯片DS1302进行制作。

DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，可以通过串行接口与计算机进行通信，使得管脚数量减少。

实时时钟/日历电路能够计算2100年之前的秒、分、时、日、星期、月、年的，具有闰年调整的能力。

DS1302时钟芯片的主要功能特性：

（1）能计算2100年之前的年、月、日、星期、时、分、秒的信息；每月的天数和闰年的天数可自动调整；时钟可设置为24或12小时格式。

（2）31B的8位暂存数据存储RAM。

（3）串行I/O口方式使得引脚数量最少。

（4）DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行

通信，仅需3根线。

（5）宽范围工作电压2.0-5.5V。

（6）工作电流为2.0A时，小于300nA。

（7）功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW。

4.Proteus仿真

打开元器件单片机属性窗口，在“ProgramFile”栏中添加上面编译好的目标代码文件“keil-1.hex”；在“ClockFrequency”栏中输入晶振频率为11.0592MHz。

仿真如下页图所示，其中，浮动窗口中显示的为DS1302当前时钟状态:

题目2电子时钟（LCD显示）

1.设计要求

以AT89C51单片机为核心的时钟，在LCD显示器上显示当前的时间：

使用字符型LCD显示器显示当前时间。

显示格式为“时时：

分分：

秒秒”。

用4个功能键操作来设置当前时间。

功能键K1～K4功能如下。

K1—进入设置现在的时间。

K2—设置小时。

K3—设置分钟。

K4—确认完成设置。

程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，LCD显示“00：

00：

00”，然后开始计时。

2.实验原理

题目难点在于键盘的指令输入，由于每个按键都具有相应的一种或多种功能，程序中需要大量使用do{}while或while{}循环结构，以检测是否有按键按下。

按键检测函数的详解如下（略）

4.Proteus仿真

加载目标代码文件打开元器件单片机属性窗口，在“ProgramFile”栏中添加上面编译好的目标代码文件“keil-2.hex”；在“ClockFrequency”栏中输入晶振频率为11.0592MHz。

启动仿真，按下按键1后，可发现LED停止闪烁，即时钟停止走时，时钟停在当前时刻，按下按键2和按键3后，可改变时间，按下按键4后，时钟复位到修改后的时间，时钟重新开始运转，如下页图所示。

题目3秒表

1.设计要求

用AT89C51设计一个2位的LED数码显示作为“秒表”：

显示时间为00—99秒，每秒自动加1，另设计一个“开始”键和一个“复位”键。

2.实验原理

题目难点在于通过对键盘的扫描对时钟的走时/停止进行控制，项目采用定时器T0作为计时器，每10ms发生一次中断，每100次中断加1s。

在此期间，如“开始”按键按下，程序方将TR0置为1，从而开启中断，时钟开始走时；如“

复位”按键按下，程序将TR0置为0，同时将存储时间的变量清零，从而中断停止，并实现复位。

本题目采用专用数码管显示控制芯片MAX7219。

MAX7219是美国MAXIM公司生产的串行输入/输出共阴极显示驱动器，该芯片最多可驱动8位7段数字LED显示器或个LED和条形图显示器。

其引脚图及引脚功能参见有关参考资料。

题目4定时闹钟

1.设计要求

使用AT89C51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的定时闹钟LCD时钟，若LCD选择有背光显示的模块，在夜晚或黑暗的场合中也可使用。

定时闹钟的基本功能如下：

显示格式为“时时：

分分”。

由LED闪动来做秒计数表示。

一旦时间到则发出声响，同时继电器启动，可以扩充控制家电开启和关闭。

程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，LCD显示“00：

00”，按下操作键K1～K4动作如下：

（1）K1—设置现在的时间。

（2）K2—显示闹钟设置的时间。

（3）K3—设置闹铃的时间。

（4）K4—闹铃ON/OFF的状态设置，设置为ON时连续三次发出“哗”的一声，设置为OFF发出“哗”的一声。

设置当前时间或闹铃时间如下。

（1）K1—时调整。

（2）K2—分调整。

（3）K3—设置完成。

（4）K4—闹铃时间到时，发出一阵声响，按下本键可以停止声响。

本项目的难点在于4个按键每个都具有两个功能，以最终实现菜单化的输入功能。

采用通过逐层嵌套的循环扫描，实现嵌套式的键盘输入。

以对小时的设置的流程为例，其流程如下页图。

3.Proteus仿真

加载目标代码文件打开元器件单片机属性窗口，在“ProgramFile”栏中添加上面编译好的目标代码文件“keil-3.hex”；在“ClockFrequency”栏中输入晶振频率为12MHz。

启动仿真，下页图示为按下“开始”按键后的情况，在按下前，数码管无显示。

期间如果按下“复位”按键，则LED显示归零，走时停止。

题目5音乐倒数计数器

1.设计要求

利用AT89C51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的倒数计数器，可用来煮方便面、煮开水或小睡片刻等。

做一小段时间倒计数，当倒计数为0时，则发出一段音乐声响，通知倒计数终了，该做应当做的事。

定时闹钟的基本功能如下。

字符型LCD（16 ´ 2）显示器。

显示格式为“TIME分分:

秒秒”。

用4个按键操作来设置当前想要倒计数的时间。

一旦按下键则开始倒计数，当计数为0时，发出一阵音乐声。

程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，按下操作键K1～K4动作如下。

K1—可调整倒计数的时间1～60分钟。

K2—设置倒计数的时间为5分钟，显示“0500”。

K3—设置倒计数的时间为10分钟，显示“1000”。

K4—设置倒计数的时间为20分钟，显示“2000”。

复位后LCD的画面应能显示倒计时的分钟和秒数，此时按K1键，

则在LCD上显示出设置画面。

此时，若：

a.按操作键K2—增加倒计数的时间1分钟。

b.按操作键K3—减少倒计数的时间1分钟。

c.按操作键K4—设置完成。

键盘实现菜单功能的方法，已在题目4详细说明，不再赘述。

本题目最大难点是实现音乐的播放。

作者利用定时计数器，通过载入不同的计数初值，产生频率不同的方波，输入到蜂鸣器（SOUNER）中，使其发出频率不同的声音。

本设计中单片机晶振为1.0592MHz，通过计算各音阶频率，可得1、2、3、4、5、6、7共7个音应赋给定时器的初值为64580、64684、64777、64820、64898、64968、65030。

在此基础上，可将乐曲的简谱转化为单片机可以“识别”的“数组谱”，进一步加入对音长、休止符等的控制量后，可以实现音乐的播放。

3.电路设计（Proteus仿真通过）

本题目制作的带有LCD显示的音乐倒数计数器电路原理图，如下页图所示。

4.Proteus仿真

加载目标代码文件打开元器件单片机属性窗口，在“ProgramFile”栏中添加上面编译好的目标代码文件“keil-5.hex”；在“ClockFrequency”栏中输入晶振频率为11.0592MHz。

启动仿真如下页图所示，当闹钟到达时，可以听见蜂鸣器演奏的乐曲。

再次提示，本题目必须选用蜂鸣器SOUNDER，否则不能发出声音。

晶液晶LCD1602

（中文资料）

ball

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目录

1.………………………………………………指令介绍

2.………………………………………………显示字符

3.………………………………………显示自定义字符

4.……………………………………使用4线数据传输

1.指令介绍

LCD1602已很普遍了，具体介绍我就不多说了，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。

字符型LCD通常有14条引脚

线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC（15脚）和地线GND（16

脚），其控制原理与14脚的LCD完全一样，定义如下表所示：

字符型LCD的引脚定义

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HD44780内置了DDRAM、CGROM和CGRAM。

这里的RAM与ROM不懂得话，可以看看我整理的另一篇

150.html

DDRAM就是显示数据RAM，用来寄存待显示的字符代码。

共80个字节，其地

址和屏幕的对应关系如下表：

也就是说想要在LCD1602屏幕的第一行第一列显示一个"A"字,就要向DDRAM

的00H地址写入“A”字的代码就行了。

但具体的写入是要按LCD模块的指令格

式来进行的，后面我会说到的。

那么一行可有40个地址呀？

是的，在1602中我

们就用前16个就行了。

第二行也一样用前16个地址。

对应如下：

DDRAM地址与显示位置的对应关系

我们知道文本文件中每一个字符都是用一个字节的代码记录的。

一个汉字是

用两个字节的代码记录。

在PC上我们只要打开文本文件就能在屏幕上看到对应

的字符是因为在操作系统里和BIOS里都固化有字符字模。

什么是字模？

就代表

了是在点阵屏幕上点亮和熄灭的信息数据。

例如“A”

字的字模：

01110○■■■○

10001■○○○■

10001■○○○■

10001■○○○■

11111■■■■■

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10001■○○○■

10001■○○○■

上图左边的数据就是字模数据，右边就是将左边数据用“○”代表0，用

“■”代表1。

看出是个“A”字了吗？

在文本文件中“A”字的代码是41H，PC

收到41H的代码后就去字模文件中将代表A字的这一组数据送到显卡去点亮屏幕

上相应的点，你就看到“A”这个字了。

刚才我说了想要在LCD1602屏幕的第一行第一列显示一个"A"字,就要向

DDRAM的00H地址写入“A”字的代码41H就行了，可41H这一个字节的代码如

何才能让LCD模块在屏幕的阵点上显示“A”字呢？

同样，在LCD模块上也固化

了字模存储器，这就是CGROM和CGRAM。

HD44780内置了192个常用字符的字模，

存于字符产生器CGROM（CharacterGeneratorROM）中，另外还有8个允许用户

自定义的字符产生RAM，称为CGRAM（CharacterGeneratorRAM）。

下图说明了

CGROM和CGRAM与字符的对应关系。

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从上图可以看出，“A”字的对应上面高位代码为0100，对应左边低位代码

为0001，合起来就是01000001，也就是41H。

可见它的代码与我们PC中的字符

代码是基本一致的。

因此我们在向DDRAM写C51字符代码程序时甚至可以直接用

P1＝'A'这样的方法。

PC在编译时就把“A”先转为41H代码了。

字符代码0x00～0x0F为用户自定义的字符图形RAM（对于5X8点阵的字符，

可以存放8组，5X10点阵的字符，存放4组），就是CGRAM了。

后面我会详细说

的。

0x20～0x7F为标准的ASCII码，0xA0～0xFF为日文字符和希腊文字符，其

余字符码（0x10～0x1F及0x80～0x9F）没有定义。

那么如何对DDRAM的内容和地址进行具体操作呢，下面先说说HD44780的指

令集及其设置说明，请浏览该指令集，并找出对DDRAM的内容和地址进行操作的

指令。

共11条指令：

1.清屏指令

功能：

<1>清除液晶显示器，即将DDRAM的内容全部填入"空白"的ASCII

码20H;

<2>光标归位，即将光标撤回液晶显示屏的左上方;

<3>将地址计数器（AC）的值设为0。

2.光标归位指令

功能：

<1>把光标撤回到显示器的左上方;

<2>把地址计数器（AC）的值设置为0;

<3>保持DDRAM的内容不变。

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3.进入模式设置指令

功能：

设定每次定入1位数据后光标的移位方向，并且设定每次写入的一个

字符是否移动。

参数设定的

情况如下所示：

位名设置

I/D0=写入新数据后光标左移1=写入新数据后光标右移

S0=写入新数据后显示屏不移动1=写入新数据后显示屏整体右

移1个字符

4.显示开关控制指令

功能：

控制显示器开/关、光标显示/关闭以及光标是否闪烁。

参数设定的情

况如下：

位名设置

D0=显示功能关1=显示功能开

C0=无光标1=有光标

B0=光标闪烁1=光标不闪烁

5.设定显示屏或光标移动方向指令

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功能：

使光标移位或使整个显示屏幕移位。

参数设定的情况如下：

S/CR/L设定情况

00光标左移1格，且AC值减1

01光标右移1格，且AC值加1

10显示器上字符全部左移一格，但光标不动

11显示器上字符全部右移一格，但光标不动

6.功能设定指令

功能：

设定数据总线位数、显示的行数及字型。

参数设定的情况如下：

位名设置

DL0=数据总线为4位1=数据总线为8位

N0=显示1行1=显示2行

F0=5×7点阵/每字符1=5×10点阵/每字符

7.设定CGRAM地址指令

功能：

设定下一个要存入数据的CGRAM的地址。

DB5DB4DB3为字符号，也就是你将来要显示该字符时要用到的字符

地址。

（000~111）（能定义八个字符）

DB2DB1DB0为行号。

（000~111）（八行）

8.设定DDRAM地址指令

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功能：

设定下一个要存入数据的DDRAM的地址。

9.读取忙信号或AC地址指令

功能：

<1>读取忙碌信号BF的内容，BF=1表示液晶显示器忙，暂时无法接收单

片机送来的数据或指令;

当BF=0时，液晶显示器可以接收单片机送来的数据或指令;

<2>读取地址计数器（AC）的内容。

10.数据写入DDRAM或CGRAM指令一览

功能：

<1>将字符码写入DDRAM，以使液晶显示屏显示出相对应的字符;

<2>将使用者自己设计的图形存入CGRAM。

DB7DB6DB5可为任何数据，一般取“000”。

DB4DB3DB2DB1DB0对应于每行5点的字模数据。

11.从CGRAM或DDRAM读出数据的指令一览

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功能：

读取DDRAM或CGRAM中的内容。

基本操作时序：

读状态输入：

RS=L，RW=H，E=H输出：

DB0～DB7=状态字

写指令输入：

RS=L，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0～DB7=指令码输出：

无

读数据输入：

RS=H，RW=H，E=H输出：

DB0～DB7=数据

写数据输入：

RS=H，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0～DB7=数据输出：

无

2.显示字符

看了那么多是不是有些晕？

我也是啊，不过慢慢理解还是没问题的。

实际上面说了那么多具体怎么操作我还是没会啊？

好!

咱就简单点。

举个实例，就在LCD1602屏幕上第一行第一列显示个“A”字。

1.先初始化。

（老大！

好像上面没初始化这条指令啊！

）

先别拿东西扔我，说明书上是这么说的。

也就先写入些指令。

//先定义接口

#include

/*****************************************

P1------DB0～DB7P2.0------RS

P2.1------RW

P2.2------E

*****************************************/

#defineLCD_DBP1

sbitLCD_RS=P2^0;

sbitLCD_RW=P2^1;

sbitLCD_E=P2^2;

/******定义函数****************/

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

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voidLCD_init（void）;//初始化函数

voidLCD_write_command（ucharcommand）;//写指令函数

voidLCD_write_data（uchardat）;//写数据函数

voidLCD_disp_char（ucharx,uchary,uchardat）;//在某个屏幕位置上显示一

个字符,X（0-16）,y（1-2）

//voidLCD_check_busy（void）;//检查忙函数。

我没用到此函数，因为通过率极

低。

voiddelay_n40us（uintn）;//延时函数

//********************************

//*******初始化函数***************

voidLCD_init（void）

{

LCD_write_command（0x38）;//设置8位格式，2行，5x7

LCD_write_command（0x0c）;//整体显示，关光标，不闪烁

LCD_write_command（0x06）;//设定输入方式，增量不移位

LCD_write_command（0x01）;//清除屏幕显示

delay_n40us（100）;//实践证明，我的LCD1602上，用for循环200次就能可靠

完成清屏指令。

}

//********************************

//********写指令函数************

voidLCD_write_command（uchardat）

{

LCD_DB=dat;

LCD_RS=0;//指令

LCD_RW=0;//写入

LCD_E=1;//允许

LCD_E=0;

delay_n40us

（1）;//实践证明，我的LCD1602上，用for循环1次就能完成普通

写指令。

}

//*******************************

//********写数据函数*************

voidLCD_write_data（uchardat）

{

LCD_DB=dat;

LCD_RS=1;//数据

LCD_RW=0;//写入

LCD_E=1;//允许

LCD_E=0;

delay_n40us

（1）;

}

//********************************

//*******显示一个字符函数*********

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voidLCD_disp_char（ucharx,uchary,uchardat）

{

ucharaddress;

if（y==1）

address=0x80+x;

else

address=0xc0+x;

LCD_write_command（address）;

LCD_write_data（dat）;

}

//********************************

/*******检查忙函数*************

voidLCD_check_busy（）//实践证明，在我的LCD1602上，检查忙指令通

过率极低，以

{//至于不能正常使用LCD。

因

此我没有再用检查忙函数。

而使

do//用了延时的方法，延时还是非

常好用的。

我试了一下，用

{LCD_E=0;//for循环作延时，普通指令只要1

次循就