【文章內(nèi)容簡介】 表 32 LCD1602 管腳功能表 （ 2）基本操作時(shí)序： LCD1602 讀寫操作時(shí)序是直接記憶和總結(jié)讀寫時(shí)電平高低和變化，下面就基于單片機(jī)控制 LCD 顯示電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 作者： 共 26頁 第 10頁 列出典型讀寫的時(shí)序要求，以方便編寫程序 [13]。 讀狀態(tài) 輸入： RS=L， R/W=H， E=H 輸出： D0D7=狀態(tài)字 寫指令 輸入： RS=L， R/W=L， D0D7=指令碼， E=高脈沖輸出：無 讀數(shù)據(jù) 輸入： RS=H， R/W=H， E=H 輸出： D0D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入： RS=H， R/W=L， D0D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖輸出：無 （ 3）狀態(tài)字說明： 表 33 狀態(tài)字表 對控制器每次進(jìn)行讀寫操作之前，都必須進(jìn)行讀寫檢測，確保 STA7 為 0。 （ 4）指令說明： 表 34 顯示模式設(shè)置表 表 35 顯示開 /關(guān)及背光燈設(shè)置表 （ 5）數(shù)據(jù)控制 控制器內(nèi)部有一個(gè)數(shù)據(jù)地址指針，用戶可通過它們訪問內(nèi)部的全部 80 字節(jié)RAM[15]。 基于單片機(jī)控制 LCD 顯示電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 作者： 共 26頁 第 11頁 （ 6）數(shù)據(jù)指針設(shè)置 表 36 數(shù)據(jù)指針設(shè)置表 （ 7）其他設(shè)置 表 37 其他設(shè)置指令表 （ 8） LCD1602 初始化過程 a、延時(shí) 15ms。 b、寫指令 38H(不檢測忙信號(hào) )。 c、延時(shí) 5ms。 d、寫指令 38H(不檢測忙信號(hào) )。 e、寫指令 5ms。 f、寫指令 38H(不檢測忙信號(hào) )。 g、之后每次寫指令、讀 /寫數(shù)據(jù)操作之前均需檢測忙信號(hào)。 h、寫指令 38H：顯示模式設(shè)置。 i、寫指令 08H：顯示關(guān)閉。 j、寫指令 01H：顯示清屏幕。 k、寫指令 06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置。 p、寫指令 0CH：顯示及光標(biāo)設(shè)置。 （ 9） LCD1602 的電路設(shè)計(jì) 液晶 LCD1602 的 D0D7 引腳與 STC89C52 芯片的 P2 口連接，而控制引腳RS， R/W， CS 則分別與 ， ， 連接。引腳 3 接 一個(gè) 1K 的電位器 來調(diào)整對比度 ， 從而達(dá)到 適合 的背光燈對比度 [16]。 液晶顯示模塊電路如圖 33 所示。 基于單片機(jī)控制 LCD 顯示電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 作者： 共 26頁 第 12頁 圖 33 液晶顯示模塊 時(shí)鐘電路模塊的設(shè)計(jì) (1)DS12887 功能特點(diǎn) DS12887 是美國達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司推出的時(shí)鐘芯片， 此芯片是基于 CMOS技術(shù) 的 ， 將 所需的晶振和外部鋰電池相關(guān)電路集于芯片內(nèi)部， 簡化了外圍電路，同時(shí)它與計(jì)算機(jī)常用的時(shí)鐘芯片 MC146818B 和 DS1287 芯片引腳 兼容，可直接進(jìn)行對等交換 。 主要 功能 有 ： ?內(nèi)含一個(gè)鋰電池，斷電 可以 運(yùn)行十年 ，并且 不 會(huì) 丟失數(shù)據(jù) ，時(shí)間功能正常運(yùn)行 。 ?可計(jì)時(shí)至 2100 年前的 秒、分、時(shí)、星期、日、月、年 等日歷信息 并 帶 有閏年補(bǔ)償功能 。 ?可通過編程選擇 BCD 碼 或者 二進(jìn)制數(shù)表示日歷和定 時(shí) 鬧 鐘 。 ?可通過編程選擇 12 小時(shí)或 24 小時(shí)制， 12 小時(shí)時(shí)鐘模式帶有 PM 和 AM提示 ， 此外還有 有夏令時(shí)功能。 ?可選 擇 MOTOROLA 和 INTEL 總線時(shí)序。 基于單片機(jī)控制 LCD 顯示電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 作者： 共 26頁 第 13頁 ?內(nèi)部共 有 128 個(gè) RAM 單元，其中 14 個(gè)字節(jié)作為時(shí)鐘和控制寄存器， 114字節(jié)為通用 RAM，所有 ARAM 單元數(shù)據(jù)都具有掉電保護(hù)功能。 ?中斷信號(hào)輸出 (IRQ)和總線兼容，定 時(shí) 鬧 鐘 中斷、周期性中斷、時(shí)鐘更新周期結(jié)束中斷可分別由軟件屏蔽，也可分別進(jìn)行測試 [17]。 ?三種可供選擇的中斷方式 a、時(shí)間性中斷 b、周期性中斷 c、時(shí)鐘更新結(jié)束中斷 (2) DS12887 的原理及管腳說明 圖 34 顯示了 DS12887 管腳排列圖。下面說明管腳功能： 圖 34 DS12887 管腳圖 GND：電源接地 VCC：直流電源 +5V 電壓。 若外部提供的 VCC 電源小 于 ，讀寫 會(huì) 被禁止， 但芯片內(nèi)部計(jì)時(shí)仍在繼續(xù)，重新通上 +5V 電源后，通過編程即可顯示當(dāng)前時(shí)間 ； 若外部提供的 VCC 電源小于 3V， 電源方式 切換 為 內(nèi)部鋰電池 提供，同樣可以保持芯片內(nèi)部計(jì)時(shí)仍然繼續(xù) 。 MOT(模式選擇 )：接 VCC（ +5V） 時(shí)， 芯片在 MOTOROLA 時(shí)序 下工作 ，接 GND 時(shí)， 芯片在 INTEL 時(shí)序 下工作 。 SQW(方波信號(hào) )： 通過 15 個(gè)分頻器抽頭中的 13 個(gè)提供方波輸出 。 基于單片機(jī)控制 LCD 顯示電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 作者： 共 26頁 第 14頁 AD0～ AD7(雙向地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用線 )： 數(shù)據(jù)和控制指令都通過此 8 個(gè)引腳來于單片機(jī)等控制器傳輸。 DS( 數(shù)據(jù)選通或讀輸入 ) ： 該引腳 有兩種操作模式， 視該芯片是出于MOTOROLA 模式或者 INTEL 模式 ，當(dāng)使用 MOTOROLA 時(shí)序時(shí)， DS 是一正脈沖，出現(xiàn)在總線周期的后段，稱為數(shù)據(jù)選通 ；若為 INTEL 時(shí)序， DS 稱作 (RD)，RD 與典型存貯器的允許信號(hào) (OE)的定義相同。 R/W(讀 /寫輸入 )： R/W 管腳 同樣 也有兩種操作模式。 此引腳的兩種模式與DS 相似 。 CS(片選輸入 )：在訪問 DS12887 的總線周期內(nèi)，片選信號(hào)必須保持為低。 RESET(復(fù)位輸出 )： 若要 保證 DS12887 有效復(fù)位 ，必須讓 該腳保持低電平時(shí)間大于 200ms。 IRQ(中斷申請輸入 )：低電平有效，可作微處理的中斷輸入。沒有中斷條件滿足時(shí)， IRQ 處于高阻態(tài)。 IRQ 線是漏極開路輸入，要求外接 上拉 電阻 [18]。 （ 3） DS12887 的內(nèi)部功能地址分配圖 DS12887 的 存儲(chǔ)器 分配圖如圖 35 所示 ，其中 00H09H 為時(shí)鐘信息和鬧鐘信息寄存器， 0AH0DH 為四個(gè)控制寄存器。 圖 35 DS12887 存儲(chǔ)器分配圖 控制寄存器 ?寄存器 A 基于單片機(jī)控制 LCD 顯示電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 作者： 共 26頁 第 15頁 表 38 DS12887 寄存器 A UIP： 更新位 。 若 UIP 為 1， 實(shí)時(shí)時(shí)鐘的 更新轉(zhuǎn)換 發(fā)生的 很快， 而當(dāng) UIP為 0，更新轉(zhuǎn)換至少在 244181。s 內(nèi)不會(huì)發(fā)生。 DV0， DV1， DV2：用于晶振和復(fù)位分頻鏈 的開啟 。 表 39 DS12887 周期中斷率和方波頻率 RS3， RS2， RS1， RS0：頻率選擇位 ，通過這四個(gè)位 用戶可以： a、 用 PIE 位允許中斷 ； b、 用 SQWE 位允許 SQAW 輸出； c、 二者同時(shí)允許并用相同的頻率； d、二者 都不允許 。 ?寄存器 B 表 310 DS12887 寄存器 B 基于單片機(jī)控制 LCD 顯示電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 作者： 共 26頁 第 16頁 SET： 此位 為 0，時(shí)間更新正常進(jìn)行，每秒計(jì)數(shù)走時(shí)一次，當(dāng) 此位為 1，時(shí)間更新被禁止，程序可 對芯片進(jìn)行 初始化 的操作和編程 。 PIE：周期中斷 允許 位， PIE 為 1，則允許以選定的頻率拉低 IRQ 管腳， PIE為 0，則禁止中斷。 AIE：定 時(shí) 鬧 鐘 中斷允許位， AIE 為 1，允許中斷，否則禁止中斷。 UIE： 更新結(jié)束 中斷允許位， AIE 為 1，允許中斷，否則禁止中斷。 SQWE：方波允許位，置 1 選定頻率方波從 SQW 腳輸出；為 0時(shí)， SQW 腳為低。 DM：數(shù)據(jù)模式位， DM 為 1 表明 為十進(jìn)制數(shù)據(jù)，而 0 表明是 BCD 碼的數(shù)據(jù)。 24/12：小時(shí)格式位， 1 表明 24 小時(shí) 制 ，而 0 表明 12 小時(shí) 制 。 DSE：夏令時(shí)允許位，當(dāng) DSE 置 1 時(shí)允許兩個(gè)特殊的更新，在四月份的第一 星期 日 ， 時(shí)間從 1： 59： 59AM 時(shí)改變?yōu)?3： 00： 00AM；在十月的最后一個(gè)星期日的 1： 59： 59AM 時(shí)改變?yōu)?1： 00： 00AM。 當(dāng) DSE 位為 0，這種特殊修正不發(fā)生。 ?寄存器 C 表 311 DS12887 寄存器 C IRQF：中斷申請標(biāo)志位。當(dāng)下列表達(dá)式 中一個(gè)或多個(gè)為真時(shí)，置 1。 PF=PIE=1； AF=AIE=1； UF=UIE=1； 即： IRQF=PFPIE+AFAIE+UFUIE 只要 IRQF 為 1， IRQ 管腳輸出低 ，程序讀寄存器 C 以后或 RESET 管腳為低后，所有標(biāo)志位清零。 VF：更新周期結(jié)束標(biāo)志位。 VF 為 1 表明更新周期結(jié)束。 AF：定鬧中斷標(biāo)志位，只讀， AF 為 1 表明現(xiàn)在時(shí)間與定鬧時(shí)間匹配。 BIT0～ BIT3：未用狀態(tài)位，讀出總為 0，不能寫入。 ?寄存器 D VRT：內(nèi)部鋰電池狀態(tài)位，平時(shí)應(yīng)總讀出 1，如出現(xiàn) 0，表明內(nèi)部鋰電池耗盡。 BIT0～ BIT6：未用狀態(tài)位，讀出總為 0，不能寫入。 基于單片機(jī)控制 LCD 顯示電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 作者： 共 26頁 第 17頁 表 311 DS12887 寄存器 D (4)DS12887 的電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中的 DS12887 芯片 AD0AD7 引腳與 STC89C52 芯片的 P2 口相連接。MOT 引腳接地，為 INTEL 總線時(shí)序方式。因此 R/W 和 DS 引腳也為對應(yīng) INTEL的操作模式 [19]。時(shí)鐘模塊電路如圖 36 所示。 圖 36 時(shí)鐘模塊電路圖 溫度采集模塊設(shè)計(jì) 溫度傳感器 DS18B20 的接法 很簡單，它的 DQ 引腳與 STC89C52 芯片的 引腳相連接。這里只用到一個(gè)溫度傳感器，若要使用多個(gè)則只需將所有的DS18B20 的 I/O 口接在一起即可，在具體操作時(shí)，通過讀取每個(gè)芯片的內(nèi)部序列號(hào)來識(shí)別 [20]。 按鍵調(diào)整系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) 74LS21 芯片為兩組 4 輸入與門（正邏輯）。本設(shè)計(jì)中的四個(gè)按鍵分別接到74LS21 芯片的 1A， 1B， 1C， 1D，即 4 輸入與門的 4 個(gè)輸入。而 74LS21 的輸出1Y 則接到 STC89C52 芯片的 (INT0)引腳，由于該引腳為低電平有效，當(dāng)警報(bào)發(fā)生時(shí)按下四個(gè)按鍵中 任意一個(gè)都會(huì)使輸出 1Y 變?yōu)榈碗娖剑瑒t芯片發(fā)生中斷，報(bào)警停止。同時(shí)，四個(gè)按鍵 key1key4 也接到 STC89C52 芯片的 起到基于單片機(jī)控制 LCD 顯示電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 作者： 共 26頁 第 18頁 調(diào)節(jié)時(shí)間日期等功能 [21]。按鍵模塊電路如圖 37 所示。 圖 37 按鍵模塊 蜂鳴器報(bào)警模塊 蜂鳴器報(bào)警模塊的作用：當(dāng)定時(shí)鬧鐘時(shí)間到時(shí)，蜂鳴器發(fā)出預(yù)設(shè)的聲音，而發(fā)光二極管則會(huì)隨著音樂閃爍。本模塊采用 PNP 三極管為蜂鳴器放大電流，基極通過 電阻與單片機(jī) STC89C52 的閑置引腳 相連接，集電極直接接地，發(fā)射極接發(fā)光二極管和蜂鳴器 [22]。報(bào)警 模塊電路如圖 38 所示。 圖 38 報(bào)警模塊 基于單片機(jī)控制 LCD 顯示電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 作者： 共 26頁 第 19頁 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)總體說明 本系統(tǒng)的程序采用 C 語言編寫，為了便于修改和調(diào)試，系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，程序的編寫編譯在軟件 WAVE6000 中完成。 系統(tǒng)中有四個(gè)按鍵，即：設(shè)置鍵 S切換鍵 S上調(diào)鍵 S下調(diào)鍵 S4。 （ 1）按下 S1