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　　一、LCD12864液晶的工作原理

　　液晶顯示屏中的業(yè)態(tài)光電顯示材料，利用液晶的電光效應(yīng)把電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字符、圖像等可見信號。

　　如圖1-1，液晶正常情況下，其分子排列很有秩序，顯得清澈透明，一旦加上直流電場后，分子的排列被打亂，一部分液晶變的不透明，顏色加深因而能顯示數(shù)字和圖像。管腳一共1個CS1左半屏片選端，CS2右半屏片選端；V0液晶顯示驅(qū)動電壓，通過一個電位器接到VCC；RS數(shù)據(jù)指令選擇信號，H為數(shù)據(jù)，L為指令，也叫D/I；R/W讀寫選擇信號，H為讀，L為寫，。E為LCD使能端，R/W為L時，E信號下降沿鎖存 DB7-DB0；R/W為H時，E為H，DDRAM數(shù)據(jù)讀到DB7-DB0。DB0-DB7數(shù)據(jù)傳輸端口。RST復(fù)位信號。-VOUT 和V0為液晶顯示驅(qū)動電壓。 12864是一種圖形點陣液晶顯示器，它主要由行驅(qū)動器/列驅(qū)動器及128×64 全點陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示，也可以顯示8×4個（16×16點陣）漢字。?

　　圖1-1 12864LCD液晶顯示屏

　　二、方案設(shè)計

　　2.1 實物硬件設(shè)計

　　單片機控制液晶顯示屏系統(tǒng)總共可分為六個環(huán)節(jié)，分別是單片機控制系統(tǒng)、12864字符顯示模塊、控制開關(guān)模塊、晶振控制模塊、復(fù)位電路模塊和DS1302時鐘控制模塊。通過這六個模塊的協(xié)調(diào)工作就可以完成相應(yīng)的液晶屏控制和顯示功能。這六個模塊的相互連接如圖2-1：

LCD12864液晶顯示電子鐘設(shè)計

　　圖2-1 硬件組成框圖

　　2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　本硬件電路主要由四大模塊組成：主芯片模塊；晶振和復(fù)位電路模塊；控制接鈕模塊；顯示電路

　　模塊。

　　2.2.1 主芯片模塊

　　主芯片模塊即單片機模塊，XTAL1：接外部晶振和微調(diào)電容的一端。在片內(nèi)，它是振蕩電路反相放大器的輸入端。XTAL2：接外部晶振和微調(diào)是容的一端。RST：AT89C51的復(fù)位信號輸入引腳，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持兩個機器周期的高電平時，就可以完成復(fù)位操作。ALE：允許地址鎖存信號端。EA：該引腳為低電平時，則讀取外部的程序代碼來執(zhí)行程序。P0、P1、P2、P3：8位并行輸入輸出口。每個端口都是8位準(zhǔn)雙向口，共占32只引腳。每一條都能獨立地用作輸入或輸出。每個端口都包括一個鎖存器、一個輸出驅(qū)器和輸入緩沖器。作輸出時，數(shù)據(jù)可以鎖存；作輸入時，數(shù)據(jù)可以緩沖。圖如圖3—1。

LCD12864液晶顯示電子鐘設(shè)計

　　圖3-1 單片機引腳圖

　　2.2.2 晶振和復(fù)位模塊

　　89C51芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。如圖3—2，反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端XTAL2，兩個跨接石英晶體及兩個電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2 懸空。一個晶體振蕩器，接在單片機內(nèi)部的振蕩電路上，兩個電容是起振電容，頻率越高，應(yīng)該越小。

LCD12864液晶顯示電子鐘設(shè)計

　　圖4-1 晶振模塊

　　在振蕩器運行時，有兩個機器周期（24 個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時，將使單片機復(fù)位，只要這個腳保持高電平，51 芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0－P3 口均置1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器SFR 全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為ROM 的00H 處開始運行程序。如上圖5-1所示復(fù)位電路，由于復(fù)位時高電平有效，當(dāng)剛接上電源的瞬間，電容C1兩端相當(dāng)于短路，即相當(dāng)于給RESET引腳一個高電平，等充電結(jié)束時（這個時間很短暫），電容相當(dāng)于斷開，這時已經(jīng)完成了復(fù)位動作。

LCD12864液晶顯示電子鐘設(shè)計

　　圖5-1 復(fù)位模塊

　　2.2.3 按鈕模塊

　　本模塊采用四個按鈕進行控制，通過串行口輸入輸出連接，當(dāng)K1按鍵波動一次后，方可進行年、月、日、星期、時、分的改變，當(dāng)循環(huán)滿時，按下K0可實現(xiàn)對鬧鐘的改變。按鍵K2、K3分別實現(xiàn)加一減一的操作。

LCD12864液晶顯示電子鐘設(shè)計

　　圖6-1 按鈕模塊

　　2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　2.3.1 主程序設(shè)計

LCD12864液晶顯示電子鐘設(shè)計

　　圖7-1 主程序流程圖

　　圖8-1 LCD顯示程序和初始化子程序流程圖

　　三、仿真和分析

　　將程序下載到單片機開發(fā)板上，LCD12864顯示如下圖，第一行為漢字“數(shù)字電子鐘”，第二行為時分秒，第三行為年月日以及星期，第四行為鬧鐘，通過按鍵可實現(xiàn)時間的調(diào)整，也可實現(xiàn)整點報時和鬧鐘。符合設(shè)計要求。

　　圖9-1 實物仿真圖

　　程序：

　　#include《reg52.h》

　　{ uchar i，j; for（i=xms;i》0;i--）

　　for（j=110;j》0;j--）;

　　}

　　void warn（uchar xn）//“嘟”xn次函數(shù) { uint nn;

　　for（nn=0;nn《xn;nn++） { uint n;

　　for（n=2000;n》0;n--） { beep=1; delayms（1）; beep=0; delayms（2）;

　　}

　　for（n=1000;n》0;n--） { beep=1;

　　delayms（3）;

　　}

　　void warn3s（）//3s報警函數(shù) { uint n;

　　for（n=3000;n》0;n--） { beep=0; delayms（2）; beep=1; delayms（1）;

　　}

　　void write_com（uchar com）//12864寫指令函數(shù) { rs=0; rw=0; en=0; P2=com; delayms（5）; en=1; delayms（5）; en=0; }

　　void write_data（uchar date）//12864數(shù)據(jù)指令函數(shù) { rs=1; rw=0; en=0; P2=date; delayms（5）; en=1; delayms（5）; en=0;

　　}

　　{ X=0x88;

　　} if（X==3） { X=0x98; } pos=X+Y; write_com（pos）;

　　}

　　void write_sfm（int add，uint date）//時鐘數(shù)值函數(shù) { uchar shi，ge; shi=date/10; ge=date%10; lcd_pos（1，0+add）; write_data（0x30+shi）; write_data（0x30+ge）;

　　}

　　void write_sfm1（int add1，uint date1）//年月日數(shù)值函數(shù) { uchar shi，ge;

　　shi=date1/10;

　　void lcd_pos（uchar X，uchar Y）//12864顯示位置函數(shù) { uchar pos; if（X==0） { X=0x80; } if（X==1） { X=0x90; }

　　if（X==2）

　　{ X=0x88;

　　} if（X==3） { X=0x98; } pos=X+Y; write_com（pos）;

　　}

　　void write_sfm（int add，uint date）//時鐘數(shù)值函數(shù) { uchar shi，ge; shi=date/10; ge=date%10; lcd_pos（1，0+add）; write_data（0x30+shi）; write_data（0x30+ge）;

　　}

　　void write_sfm1（int add1，uint date1）//年月日數(shù)值函數(shù) { uchar shi，ge;

　　shi=date1/10;

　　ge=date1%10; lcd_pos（2，0+add1）; write_data（0x30+shi）; write_data（0x30+ge）;

　　}

　　void write_sfm2（int add2，uint date2）//鬧鐘數(shù)值函數(shù) { uchar shi，ge; shi=date2/10; ge=date2%10; lcd_pos（3，0+add2）; write_data（0x30+shi）; write_data（0x30+ge）;

　　}

　　{ TR0=0;

　　write_com（0x0f）; lcd_pos（3，2）;

　　}

　　if（kk==2） { lcd_pos（3，4）;

　　} if（kk==3） { lcd_pos（3，6）; } if（kk==4） { kk=0; TR0=1;

　　write_com（0x0c）;

　　}

　　if（k1==0）//調(diào)試按鍵操作 { delayms（5）;

　　if（k1==0）

　　void keyscan（）//按鍵掃描函數(shù) { if（k0==0）//鬧鐘按鍵操作 { delayms（5）; if（k0==0） { while（！k0）; kk++;

　　if（kk==1）

　　{ k++; while（！k1）; if（k==1） { TR0=0;

　　write_com（0x0f）; lcd_pos（1，4）;

　　}

　　} if（k==2） { lcd_pos（1，2）; } if（k==3） { lcd_pos（1，0）; } if（k==4） { lcd_pos（2，4）; } if（k==5） {

　　lcd_pos（2，2）;

　　} if（k==6） { lcd_pos（2，0）;

　　} if（k==7） { lcd_pos（2，7）; } if（k==8） { k=0;

　　write_com（0x0c）;

　　TR0=1;

　　}

　　if（k！=0） { if（k2==0）//“+1”按鍵操作 { delayms（5）; if（k2==0） { while（！k2）;

　　if（k==1）

　　{ miao++; if（miao==60）

　　miao=0;

　　write_sfm（4，miao）;

　　lcd_pos（1，4）; // write_sfm（4，miao）;

　　} if（k==2） { fen++; if（fen==60）

　　fen=0; write_sfm（2，fen）;

　　lcd_pos（1，2）; // write_sfm（2，fen）;

　　} if（k==3） { shi++; if（shi==24）

　　shi=0; write_sfm（0，shi）;

　　lcd_pos（1，0）; //

　　write_sfm（0，shi）;

　　} if（k==4） { ri++; if（ri==32）

　　ri=1;

　　write_sfm1（4，ri）;

　　lcd_pos（2，4）; // write_sfm1（4，ri）;

　　} if（k==5） { yue++; if（yue==13）

　　yue=1; write_sfm1（2，yue）;

　　lcd_pos（2，2）; // write_sfm1（2，yue）;

　　} if（k==6） { nian++; if（nian==50）

　　nian=0;

　　write_sfm1（0，nian）;

　　lcd_pos（2，0）; // write_sfm1（0，nian）;

　　}

　　if（k==7） { zhou++; if（zhou==8）

　　zhou=0;

　　write_sfm1（7，zhou）;

　　lcd_pos（2，7）; // write_sfm1（7，zhou）;

　　}

　　if（k3==0）//“-1按鍵操作” { delayms（5）; if（k3==0） { while（！k3）; if（k==1） { miao--; if（miao==-1）

　　miao=59;

　　write_sfm（4，miao）;

　　lcd_pos（1，4）; // write_sfm（4，miao）;

　　}

　　if（k==2） { fen--; if（fen==-1）

　　fen=59;

　　write_sfm（2，fen）;

　　lcd_pos（1，2）; // write_sfm（2，fen）;

　　} if（k==3） { shi--; if（shi==-1）

　　shi=23; write_sfm（0，shi）;

　　lcd_pos（1，0）; // write_sfm（0，shi）;

　　} if（k==4） {

　　ri--;

　　if（ri==-1）

　　ri=31;

　　write_sfm1（4，ri）;

　　lcd_pos（2，4）; // write_sfm1（4，ri）;

　　}

　　if（k==5） { yue--; if（yue==-1）

　　yue=12;

　　write_sfm1（2，yue）;

　　lcd_pos（2，2）; // write_sfm1（2，yue）;

　　} if（k==6） { nian--; if（nian==-1）

　　nian=50; write_sfm1（0，nian）;

　　lcd_pos（2，0）; // write_sfm1（0，nian）;

　　}

　　if（k==7）

　　{ zhou--; if（zhou==-1）

　　zhou=7;

　　write_sfm1（7，zhou）;

　　lcd_pos（2，7）; // write_sfm1（7，zhou）;

　　}

　　if（k==0） { if（k2==0） { delayms（5）; if（k2==0） { while（！k2）; if（kk==3） { miao0++; if（miao0==60）

　　miao0=0;

　　write_sfm2（6，miao0）;

　　lcd_pos（3，6）; // write_sfm2（6，miao0）;

　　}

　　if（kk==2） { fen0++; if（fen0==60）

　　fen0=0;

　　write_sfm2（4，fen0）;

　　lcd_pos（3，4）; // write_sfm2（4，fen0）;

　　} if（kk==1） { shi0++; if（shi0==24）

　　shi0=0; write_sfm2（2，shi0）;

　　lcd_pos（3，2）; // write_sfm2（2，shi0）;

　　}

　　if（k3==0）

　　{

　　delayms（5）; if（k3==0） { while（！k3）; if（kk==3） { miao0--; if（miao0==-1）

　　miao0=59;

　　write_sfm2（6，miao0）;

　　lcd_pos（3，6）; // write_sfm2（6，miao0）;

　　} if（kk==2） { fen0--; if（fen0==-1）

　　fen0=59; write_sfm2（4，fen0）;

　　lcd_pos（3，4）; // write_sfm2（4，fen0）;

　　} if（kk==1） {

　　shi0--;

　　if（shi0==-1）

　　shi0=23;

　　write_sfm2（2，shi0）;

　　lcd_pos（3，2）; // write_sfm2（2，shi0）;

　　}

　　void init（）//初始化函數(shù)（12864初始化，定時器初始化） { PSB=1;

　　write_com（0x30）; delayms（5）; write_com（0x0c）; delayms（5）; write_com（0x01）; delayms（5）;

　　TH0=（65535-50000）/256; TL0=（65535-50000）%256; TMOD=0x01; ET0=1;

　　EA=1;

　　TR0=1;

　　}

　　void main（）//主函數(shù) { uchar i; delayms（10）; init（）;

　　lcd_pos（0，2）;//第一排顯示 i=0;

　　while（dis1［i］！=‘

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