液晶顯示器電話撥號電路設計

1、濟源職業(yè)技術學院濟源職業(yè)技術學院 畢畢 業(yè)業(yè) 設設 計計 題目 液晶顯示電話撥號電路設計 系別 電氣工程系 專業(yè) 電氣自動化 班級 電氣 0801 姓名 段霞飛 學號 08040108 指導教師 張詠梅 日期 2010 年 12 月 設計任務書 設計題目：設計題目： 液晶顯示電話撥號電路設計 設計要求：設計要求： 1 用單片機設計一個模擬電話撥號系統(tǒng)，用1602lcd液晶顯示來實現(xiàn)顯示時間并能用 矩陣式按鍵控制電話所撥號碼及時顯示功能的設計； 2 設計完成該功能的硬件電路； 3 設計完成上述功能的相應軟件； 4 在proteus仿真軟件上調(diào)試出相應的效果。 設計進度要求：設計進度要求： 第一周

2、：選定設計題目,查找、搜集相關資料。 第二周：了解各元器件、模塊的功能及使用方法。 第三周：硬件電路的設計。 第四周：相應軟件設計（程序設計） 。 第五周：利用 proteus 仿真軟件調(diào)試并記錄相關的數(shù)據(jù)和錯誤。 第六周：利用 proteus 仿真軟件調(diào)試并記錄相關的數(shù)據(jù)和錯誤。 第七周：寫畢業(yè)論文。 第八周：畢業(yè)答辯。 指導教師（簽名）：指導教師（簽名）： 摘要 隨著時代的進步和發(fā)展，單片機技術已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研等各個 領域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術，本文將介紹一種用單片機設計的液晶顯示項 目。 這個液晶顯示除了具有顯示時間的功能以外，還具有顯示電話號碼的功能。 正文中首先簡

3、單描述了硬件系統(tǒng)的工作原理，且附以硬件系統(tǒng)的設計框圖，論 述了本次畢業(yè)設計所應用的各種硬件接口技術和各個接口模塊的功能及工作過程, 并具體描述了外接電路接口的軟、硬件調(diào)試。 其次闡述了程序的流程和實現(xiàn)過程。本設計就是以單片機的基本語言匯編語言 來進行軟件設計，軟件的設計采用模塊化結(jié)構(gòu)，使程序設計的邏輯關系更加簡潔明 了。使硬件在軟件的控制下協(xié)調(diào)運作。 本文撰寫的主導思想是軟、硬件相結(jié)合，以硬件為基礎，來進行各功能模塊的 編寫。 關鍵詞：1602lcd 液晶顯示屏，矩陣式按鍵，at89c51 前言 隨著半導體集成工藝的不斷發(fā)展，單片機的集成度將更高、體積將更小、功能將更 強。在單片機家族中，80

4、c51 系列是其中的佼佼者，加之 intel 公司將其 mcs 51 系列 中的 80c51 內(nèi)核使用權(quán)以專利互換或出售形式轉(zhuǎn)讓給全世界許多著名 ic 制造廠商，如 philips、 nec、atmel、amd、華邦等，這些公司都在保持與 80c51 單片機兼容的基礎上 改善了 80c51 的許多特性。這樣，80c51 就變成有眾多制造廠商支持的、發(fā)展出上百品種 的大家族，現(xiàn)統(tǒng)稱為 80c51 系列。80c51 單片機已成為單片機發(fā)展的主流。專家認為，雖 然世界上的 mcu 品種繁多，功能各異，開發(fā)裝置也互不兼容，但是客觀發(fā)展表明，80c51 可能最終形成事實上的標準 mcu 芯片。 本設計采

5、用的是 atmel 公司的 at89c51 芯片，此芯片根據(jù)了充分的靜止 cmos 控制器 與三級節(jié)目記憶鎖，共有： 32 條 i/o 線,2 定時計數(shù)器，6 個中斷來源，4 k 閃存, 128 個字節(jié)在芯片 ram。 由于本設計所做的是一個用液晶顯示屏實現(xiàn)電話號碼及時間顯示的設計，所以要用 到單片機的最小應用系統(tǒng)模塊 1，還需要用到矩陣式鍵盤和 1602lcd。 而我的硬件設計詳見第二章，主要介紹了需要哪幾部分硬件電路。在 2.1 節(jié)介紹了 主要的框架；2.2 節(jié)簡單的介紹了顯示控制方案 ；2.3 節(jié)簡單介紹了鍵盤控制方案。在 第三章中我們詳細的解說了硬件系統(tǒng)的設計。3.1 節(jié)介紹了單片機的

6、選型；3.2 說明了按 鍵控制電路; 3.3 介紹了 lcd 顯示器。第四章介紹了軟件設計，分別說明了設計思路和流 程圖狀況；第五章是我對此設計的調(diào)試過程和結(jié)果顯示。第六章就是我對此設計的總體 概括，體會和心得。 我所設計的這個液晶顯示可適用于比較簡單的數(shù)字字母顯示，可用于一些簡單的顯 示工作中。 目 錄 摘要.ii 前言.1 1 單片機的發(fā)展及應用.3 1.1 單片機的發(fā)展 .3 1.2 單片機的應用 .3 2 硬件總體方案 .5 2.1 系統(tǒng)框圖 .5 2.2 顯示控制方案 .5 2.3 鍵盤控制方案 .6 3 硬件系統(tǒng)設計.7 3.1 單片機的選型 .7 3.2 按鍵控制電路 .10 3

7、.3lcd 顯示器 .12 4 軟件設計.17 4.1 設計思路 .17 4.2 定時器 .17 4.3 總體流程圖 .18 4.4 中斷服務程序的框圖 .19 4.5 按鍵子程序框圖 .20 5 系統(tǒng)調(diào)試.21 5.1 在偉福中的調(diào)試 .21 5.2 在 proteus中的調(diào)試.22 5.3 實驗效果圖 .26 6 結(jié) 論.29 致謝.30 參考文獻.31 1 單片機的發(fā)展及應用 1.11.1 單片機的發(fā)展單片機的發(fā)展 單片微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是一種非常活躍和頗具有生命力 的機種。單片微型計算機簡稱單片機，特別適用于工業(yè)控制領域，因此又稱為微控器。 1971 年微處理器研

8、制成功不久，就出現(xiàn)了單片微型計算機即單片機，但最早的單片 機是 1 位的，處理能力有限。 單片機的發(fā)展分為 4 個階段： 第一階段（197476 年）：單片機初級階段。因為受工藝限制，單片機采用單片的 形式而且功能比較簡單。例如美國仙童公司生產(chǎn)的 f8 單片機，實際上只包括了 8 位 cpu，64 個字節(jié)的 ram 和 2 個并行接口。 第二階段（197678 年）：低性能單片機階段。以 intel 公司生產(chǎn)的 mcs48 系 列單片機為代表，該系列單片機片內(nèi)集成有 8 位 cpu，8 位定時器/計數(shù)器，并行 i/o 接 口，ram 和 rom 等，但是最大的缺點就是無串行接口，中斷處理比較簡

9、單而且片內(nèi) ram 和 rom 容量較小，且尋址范圍不大與 4kb。 第三階段（197883）高性能單片階段這個階段推出的單片機普遍帶有串行接口。 多級中斷系統(tǒng)，16 位定時器/計數(shù)器，片內(nèi) rom，ram 容量加大，且尋址范圍可達 64kb， 有的片內(nèi)還帶有 a/d 轉(zhuǎn)換器。 第四階段（1983 年至今）8 位單片機鞏固發(fā)展以及 16 位單片機，32 位單片機推出 階段。此階段的主要特征是：一方面發(fā)展 16 位單片機，32 位單片機及專用型單片機；另 一方面不斷完善高檔 8 位單片機，改善其結(jié)構(gòu)，增加片內(nèi)器件，以滿足不同的客戶要求。 1.21.2 單片機的應用單片機的應用 單片機的應用很廣，

10、分別在以下領域中得到了廣泛的應用。 工業(yè)自動化：在自動化技術中，無論是過程控制技術、數(shù)據(jù)采集技術還是測控技術， 都離不開單片機。在工業(yè)自動化的領域中，機電一體化技術將發(fā)揮愈來愈重要的作用， 在這種機械、微電子和計算機技術為一體的綜合技術（例如機器人技術、數(shù)控技術）中， 單片機將發(fā)揮非常重要的作用特別是近些年來，隨著計算機技術的發(fā)展，工業(yè)自動化也 發(fā)展到了一個新的高度，出現(xiàn)了無人工廠、機器人作業(yè)、網(wǎng)絡化工廠等，不僅將人從繁 重、 復和危險的工業(yè)現(xiàn)場解放出來，還大大提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。 儀器儀表：目前對儀器儀表的自動化和智能化要求越來越高。在自動化測量儀器中， 單片機應用十分普及。單片

11、機的使用有助于提高儀器儀表的精度和準確度，簡化結(jié)構(gòu)， 減小體積，易于攜帶和使用，加速儀器儀表向數(shù)字化、智能化和多功能化方向發(fā)展。 消費類電子產(chǎn)品：該應用主要反映在家電領域。目前家電產(chǎn)品的一個重要發(fā)展趨勢 是不斷提高其智能化程度。例如，電子游戲、照相機、洗衣機、電冰箱、空調(diào)、電視機、 微波爐、手機、ic 卡、汽車電子設備等。在這些設備中使用了單片機后，其功能和性能 大大提高，并實現(xiàn)了智能化、最優(yōu)化控制。 信方面：較高檔的單片機都具有通信接口，因而為單片機在通信設備中的應用創(chuàng)造 了很好的條件。例如，在微波通信、短波通信、載波通信、光纖通信、程控交換等通信 設備和儀器中都能找到單片機的應用。 武器裝

12、備：在現(xiàn)代化的武器裝備中，如飛機、軍艦、坦克、導單、魚雷制導、智能 武器設備、航天飛機導航系統(tǒng)，都有單片機在其中發(fā)揮重要作用。 終端及外部設備控制：計算機網(wǎng)絡終端設備，如銀行終端，以及計算機外部設備如 打印機、硬盤驅(qū)動器、繪圖機、傳真機、復印機等，在這些設備中都使用了單片機。 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，同時帶動自動控制系統(tǒng)日新月異更新，單片機的應用 正在不斷地走向深入。 2 硬件總體方案 2.12.1 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖 液晶顯示電話撥號的總體設計框圖如圖 2.1 所示。 at89c51 最 小 應 用 系 統(tǒng) 按鍵電路 晶振電路 復位電路 lcd 液晶 顯 示 圖 2.1總體設計框圖 設計中控

13、制系統(tǒng)采用 at89c51 單片機，1602lcd 液晶顯示屏。此外，還有單片機的復 位電路、晶振電路、按鍵電路。 其中單片機的 p2 口作 1602lcd 顯示屏的使能端的控制，p0 口作通過 1602lcd 顯示屏 信號輸入。p3 口接按鍵控制顯示屏顯示，本設計中的電路所采用的是液晶顯示。 2.22.2 顯示控制方案顯示控制方案 本設計所用顯示為 1602lcd 液晶顯示，lcd 與 led 是兩種不同的顯示技術，lcd 是由 液態(tài)晶體組成的顯示屏，而 led 則是由發(fā)光二極管組成的顯示屏。led 顯示器與 lcd 顯示 器相比，led 在亮度、功耗、可視角度和刷新速率等方面，都更具優(yōu)勢。

14、但 lcd 相對 led 而言使用更方便，更快捷，顯示更清晰，而且 lcd1602 是一種非常常見的 lcd 顯示屏， 它采用字符的顯示方式，非常便于顯示字符。所以我們選用了 lcd1602 液晶顯示。 2.32.3 鍵盤控制方案鍵盤控制方案 鍵盤分為獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤，獨立式鍵盤接口電路配置靈活，硬件結(jié)構(gòu)簡單， 工作可靠但每個按鍵必須占用一跟 i/o 接口線，i/o 接口線浪費較大，在單片機應用系統(tǒng) 中，有時只需要幾個簡單的按鍵向系統(tǒng)輸入信息，可將按鍵直接在一根 i/o 接口線上， 故只在按鍵數(shù)量不多時采用。而矩陣式鍵盤每條行線與列線在交叉處不直接相通，而是 通過一個按鍵加以連接，當按鍵

15、較多時可采用矩陣式鍵盤以節(jié)省 i/o 接口。本設計采用 多個按鍵，所以這里選用矩陣式鍵盤 3 硬件系統(tǒng)設計 3.13.1 單片機的選型單片機的選型 1.at89c511.at89c51 的特點的特點 at89c51 是一種帶 4k 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（fperomfalsh programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能、cmos、8 位單片機。 該器件采用 atmel 高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 mcs-51 指令集和輸 出管腳相兼容。at89c51 的管腳圖如圖 3.1 所示。 xtal2 18 xtal

16、1 19 ale 30 ea 31 psen 29 rst 9 p0.0/ad0 39 p0.1/ad1 38 p0.2/ad2 37 p0.3/ad3 36 p0.4/ad4 35 p0.5/ad5 34 p0.6/ad6 33 p0.7/ad7 32 p1.0 1 p1.1 2 p1.2 3 p1.3 4 p1.4 5 p1.5 6 p1.6 7 p1.7 8 p3.0/rxd 10 p3.1/txd 11 p3.2/int0 12 p3.3/int1 13 p3.4/t0 14 p3.7/rd 17 p3.6/wr 16 p3.5/t1 15 p2.7/a15 28 p2.0/a8 21

17、 p2.1/a9 22 p2.2/a10 23 p2.3/a11 24 p2.4/a12 25 p2.5/a13 26 p2.6/a14 27 u1 at89c51 program=zhou2.hex 圖 3.1 at89c51 管腳圖 主要特性主要特性： 1、與 mcs-51 兼容 2、4k 字節(jié)可編程閃爍存儲器 3、壽命：1000 寫/擦循環(huán) 4、數(shù)據(jù)保留時間：10 年 5、全靜態(tài)工作：0hz-24hz 6、三級程序存儲器鎖定 7、128*8 位內(nèi)部 ram 8、32 可編程 i/o 線 9、兩個 16 位定時器/計數(shù)器 10、5 個中斷源 11、可編程串行通道 12、低功耗的閑置和掉電模

18、式 13、片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 89c5189c51 單片機引腳：單片機引腳： (1) 89c51 單片機的時鐘引腳有以下兩種: xtal1：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸入端和內(nèi)部時鐘工作的輸入端。采用內(nèi)部振 蕩器時，它接外部石英晶體和微調(diào)電容的一個引腳。 xtal2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端，接外部石英晶體和微調(diào)電容的另一端。 采用外部振蕩器時，該引腳懸空。外接晶體引腳。 (2) 89c51 單片機的控制引腳有以下幾種： rst：復位輸入端，高電平有效。 ale/prog：地址鎖存允許/編程線。 psen：外部程序存儲器的讀選通線。 ea/vpp：片外 rom 允許訪問端/編程電源端。 (3

19、) 89c51 單片機的電源引腳有以下兩種： vcc：+5v 電源線。 gnd：接地線。 (4) 89c51 單片機的 i/o 接口引腳有以下幾種： p0 口：做通用雙 i/o 口用。在訪問片外擴展存儲器時，低 8 位地址和數(shù)據(jù)由 p0 口分時傳送。 p1 口：做通用雙 i/o 口用。 p2 口：做通用雙 i/o 口用。在訪問外片擴展存儲器時，傳送高 8 位地址。 p3 口：做通用雙 i/o 口用。具有第二功能（常用做第二功能） 。 2.2.單片機附屬電路單片機附屬電路 單片機附屬電路主要有晶體振蕩電路和復位電路。 一、晶體振蕩電路一、晶體振蕩電路 1晶體振蕩器的作用 石英晶體振蕩器也稱石英晶

20、體諧振器，它用來穩(wěn)定頻率和選 擇頻率，是一種可以取代 lc 諧振回路的晶體諧振元件。 2本設計所用的晶體振蕩電路如圖 3.2 所示： c1 33p c2 33p y1 12mhz x1 x2 圖 3.2 晶體振蕩電路 此晶振電路所選用的石英晶振頻率為 12mhz。 時鐘周期就是單片機外接晶振的倒數(shù)，例如 12m 的晶振，它的時間周期就是 1/12 us） ，是計算機中最基本的、最小的時間單位。 在一個時鐘周期內(nèi)，cpu 僅完成一個最基本的動作。對于某種單片機，若采用了 1mhz 的時鐘頻率，則時鐘周期為 1us；若采用 4mhz 的時鐘頻率，則時鐘周期為 0.25us。 由于時鐘脈沖是單片機的

21、基本工作脈沖，它控制著單片機的工作節(jié)奏（使單片機的每一 步都統(tǒng)一到它的步調(diào)上來） 。顯然，對同一種機型的單片機，時鐘頻率越高，單片機的工 作速度就越快。但是，由于不同的單片機的硬件電路和器件不完全相同，所以其需要的 時鐘頻率范圍也不相同。我們學習的 51 系列單片機的時鐘范圍是 1.2mhz-12mhz。 二、復位電路二、復位電路 單片機復位是使 cpu 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從這 個狀態(tài)開始工作，例如復位后 pc0000h，使單片機從第個單元取指令。無論是在單片 機剛開始接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復位，所以我們必須弄清楚 mcs- 51 型單片機復位

22、的條件、復位電路和復位后狀態(tài)。 單片機復位的條件是：必須使 rst/vpd 或 rst 引腳加上持續(xù)兩個機器周期(即 24 個 振蕩周期)的高電平。例如，若時鐘頻率為 12mhz，每機器周期為 1us，則只需 2us 以上 時間的高電平，在 rst 引腳出現(xiàn)高電平后的第二個機器周期執(zhí)行復位。單片機常用的復 位電路如圖 3.3(a)和圖 3.3(b)所示： c3 10uf s1 sw-pb r11 1k r10 100 vcc +5v reset (a) r1 200 r2 1k c122us vcc reset vcc vss reset m cs-51 (b) 圖 3.3(a) 復位電路 圖

23、 3.3(b) 與單片機相連的復位電路 圖 3.3(a) 就是我們的設計中使用的復位電路，其電阻阻值的選擇和電容容量的選擇 都是經(jīng)過計算的，而最后計算的結(jié)果時間常數(shù)可以滿足我們的需求。其計算過程如下： =0.7rc=0.710001010-6=0.7ms 此值遠遠大于 2us，所以此復位電路可用。 圖 3.3(b)為按鍵復位電路。該電路除具有上電復位功能外，若要復位，只需按圖中 的 reset 鍵，此時電源 vcc 經(jīng)電阻 r1、r2 分壓，在 reset 端產(chǎn)生復位高電平。 3.23.2 按鍵控制電路按鍵控制電路 1.1.鍵盤控制電路鍵盤控制電路 鍵盤分為獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤，獨立式鍵盤接

24、口電路配置靈活，硬件結(jié)構(gòu)簡單， 工作可靠但每個按鍵必須占用一跟 i/o 接口線，i/o 接口線浪費較大，在單片機應用系統(tǒng) 中，有時只需要幾個簡單的按鍵向系統(tǒng)輸入信息，可將按鍵值接在一根 i/o 接口線上， 故只在按鍵數(shù)量不多時采用。而矩陣式鍵盤每條行線與列線在交叉處不直接相通，而是 通過一個按鍵加以連接，當按鍵較多時可采用矩陣式鍵盤以節(jié)省 i/o 接口。本設計采用 多個按鍵，所以這里選用矩陣式鍵。 2.2.對矩陣式鍵盤的認識對矩陣式鍵盤的認識 矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理：在鍵盤中的按鍵數(shù)量較多時，為了減少 i/o 口的占 用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如圖 2.5 所示。在矩陣式鍵盤中，每條水

25、平線和垂直 線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，只需要單片機的一個端口 （如 p3 口）就可以構(gòu)成 3*4=12 個按鍵，比直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線 數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成 15 鍵的鍵盤，而直接用端口線則只 能多出一鍵。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤比較是合理的。 由于本系統(tǒng)按鍵較多，在這里采用矩陣式 3*4 鍵盤，這樣可以合理應用硬件資源， 用一個 8 位 i/o 口控制,按鍵接 p3 口，從而控制顯示屏的顯示， 如圖 3.4 所示： p34 p35 p36 p30 p31 p32 p33 圖 3.4 按鍵電路 矩

26、陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復雜一些，識別也要復雜一些，圖 2.5 中，列線 通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機的 i/o 口作為輸出端，而列線所接的 i/o 口 則作為輸入。這樣，當按鍵沒有按下時，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。一 旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，行線輸出是低電平。這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài) 就可得知是否有鍵按下了。 我設計的鍵盤所對應的鍵碼如圖 3.5 所示： p34 p35 p36 p30 p31 p32 p33 123 456 789 0# * 圖 3.5 鍵盤框圖 3.3lcd3.3lcd 顯示器顯示器 1.lcd1.lcd 的介紹的介紹 (1)液晶顯示器

27、的結(jié)構(gòu) 它是由兩塊導電玻璃夾持一個液晶層，封裝成一個扁平盒而構(gòu)成最基本的液晶顯示 器。其兩塊玻璃的間距為 67m，四周用環(huán)氧樹脂密封，中間注入液晶后抽成真空。根 據(jù)需要可在導電玻璃外側(cè)貼上偏振片。 (2)液晶顯示器的特點。 1)液晶顯示器的壽命很長，只要顯示器中的配件保持良好，它就能長期正常工作。 2)液晶顯示器沒有輻射污染，與顯像管相比，這是最突出的優(yōu)勢。 3)液晶顯示器屬于被動顯示，液晶本身不會發(fā)光，而是靠外界光的不同反射和透射 形成不同的對比度來達到顯示的目的。外光越強，顯示內(nèi)容也越清晰。 4)液晶顯示器所需的工作電壓很低，一般為 23v，所需的電流也只有幾個微安，屬 于 w/cm2，因

28、此它是低電壓低功率顯示器件，與陰極射線顯示器 (crt)相比，可節(jié)約相 當多的功耗。 5)由于液晶為無色，采用濾色膜便可實現(xiàn)彩色化，因此能重現(xiàn)電視的彩色畫面，因 此在視頻領域有著廣闊的發(fā)展前途。 (3)按用途分有:計算器用、手表用、儀器儀表用、彩電用、影碟機用、電腦用等類 型。 本次設計我們采用了 1602lcd 液晶顯示。液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示 內(nèi)容豐富、超薄輕巧等優(yōu)點，在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中得到廣泛的應用。目前 字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機應用設計中最常用的信息顯示器件。lcd1 602 液晶顯 示模塊，它可以顯示兩行，每行 16 個字符，采用單+5v 電源供電，外

29、圍電路配置簡單， 價格便宜，具有很高的性價比。 2.1602lc2.1602lcd d 的相關參數(shù)的相關參數(shù) 1602lcd 采用標準的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 3-1 所示: 表 3-1：引腳接口說明表 編號符號引腳說明編號符號引腳說明 1vss 電源地 9d2 數(shù)據(jù) 2vdd 電源正極 10d3 數(shù)據(jù) 3vl 液晶顯示偏壓 11d4 數(shù)據(jù) 4rs 數(shù)據(jù)/命令選擇 12d5 數(shù)據(jù) 5r/w 讀/寫選擇 13d6 數(shù)據(jù) 6e 使能信號 14d7 數(shù)據(jù) 7d0 數(shù)據(jù) 15bla 背光源正極 8d1 數(shù)據(jù) 16blk 背光源負極 第 1 腳：vss 為地電

30、源。 第 2 腳：vdd 接 5v 正電源。 第 3 腳：vl 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最 高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10k 的電位器調(diào)整對比度。 第 4 腳：rs 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 5 腳：r/w 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當 rs 和 r/w 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 rs 為低電平 r/w 為高電平時可以讀 忙信號，當 rs 為高電平 r/w 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳：e 端為使能端，當 e 端由高電平跳變成低電平時，液

31、晶模塊執(zhí)行命令。 第 714 腳：d0d7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15 腳：背光源正極。 第 16 腳：背光源負極。 16021602 指令表指令表 1、清屏 指令rsr/wd7d6d5d4d3d2d1d0 清屏0000000001 清顯示指令將空位字符碼 20h 送入全部 ddram 地址中，使 ddram 中的內(nèi)容全部 清除，顯示消失；地址計數(shù)器 ac=0，自動增 1 模式；顯示歸位，光標或者閃爍回到原點 （顯示屏左上角）；但并不改變移位設置模式。 2、光標復位 指令rsr/wd7d6d5d4d3d2d1d0 光標復位000000001* 歸位指令置地址計數(shù)器 ac=0；將光標及光標

32、所在位的字符回原點；但 ddram 中的內(nèi) 容并不改變。 3、設置輸入模式 指令rsr/wd7d6d5d4d3d2d1d0 設置輸入模式0000001i/ds i/d：字符碼寫入或者讀出 ddram 后 ddram 地址指針 ac 變化方向標志：i/d=1，完 成一個字符碼傳送后，ac 自動加 1；i/d=0，完成一個字符碼傳送后，ac 自動減 1。 s：顯示移位標志：s=1，將全部顯示向右（i/d=0）或者向左（i/d=1）移位；s=0， 顯示不發(fā)生移位；s=1 時，顯示移位時，光標似乎并不移位；此外，讀 ddram 操作以及 對 cgram 的訪問，不發(fā)生顯示移位。 4、顯示開/關控制 指

33、令rsr/wd7d6d5d4d3d2d1d0 顯示開/關控制0000001dcb 顯示開/關控制標志：d=1，開顯示；d=0，關顯示；關顯示后，顯示數(shù)據(jù)仍保持在 ddram 中，立即開顯示可以再現(xiàn)。 光標顯示控制標志：c=1，光標顯示；c=0，光標不顯示；不顯示光標并不影響模 塊其它顯示功能；顯示 5x8 點陣字符時，光標在第八行顯示，顯示 5x10 點陣字符時， 光標在第十一行顯示。 閃爍顯示控制標志：b=1，光標所指位置上，交替顯示全黑點陣和顯示字符，產(chǎn)生 閃爍效果，f=250khz 時，閃爍頻率為 0.4ms 左右；通過設置，光標可以與其所指位置的 字符一起閃爍。 5、光標或顯示移位指令

34、 指令rsr/wd7d6d5d4d3d2d1d0 移位指令000001s/cr/l* 可使光標或顯示在沒有讀寫顯示數(shù)據(jù)的情況下，向左或向右移動；運用此指令可以 實現(xiàn)顯示的查找或替換；在雙行顯示方式下，第一行和第二行會同時移位；當移位越過 第一行第四十位時，光標會從第一行跳到第二行，但顯示數(shù)據(jù)只在本行內(nèi)水平移位，第 二行的顯示決不會移進第一行；倘若僅執(zhí)行移位操作，地址計數(shù)器 ac 的內(nèi)容不會發(fā)生改 變。 s/c r/l 說明：0 0 光標向左移動，ac 自動減 1；0 1 光標向右移動，ac 自動加 1；1 0 光標和顯示一起向左移動 ；1 1 光標和顯示一起向右移動。 3.1602lcd3.1

35、602lcd 與單片機的接口如圖與單片機的接口如圖 3.63.6 所示：所示： d7d7 d0d0 d6d6 d5d5 d4d4 d3d3 d2d2 d1d1 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 rs rw e rs rw e xtal2 18 xtal1 19 ale 30 ea 31 psen 29 rst 9 p0.0/ad0 39 p0.1/ad1 38 p0.2/ad2 37 p0.3/ad3 36 p0.4/ad4 35 p0.5/ad5 34 p0.6/ad6 33 p0.7/ad7 32 p1.0 1 p1.1 2 p1.2 3 p1.3 4 p1.4 5 p1.5

36、 6 p1.6 7 p1.7 8 p3.0/rxd 10 p3.1/txd 11 p3.2/int0 12 p3.3/int1 13 p3.4/t0 14 p3.7/rd 17 p3.6/wr 16 p3.5/t1 15 p2.7/a15 28 p2.0/a8 21 p2.1/a9 22 p2.2/a10 23 p2.3/a11 24 p2.4/a12 25 p2.5/a13 26 p2.6/a14 27 u1 at89c51 d7 14 d6 13 d5 12 d4 11 d3 10 d2 9 d1 8 d0 7 e 6 rw 5 rs 4 vss 1 vdd 2 vee 3 lcd1 lm

37、016l 2 3 4 5 6 7 8 9 1 rp1 respack-8 圖 3.6 lcd 與單片機的接口圖 1602液晶顯示屏數(shù)據(jù)輸入端與單片機的p0口相連，液晶顯示的rs、rw、e三個控制 端分別與單片機p2.0、p2.1、p2.2相連從而來控制顯示屏的有效輸入。電位器用來調(diào)節(jié)顯 示屏背光強度。 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標 志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就 是告訴模塊在哪里顯示字符。 如：第二行第一個字符的地址是40h，因為寫入顯示地址時要求最高位d7恒定為高電平1 所以實際寫入的數(shù)據(jù)應該是0100

38、0000b（40h）+10000000b(80h)=11000000b(c0h) 4 軟件設計 4.14.1 設計思路設計思路 由于我們設計一個用1602lcd液晶顯示來實現(xiàn)顯示時間并能用矩陣式按鍵控制撥號功 能的設計，所以我們考慮到用單片機語言來做我們的設計比較簡單。對于程序我們的設 計思路是： 1. 主程序，對各個數(shù)據(jù)分量進行初始化，分別調(diào)用按鍵程序和顯示程序，來實現(xiàn)各 自的顯示效果。 2顯示子程序，當鍵入一個數(shù)值或符號時顯示程序要把這個鍵入的值給顯示出來， 且在顯示屏后五位顯示時間。 3按鍵程序，當一個鍵盤按下的時候，按鍵程序要判斷是哪個按鍵按下，并對此值 進行掃描，得到相對應的數(shù)字顯示

39、碼，送到顯示屏顯示端進行顯示。 4中斷服務程序，開始時對顯示位進行初始化，運用定時器進行定時，顯示部分為 分鐘和秒兩部分，均為60進制，秒十位到6時進位，分鐘部分與此類似。 4.24.2 定時器定時器 主程序開始對顯示緩沖區(qū)初始化，需要定時，選擇定時器 t0，而定時器 t0 的方式 控制寄存器 tmod，它是一種可編程的特殊功能定時器，它用于設定 t0 的工作方式，tmod 為 8 位寄存器，其中高四位控制 t1，低四位 t0，其格式如下表 4-1 所示：因為使用 t0 所以 t1 都設為 0 表 4-1 定時器的工作方式 tmod t1 t0 gatec/tm1m0gatec/tm1m0 0

40、000 m0 和 m1 為 t1 和 t0 工作方式控制位，定時/計數(shù)器的工作方式由 m1m0 兩位狀態(tài)決定， 而我們選擇方式 1，即 tl 的 8 位和 th 的 8 位構(gòu)成的 16 位的計數(shù)器，使其計數(shù)范圍擴大。 c/t 是功能選擇位，使其置 0 而表現(xiàn)為定時功能。選擇定時器時我們要給其輸入初值，單 片機采用 12mhz 的晶振。晶振頻率為 12mhz，初值 x0=最大值個數(shù)，定時時間 t=個數(shù) 機器周期， 所以 x0=15536=3cb0h 4.34.3 總體流程圖總體流程圖 程序的總體流程圖如圖4.1所示，程序開始首先對所有的參數(shù)進行初始化，并對顯示 緩沖賦初值，當程序開始運行時，時間

41、部分正常運行并且循環(huán)，同時判斷是否有鍵按下， 如果有鍵按下則判斷是什么鍵被按下，然后把數(shù)值送顯示程序顯示；保存結(jié)果，結(jié)果送 顯示緩沖，等待下次數(shù)值的輸入。 圖4.1整體流程圖 4.44.4 中斷服務程序的框圖中斷服務程序的框圖 中斷服務程序框圖如圖4.2所示， 通過中斷服務程序我們對顯示部分進行控制，首 先要裝定時器初值，然后對秒個位十位及分的個位十位進行判斷，秒個位達到十時進行 進位，秒十位達到六時進行進位，分位同樣如此，當顯示達到設定的時間繼續(xù)循環(huán)顯示， 從而達到預定的實驗效果。 圖4.2 中斷服務程序框圖 4.5 按鍵子程序框圖按鍵子程序框圖 按鍵子程序框圖如圖4.3所示，我們所采用的是

42、矩陣式按鍵，所以在判斷按鍵時較獨 立式而言要復雜。首先，先判斷是否有鍵按下，當沒有鍵按下時要不斷的掃描直至有鍵 按下，若有鍵按下，則我們要判斷該鍵所在位置，及所在行與所在列，判斷結(jié)束后得到 該鍵值，將鍵值輸出，并在液晶顯示上顯示結(jié)果。 圖4.3 按鍵程序框圖 5 系統(tǒng)調(diào)試 5.5.1 1 在偉福中的調(diào)試在偉福中的調(diào)試 經(jīng)過深思苦想終把程序給編了出來，但是不知編的程序是否能通過調(diào)試，于是我們 通過偉福仿真軟件來驗證我們的程序。首先打開偉福仿真軟件的界面，對仿真器的參數(shù) 值進行設置。其設置如圖5.1所示： 圖5.1 仿真器的選擇 我們所選的是8751的仿真器，在目標生成文件中選擇生成bin和hex

43、文件（即二進制 和十六進制文件）其設置如圖5.2所示，設置完成后點“好”就可以了。 圖5.2 生成文件的設置 然后在偉福里面輸入我們的程序進行調(diào)試，剛開始有好幾處錯誤我們的程序沒有通 過編譯，例如， “0”寫成了“o” ，操作碼錯誤， “next”錯寫為“nest”,符號未定義等。 然后我就查找錯誤的所在，一一更改之后終于通過編譯，其運行結(jié)果如圖5.3所示： 圖5.3 編譯通過后的界面 5.25.2 在在 proteusproteus 中的調(diào)試中的調(diào)試 在偉福中調(diào)試完成后 ，我們在 proteus 中又進行了進一步的實驗，首先對該軟件進 行了安裝。對相應數(shù)數(shù)據(jù)進行設定。操作如圖 5.4 所示:

44、 圖 5.4 相關數(shù)據(jù)設置 之后讀文件進行破解如圖 5.5 所示： 圖 5.5 破解文件 完成軟件安裝后，打開軟件的到相應界面，如下圖 5.6 所示： 圖 5.6 軟件界面 在該界面左側(cè)的空白區(qū)域添加相應的文件，單機 p 則出現(xiàn)如圖 5.7 所示，在關鍵字 處輸入相應民名稱則就會找到相應的器件，雙擊此器件則會加入到元件庫供我們作圖使 用： 圖 5.7 尋找器件庫 本設計所用器件如表 5-1 所示： 表 5-1 元件列表 元件名稱數(shù)量型號規(guī)格在 protues 中的名 稱 單片機芯片 1at89c51at89c51 按鈕 12buttton 電容 21nfcap 電解電容 11ufcap-ele

45、c 晶振 11mhzcrytai 液晶顯示屏 1lm106l 電阻 110kres 電位器 1respack8 經(jīng)過器件的選擇，繪出來了相應的原理圖如圖 5.8 所示 圖 5.8 原理圖 然后對程序進行調(diào)試，剛開始，顯示屏總不能被點亮，經(jīng)過仔細查找后，終于發(fā)現(xiàn) 我們把液晶顯示屏有效輸入口搞錯，本應是 p0 口結(jié)果把接成了 p1 口，所以才出現(xiàn)下述 效果，如圖 5.9 所示。經(jīng)過修改顯示屏被成功點亮。 d7 14 d6 13 d5 12 d4 11 d3 10 d2 9 d1 8 d0 7 e 6 rw 5 rs 4 vss 1 vdd 2 vee 3 lcd1 lm016l 圖5.9 實驗效果

46、圖 后來,我們在顯示時間程序中加入按鍵程序后出現(xiàn)上述效果,也許是因為掃描時間太 短,總是在按下一個按鍵時很多位同時顯示相同的數(shù)字,如圖5.10所示,經(jīng)過一段時間的思 考,我們調(diào)整思路,在每次顯示位后都進行一次按鍵掃描,最后實驗成功。 d7 14 d6 13 d5 12 d4 11 d3 10 d2 9 d1 8 d0 7 e 6 rw 5 rs 4 vss 1 vdd 2 vee 3 lcd1 lm016l 圖5.10 實驗效果圖 5.35.3 實驗效果圖實驗效果圖 經(jīng)過了一番調(diào)試后，我們的實驗效果如下： 1顯示電話號碼圖，如圖5.11所示： d7 14 d6 13 d5 12 d4 11 d

47、3 10 d2 9 d1 8 d0 7 e 6 rw 5 rs 4 vss 1 vdd 2 vee 3 lcd1 lm016l 圖5.11 實驗效果圖 2.顯示日期效果圖，如圖5.12所示： d7 14 d6 13 d5 12 d4 11 d3 10 d2 9 d1 8 d0 7 e 6 rw 5 rs 4 vss 1 vdd 2 vee 3 lcd1 lm016l 圖5.12 實驗效果圖 當顯示到我們所設定的時間時可自動循環(huán)效果如下圖5.13所示： d7 14 d6 13 d5 12 d4 11 d3 10 d2 9 d1 8 d0 7 e 6 rw 5 rs 4 vss 1 vdd 2 v

48、ee 3 lcd1 lm016l 圖5.13 實驗效果圖 原理總圖，如圖5.14所示： d7d7 d0d0 d1d1 d2d2 d3d3 d4d4 d5d5 d6d6 rs rw e d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0 1 2 3 4 p31 p30 p32 p34 p35 p36 p33 p34 p35 p36 p37 rs rw e p30 p31 p32 p33 xtal2 18 xtal1 19 ale 30 ea 31 psen 29 rst 9 p0.0/ad0 39 p0.1/ad1 38 p0.2/ad2 37 p0.3/ad3 36 p0.4/ad4 35 p0.5/ad5 34 p0.6/ad6 33 p0.7/ad7 32 p1.0 1 p1.1 2 p1.2 3 p1.3 4 p1.4 5 p1.5 6 p1.6 7 p1.7 8 p3.0/rxd 10 p3.1/txd 11 p3.2/int0 12 p3.3/int1 13 p3.4/t0 14 p3.7/rd 17 p