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1、一、绪论21.1介绍31.1.1基本原理31.1.2发展现状41.2.设计项目的任务41.2.1任务书41.2.2功能指标4二、总体方案设计52.1.单片机选择52.1.1方案一：AT89S515三、 硬件部分93.1硬件系统的总体设计框图93.2单片机AT89S5293.2.1单片机各管脚的用10四、软件部分114.1.主程序流程图11五、调试及性能分析185.1.硬件调试185.2.软件调试195.3.性能分析19六、课设心得19七参考文献液晶显示驱动的设计一、绪论单片机控制系统是以单片机（CPU）为核心部件，扩展一些外部接口和设备，组成单片机工业控制机，主要用于工业过程控制。要进行单片机
2、系统设计首先必须具有一定的硬件基础知识；其次，需要具有一定的软件设计能力，能够根据系统的要求，灵活地设计出所需要的程序；第三，具有综合运用知识的能力。最后，还必须掌握生产过程的工艺性能及被测参数的测量方法，以及被控对象的动、静态特性，有时甚至要求给出被控对象的数学模型。在线控制系统用途还是比较广泛，可以用它来实现想单片机发出控制等等，从而加快单片机的发展以及单片机应用技术的成熟，单片机在线控制操作系统前景十分看好，因为现在单片机技术正在日趋成熟，以后单片机将成为我们生活中必不可少的，从而使得单片机在线控制操作系统尤为重要！单片机控制技术应用十分广泛，其核心技术是单片机控制系统的设计。介绍了对单
3、片机控制系统的构成、硬件设计、软件设计和系统调试等各环节并进行了讨论，根据工作经验给出了调试方法。随着半导体技术的飞速发展，单片机本身的设计中不断采用了一些新的抗干扰技术，使单片机的可靠性不断提高。除选择抗干扰能力强的单片机外，单片机系统中其它辅助元器件的可靠性也至关重要，一些抑制干扰的元器件的使用有助于提高系统的可靠性。此外，单片机系统在电路设计、印制电路板的设计、布线与制造工艺、系统安装时有无良好的接地等，都直接影响应用系统的可靠性。1.1.项目的背景介绍1.1.1基本原理计时智能控制系统采用硬件触发加软件检测、控制的方法,利用机械设备运转时产生的振动信号,通过微处理器来判断是否有代表设备
4、运行的信号出现,控制计时并进行简单运算,触发计时器进入工作状态,再由CPU读取开机时间参数,并存储;振动信号消失后,计时触发信号消失,计时器停止工作,并将当前工作时间和累计工作时间分别存储。通过通讯口进行简单查询或与计算机连接读取数据并进行分析,得到机械设备工作的有关数据。计时器核心采用性价比高、体积小、支持低功耗模式的87C51芯片作为微处理器,该芯片集成了2个定时/计时器、2个外中断源、串行I/O口、并行I/O口;具有算术运算、逻辑运算、控制转移等功能,并可对其编程实现多种功能。工业芯片使用范围为- 4070,性能可靠稳定。为增加计时精度,增加1片频率为32768Hz的手表晶振;数据存储选
5、用E2 PROM芯片,用耗能低且可靠性高的4位点阵液晶显示屏显示数据。1.1.2发展现状曾经计时工具来改进定时器，达到准确控制时间的目的。现在控制时间的工作变得简单了许多。人们甚至将定时器用在了军事方面，制成了定时炸弹，定时雷管。现在的不少家用电器都安装了定时器来控制开关或工作时间等。1.1.3前景单片机的技术进步反映在内部结构、功率消耗、外部电压等级以及制造工艺上。在这几方面，较为典型地说明了单片机的水平。在目前，用户对单片机的需要越来越多，但是，要求也越来越高。所以它向着巨型、单片、网络化发展。时钟计时器也向着小型化，多功能，高精度的方向发展.1.2.设计项目的任务1.2.1任务书设计电子
6、时钟计时器的硬件电路，实现LCD显示器的数字显示。用以配合软件实现时、分、秒的时间计时。1.2.2功能指标2.1采用LCD1602显示时间2.2上电或复位后，能自动显示当前时间，每次上电复位显示为0时0分0秒，以后每次按RESET复位键均显示当前正确时间。2.3设置3个控制键A,B,C.按下A,调整时，按下B,调整分，按下C，调整秒 二、总体方案设计2.1.单片机选择2.1.1方案一：AT89S51AT89S51单片机功能： 8位中央处理器和ISP Flash存储单元，片内含4k Bytes Flash，128 bytes的可以反复擦除1000次随机存取数据存储器（RAM），器件高密度、非易失
7、性存储，32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡兼容标准 AT80C51引脚结构，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 2.1.2方案二：AT89S52AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定而且它体积小，硬件实现方便，安装方便，以及与编程技术和外围功能电路的配合技术比较娴熟。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU
8、停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路2.1.3方案三: AT89C51AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。 AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件高密度、非易失存储器，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
9、CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中， AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机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。综上所述选择AT89S52为合适2.2.液晶1602等相关资料2.2.1 液晶1602采用标准的16脚接口第1脚：VSS为地电源第2脚：VDD接5V正电源第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行
10、读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第714脚：D0D7为8位双向数据线。 第1516脚：空脚 1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，如表1所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出
11、来，我们就能看到字母“A”2.2.2 液晶管脚连接图三、 硬件部分3.1硬件系统的总体设计框图按键调节AT89C52 P0单片机控制器 P2 P2液晶显示器列驱动 硬件系统的总体设计框图硬件分为单片机AT89s52、LCD1602、键盘、电源、复位开关、晶振这几个部分3.2单片机AT89S52AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定而且它体积小，硬件实现方便，安装方便，以及与编程技术和外围功能电路的配合技术比较娴熟。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、
12、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路3.2.1单片机各管脚的用 P0口输入数据；P2.0P2.1口作列扫描输出；采用12MHz晶振，可提高秒施的精确性；RST作为复位开关；P2口作为数码管的输出端；Vcc和EA都作为单片机的电源输入端，为单片机供电； XTL1,XTL2是用于接晶振；Vss接地3.2.2液晶1602它的管脚有16管脚，Vdd接高电平，一般+5v，Vss接低电平；V0也是接低电平；
13、D0D7为8位双向数据线；RS为寄存器选择；RW为读写信号线；E端为使能端；15、16脚一般可以不用（15接高电平，16接低电平）。3.2.3按键调节部分本设计中用到3个按键，用P3口接独立键盘即可满足需求 键盘功能如下：按P3.0进入选择操作状态，P3.1键用于加时间调节，P3.2键用于减调节； 3.3硬件仿真图3.4硬件实物展示图四、软件部分4.1.主程序流程图开始初始化进入功能程序按键盘调节时间键按下？整点到？调用显示子程序NY4.2.T1中断程序流程图T1中断保护现场显示处理加10ms处理闪烁处理恢复现场，中断返回时钟显示时钟调时闪烁4.3.T0中断计时程序流程图T0中断保护现场定时初
14、值校正1s到？加1s处理恢复现场，中断返回NY4.4显示程序设计#include#define uchar unsigned char #define uint unsigned intsbit RS=P20;sbit E=P21;sbit key1=P30;sbit key2=P31;sbit key3=P32;uchar count,s1num;char miao,shi,fen;uchar code table= 2009-12-30 WED;uchar code table1= 00:00:00;void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(
15、y=110;y0;y-);void write_com(uchar com)RS=0;E=0;P0=com;delay(5);E=1;delay(5);E=0;void write_date(uchar date)RS=1;E=0;P0=date;delay(5);E=1;delay(5);E=0;void init()uchar num;E=0;write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);/write_com(0x01);write_com(0x80);for(num=0;num15;num+)write_date(tablenum);de
16、lay(5);write_com(0x80+0x40);for(num=0;num12;num+)write_date(table1num);delay(5);TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;void write_sfm(uchar add,uchar date)uchar shi,ge;shi=date/10;ge=date%10;write_com(0x80+0x40+add);write_date(0x30+shi);write_date(0x30+ge);void keysca
17、n()if(key1=0)delay(5);if(key1=0)s1num+;while(!key1);if(s1num=1)TR0=0;write_com(0x80+0x40+10);write_com(0x0f);if(s1num=2)write_com(0x80+0x40+7);if(s1num=3)write_com(0x80+0x40+4);if(s1num=4)s1num=0;write_com(0x0c);TR0=1;if(s1num!=0)if(key2=0)delay(5);if(key2=0)while(!key2);if(s1num=1)miao+;if(miao=60)
18、miao=0;write_sfm(10,miao);write_com(0x80+0x40+10);if(s1num=2)fen+;if(fen=60)fen=0;write_sfm(7,fen);write_com(0x80+0x40+7);if(s1num=3)shi+;if(shi=24)shi=0;write_sfm(4,shi);write_com(0x80+0x40+4);if(key3=0)delay(5);if(key3=0)while(!key3);if(s1num=1)miao-;if(miao=-1)miao=59;write_sfm(10,miao);write_com
19、(0x80+0x40+10);if(s1num=2)fen-;if(fen=-1)fen=59;write_sfm(7,fen);write_com(0x80+0x40+7);if(s1num=3)shi-;if(shi=-1)shi=23;write_sfm(4,shi);write_com(0x80+0x40+4);void main()init();while(1)keyscan();void timer0() interrupt 1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;count+;if(count=20)count=0;miao+;i
20、f(miao=60)miao=0;fen+;if(fen=60)fen=0;shi+;if(shi=24)shi=0;write_sfm(4,shi);write_sfm(7,fen);write_sfm(10,miao);五、调试及性能分析5.1.硬件调试 硬件调试时可先检查印制板及焊接的质量情况，在检查无误后可通电检查LCD显示器的状况。若亮度不理想，可以调整P0口的电阻大小，一般情况下取200R电阻即可获得满意的亮度效果。实验室制作时，可结合示波器测试晶振及P0、P2端口的波形情况进行综合硬件测试分析。5.2.软件调试 软件调试在Wave编译器下进行，源程序编译及仿真调试应分段或予以子程
21、序为单位逐个进行，最后可结合硬件实时调试。5.3.性能分析 按照设计程序分析，LCD显示器动态扫描的频率约为167HZ，实际使用观察时完全没有闪烁，由于计时中断程序中加了中断程序中加勒中断延时误差处理，所以实际计时精度非常高，可满足多种场合的应用需要，另外，上电时具有一个滚动显示子程序，可以方便地显示制作日期等信息。六、实训心得看了郭天翔的单片机第十课，电子钟的设计。 刚开始下载到我的实验板上，不能正常运行，（而郭的板子可以运行，东东的也可以运行）按下按键时，光标乱跑。估计是按键消抖问题，没释放按键。想了一阵，也改了一些地方，主要是大括号的位置，结果不是没反应，就是光标乱跳，打算放弃，后来还是
22、迫于压力，反复看了几遍程序，回到按键消抖上来，于是在每个判断中加入了一句while(!k？)，问题终于解决。哈，终于松了口气，还好没被自己的惰性所扼杀。 总结这么几点：1程序中大括号的位置要注意，2液晶驱动严格按时序写。3边写边编译，有错立马找寻原因，然后排除，当然，还有就是别轻易放弃。七参考文献1 张齐，杜群贵.单片机应用系统设计技术M.北京：电子工业出版社，20072 中国机械工业教育协会 组编.单片机原理与应用.机械工业出版社.20013 杨金岩等.8051单片机数据传输接口扩展技术与应用实例M北京：人民邮电出版社，20054 求是科技单片机通信技术与工程实践M北京：人民邮电出版社，20055 杨金岩等.8051单片机数据传输接口扩展技术与应用实例M北京：人民邮电出版社，20056 郭永贞主编 数字电子技术M 西安电子科技大学出版社 20007 李广弟 单片机基础M,北京：北京航空航天大学出版社,20018 张洪润 电子线路与电子技术M.清华大学出版社M，20059单片机应用技术及项目化训练 主编：李庭贵10单片机课程设计指导 编者：李广飞 楼然苗
