学习情境2基于DS1302和LCD1602的可调数字钟.doc

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1、学习情境2-可调式数字钟基于DS1302和LCD1602的可调数字钟前面的任务中我们学会了使用DS1302，知道了如何在单片机系统中的连接，也详细的学习了如何得到DS1302的时钟，并且我们使用了16个数码管把年月日和时分秒实时地显示出来。但数码管的显示毕竟有其自身的缺陷，现在在工业控制的各个环节，都使用液晶进行人机联系。在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子产品的通用器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、专用符号和图形。在

2、单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种：发光管、LED数码管、液晶显示器。发光管和LED数码管比较常用，软硬件都比较简单。本任务中，我们使用LCD1602液晶显示器芯片作为时钟显示的硬件，这将大大简化电路结构，当然，在软件设计方面就比数码管复杂得多了。通过本任务的学习。希望能掌握LCD1602的软硬件设计方法，为以后学习功能更强大的液晶芯片作好知识储备。3.1任务设计要求和设计原理一、设计要求1、利用专用时钟芯片DS1302获得秒、分、时、日、月、年等时间单位。2、用液晶显示芯片LCD

3、1602实时显示时间3、能通过外部按键调节时间4、利用Proteus软件设计电路原理图、PCB图、并结合软件进行仿真测试5、利用Keil软件设计C语言源程序，通过编译、链接后生成HEX文件二、设计原理本任务主要由单片机AT89C52、时钟芯片DS1302、液晶显示芯片LCD1602等元器件组成。单片机是整个系统的主控芯片，主要负责对时钟芯片内部数据进行读写、并把读取的数据处理后实时送给数码管显示；DS1302时钟芯片则产生本任务所需的时间：秒、分、时、日、月、年这6个时间单元，DS1302通过串

4、行方式与单片机相连，在该芯片的时钟及复位引脚信号的控制下实现与单片机的数据通信，同时，利用4输入与门和4个独立按键实行对时间的调节，可调节年、月、日、时、分等5个时间单元，星期时间的调节会自动进行。在时间的显示方面，使用了LCD1602，这大大简化了电路结构，LCD1602通过P0口与单片机相连，显示的时间数据均由单片机的P0口输出，P0口外接上拉电阻。当系统上电后，LCD1602显示时间（在仿真条件下，可设置为显示电脑时间），反复按下K1按键，可依次调节年、月、日、时、分，按下K2按键，可对相

5、应时间进行加调节，按下K3按键，可对相应时间进行的减调节，按下确定按键K4，表示时间调节完毕。3.2硬件设计一、硬件电路设计本硬件系统电路包括：单片机最小系统（包含时钟电路、复位电路和电源电路）、LCD显示电路、按键调节电路和DS1302时钟电路。系统原理框图如下图所示：8051单片机时钟电路、复位电路、电源电路LCD显示电路按键调节电路DS1302时钟电路图3-1系统框图系统各部分电路结构简单，在此不一一单独介绍，只简单介绍LCD显示电路，其电路设计原理图如图3-2所示。图3-2LCD1602

6、液晶显示电路从图可知，液晶芯片LCD1602的D0-D7与单片机的P0口相连接，且也外接上拉电阻。引脚RS、RW和E分别与P2口的P2.O、P2.1和P2.2连接，当然你愿意的话也可以和其他未使用的端口相连。其余电路不作介绍，本任务整体系统电路原理图如图3-3所示。图3-3整体系统电路原理图二、LCD1602技术资料在单片机系统中应用液晶显示器作为输出器件有以下几个优点：（1）显示质量高，由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（CRT）那样需

7、要不断刷新新亮点。因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。（2）数字式接口，液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。（3）体积小、重量轻，液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。（4）功耗低，相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其它显示器要少得多。1、液晶显示原理：液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。液晶

8、显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。2、液晶显示器的分类：液晶显示的分类方法有很多种，通常可按其显示方式分为段式、字符式、点阵式等。除了黑白显示外，液晶显示器还有多灰度有彩色显示等。如果根据驱动方式来分，可以分为静态驱动（Static）、单纯矩阵驱动（SimpleMatrix）和主动矩阵驱动（ActiveMatrix）三种。3、液晶显示器各种图形的显示原理：线段的显示：点阵图形式液晶由