單片機設計報告-液晶顯示秒表設計

1、鄭州科技學院單片機課程設計題 目 液晶顯示秒表設計 學生姓名 XXX 專業(yè)班級 12級電動X班 學 號 2012XXX 院 （系） 電氣工程學院 指導教師 X X 完成時間 2015年11月28日 目 錄TOC o 1-2 h u HYPERLINK l _Toc27183 1 課程設計的任務與要求 用可靠的CMOS工藝技術制造的高性能的8位單片機，集成了時鐘輸出和向上或向下計數(shù)器等更多的功能，適合于類似馬達控制等應用場合。STC89C52內(nèi)置八位中央處理單元，256字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM，8K片內(nèi)程序存儲器（ROM），32個雙向輸入、輸出（I/O）口、三個16位定時/計數(shù)器和5個兩級中斷結

2、構，一個全雙工串行通行口，片內(nèi)時鐘振蕩器。此外，STC89C52還可以工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉線模式。 STC89C52是128字節(jié)內(nèi)部RAM，4KB可編程Flash存儲器（可編寫1000次），靜態(tài)工作頻率；0Hz-24Hz，2個16位定時/計數(shù)器,一個串行通信口，6個中斷源，32個I/O引線，STC89C52單片機是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可以任意選擇。（2）主要特性如下：A. 增強型8051單片機，6時鐘/機器周期和12時鐘/機器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8

3、051。B. 工作電壓：5.5V3.3V（5V單片機）/3.8V2.0V（3V單片機）。C. 工作頻率范圍：040MHz，相當于普通8051的080MHz，實際工作頻率可達48MHz。D. 用戶應用程序空間為8K字節(jié)。E. 片上集成512字節(jié)RAM。F. 通用I/O口（32個），復位后為：P1/P2/P3/P4口是準雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻。H. 具有EEPROM功能。G. 具有看門狗功能。H. 共3個16位定時器/計數(shù)器。即定時器T0、T1、T2。（3）工作模式：掉電模式：典型功耗0.1A，可由外部中斷喚醒，中斷返

4、回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序?？臻e模式：典型功耗2mA。正常工作模式：典型功耗4Ma7mA。（4）引腳介紹：VCC：供電電壓GND：接地P0口：P0為一個8位漏電開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流，P0口能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，他可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的八位雙向I/O口，PI口緩沖器能接收輸入4TTL門電路。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為底電平時，將輸出電流。P2口：P2口為一個內(nèi)部上垃電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電路，作為輸入時，P

5、2口的管腳被外部拉低，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 XTAL1：反向震蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。STC89C52引腳圖如圖3-1所示。圖3-1 STC89C52引腳圖3.2 LCD1602液晶顯示屏的介紹（1）液晶顯示模塊介紹LCD1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型 HYPERLINK /doc/441742.html t _blank 液晶模塊。它由若干個5*7或者5*11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和 HY

6、PERLINK /doc/7271666.html t _blank 行間距的作用，在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。在單片機的人機交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。有以下幾個優(yōu)點：A顯示質(zhì)量高，由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會閃爍。B數(shù)字式接口，液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可

7、靠，操作更加方便。C體積小、重量輕，液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。D功耗低，相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅動IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。LCD液晶顯示器如圖3-2所示。圖3-2 液晶顯示器的外形圖（2）液晶顯示模塊的引腳功能：1602顯示器每行顯示16個字符，顯示兩行，一次顯示最大信息量為16*2個字符。采用時分驅動方式。LCD顯示器工作電流小，并行接口可以與單片機I/0口直接相連。帶有背光燈，在光線暗淡時可以給顯示照明。1602顯示器的引腳功能如表3-1所示。表3-1 1602液晶顯

8、示器模塊的引腳圖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（3）液晶顯示模塊的指令操作指令操作包括輸入模式設置，顯示模式設置，數(shù)據(jù)模式設置，數(shù)據(jù)指針設置，讀寫數(shù)據(jù)，清屏等操作。點陣型LCD指令及功能如表3-2所示。 表3-2 LCD指令功能表序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/

9、DS4顯示開/關模式0000001DCB5光標或符號移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存儲器地址0001字符發(fā)生存儲器地址8置數(shù)據(jù)存儲器地址001顯示數(shù)據(jù)存儲器地址9讀忙標志或地址01BF計數(shù)器地址圖表功能說明：1602液晶模塊的讀寫操作，屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的，（說明1為高電平，0為低電平）。I/D=1遞增，I/D=0遞減。S=0時顯示屏不移動，S=1時，如果I/D=1且有字符寫入時顯示屏左移，否則右移。D=1顯示屏開，D=0顯示屏關。C=1時光標出現(xiàn)在地址計數(shù)器所指的位置，C=0時光標不出現(xiàn)。B=1時光標出現(xiàn)閃爍，B=0光標不閃爍。S/

10、C=0時，RL=0則光標左移，否則右移。S/C=1時，RL=0則字符和光標左移，否則右移。DL=1時數(shù)據(jù)長度為8位，DL=0時為使用D7-D4共4位，分兩次送一字節(jié)。N=0為單行顯示，N=1時為雙行顯示。F=1時為510點陣字體，F(xiàn)=0時為57點振字體。BF=1時LCD忙，BF=0時LCD就緒。4 硬件電路設計4.1 HYPERLINK /cse/search?s=15462154089039843970&entry=1&q=%E6%8C%AF%E8%8D%A1%E7%94%B5%E8%B7%AF t _blank 時鐘電路和復位電路的設計（1）時鐘電路為單片機工作提供基準 HYPERLINK

11、 /cse/search?s=15462154089039843970&entry=1&q=%E5%AE%9A%E6%97%B6%E4%BF%A1%E5%8F%B7 t _blank 定時信號，其他信號在此信號基礎上產(chǎn)生。51單片機內(nèi)部有一個高增益反向放大器，其輸入端（XTAL1，XTAL2）對外，只要外接晶振和電容組成的 HYPERLINK /cse/search?s=15462154089039843970&entry=1&q=%E5%B9%B6%E8%81%94%E8%B0%90%E6%8C%AF t _blank 并聯(lián)諧振回路，就構成一個 HYPERLINK /cse/search?s

12、=15462154089039843970&entry=1&q=%E8%87%AA%E6%BF%80%E6%8C%AF%E8%8D%A1%E5%99%A8 t _blank 自激振蕩器，振蕩器的頻率取決于晶體的振蕩頻率，一般為12MHz，電容C1和C2的值的值有微調(diào)作用，一般取30pF左右，時鐘電路如圖4-1所示。圖4-1 時鐘電路（2）STC89C52單片機提供一個復位引腳RST，只要在其上施加持續(xù)一定時間的高電平。提供復位高電平的電路需要從外部接入RST引腳。實現(xiàn)復位功能的電路有多種形式。此次采用上電復位電路。上電時，+5V電源立即對單片機供電，同時給C3，充電，按下按鍵時RST上出現(xiàn)高電

13、平，實現(xiàn)復位。電阻起限流作用。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。復位電路如圖4-2所示。如圖4-2 復位電路4.2 單片機與液晶顯示器連接圖的設計應用1602LCD顯示器和總開關的控制，實現(xiàn)液晶顯示器的顯示計數(shù)功能，根據(jù)單片機復位時各腳為高電平及所查他們的引腳圖及仿真焊接時排版的需要，將它們連接如圖4-3所示。如圖4-3 單片機與液晶連接圖5 仿真根據(jù)上面所設計的硬件電路，我們將要在Proteus仿真圖中進行我們所設計電路的正確與否了，首先就是根據(jù)所設計電路在仿真圖中把對應的元器件一一的從仿真圖中找出，通過大概的排版把相應的元器件做正傳或倒轉九十度或

14、一百八十度調(diào)整以便于相接的元器件方便連線，再找原件時有上一周的電子綜合實訓做基礎，常用的原件找起來還是挺好找的，如電阻只需輸入R或任一個電阻的阻值就可以找到，電容是輸入C就可以找到，在找元器件的整個過程中，最難找的就是晶振和液晶顯示器的尋找；問其他同學有沒有用到這個原件并且找到的，經(jīng)過詢問都沒有，后來我們就用手機上網(wǎng)在百度上查的，最后都一一找到了，但后來在連線的過程中發(fā)現(xiàn)液晶顯示屏和排阻與我們的原理圖管腳不對應，都少了一個腳，當時感到很奇怪，本以為它們都是一樣的，隨便找一個就行的，后來我們就又查找，發(fā)現(xiàn)原來真的不一樣，真的多一個腳，如果不仔細看的話還真的看不出來呢，最后都找完了就按照原理圖把它

15、們連接起來并保存好了；接下來要做的就是在KEIL軟件上編寫程序并下載到單片機了，KEIL軟件是在上學期學的，當時雖然學的還可以但后來就一直沒用，所以具體的先操作哪一步就不得而知了，于是我們就找來會的同學來教我們?nèi)绾尾僮?，等熟練的會操作了，把我們相應的程序通過編寫，查找單片機及生成HEX文件等部分操作操作之后下載到了對應的單片機上，但運行時發(fā)現(xiàn)沒有任何反應，液晶屏一點反應都沒有，就開始在原理圖及仿真連圖上一點一點的查找對應連線與對應的管腳，查找的結果是仿真圖上液晶屏的電源腳和STC89C52的電源及接地腳沒有對應的連接起來，連接好后再次運行，電路運行了，液晶屏在總開關電源的作用下開始顯示計數(shù)了。

16、6 焊接6.1 電烙鐵的種類及使用范圍 （1）電烙鐵型號：25W 、40W 、60W 、80W最普遍使用的有40W和60W。 （2）電烙鐵的各種型號使用范圍： A 微型：25W電烙鐵一般焊接比較精密和小的元件，一般遙控器上的貼片類、電腦板上芯片類使用。 B 小型：25W至40W的一般焊接比較小的元器件。 C 中型：40W至60W的通用性比較強，一般元器件焊接都可用。 D 大型：60W至80W的一般焊接需要加重焊的元器件。6.2 焊接時注意事項 （1）執(zhí)錫補焊時應按照從左到右，由上到下的順序，避免檢查時漏檢或焊接時漏修。 （2）焊接時要經(jīng)常清洗烙鐵頭，防止烙鐵頭的雜物造成虛焊、針孔、加焊等不良發(fā)

17、生。 （3）不要在基板上給烙鐵頭加焊錫，生產(chǎn)過程中不能抖錫、敲錫、甩錫，防止焊錫渣、焊錫 珠掉到基板上面。 （4）在壓件或拆件時要先在線路板的銅箔面上加焊錫，要求均勻加熱，避免松香失效或銅箔翹皮造成線路破壞。6.3 焊接作業(yè)的順序及修整 （1）清潔烙鐵頭。 （2）加熱焊接部位用適當?shù)牧⒗予F頭壓在加熱的部位。烙鐵與銅箔之間角度為40度至60度左右。（3）供應焊錫，先在銅箔與元件的供有點加微量焊錫，為提高導熱性，如有管腳的話，再給管腳的切段面加微量焊錫，覆蓋即可，目的防止氧化。因為焊錫由低溫向高溫流動的性質(zhì)，所以離烙鐵頭較遠處供給焊錫，如果太近供給的話，那遠的地方沾不上焊錫，造成粘附不良。 （4

18、）抽出焊錫。 （5）抽出烙鐵，烙鐵要向右上角抽出。（焊錫沒有完全擴散到銅箔的邊緣不要移動烙鐵） （6）為了焊接品質(zhì)，要求烙鐵與銅箔面接觸時間最多不允許超過3秒。 （7）將烙鐵頭在粘著焊錫的狀態(tài)下放在烙鐵架上。 注意：焊接之前不要把元器件本身的 HYPERLINK /s?q=%E5%A1%91%E6%96%99%E5%88%B6%E5%93%81&ie=utf-8&src=wenda_link t _blank 塑料制品或者怕燒怕燙的制品弄壞，先看清楚如果焊接會比較便利，之后再開始進行施焊，另外就是你個人的手藝和技巧了，因為一般的都是比較小的元器件，所以在焊接的時候，要注意別把電路板燒壞了，在保

19、證電路板和元器件都完好無損的情況下，一點一點的再開始焊接。 HYPERLINK /s?q=%E6%89%8B%E5%B7%A5%E7%84%8A%E6%8E%A5&ie=utf-8&src=wenda_link t _blank 手工焊接時要注意用 HYPERLINK /s?q=%E7%94%B5%E7%83%99%E9%93%81&ie=utf-8&src=wenda_link t _blank 電烙鐵先接觸電子元件的引腳，然后用 HYPERLINK /s?q=%E7%84%8A%E4%B8%9D&ie=utf-8&src=wenda_link t _blank 焊絲去接觸要焊接的部位，如果

20、先將焊絲弄到電烙鐵上容易形成 HYPERLINK /s?q=%E8%99%9A%E7%84%8A&ie=utf-8&src=wenda_link t _blank 虛焊，而且要注意用烙鐵加熱引腳時間一般在2-3秒，焊接一個引腳時間在5秒左右，加熱時間過長容易燒壞元件，特別是晶體管。有些元件還要注意正負極，如二極管之類的。 HYPERLINK /s?q=%E7%94%B5%E7%83%99%E9%93%81&ie=utf-8&src=wenda_link t _blank 電烙鐵的過熱，焊接時間長，焊錫過多，都會造成線路板上的覆銅翹起。焊接時注意烙鐵的溫度不能過高，焊接時間盡量短。焊接質(zhì)量的好壞

21、，關鍵取決于焊接表面是否很干凈，如果很干凈，涂上 HYPERLINK /s?q=%E5%8A%A9%E7%84%8A%E5%89%82&ie=utf-8&src=wenda_link t _blank 助焊劑，焊接會很迅速、很堅固。 7 總結結束了兩周的電子綜合實訓我們又迎來了單片機課程設計實訓，我們從中學到了很多東西，首先感謝學校給我們的這么多實訓機會，雖然 設計要用到之前所學的很多知識，但更重要的還是團隊之間的合作精神。此次課程設計是軟件與硬件相結合，考察了我們的知識綜合應用能力與編程能力。前面的通過回顧還是問題不大的，可到了編程時就出現(xiàn)了很大的障礙。作品先開始的是顯示屏不亮，沒有任何的反

22、應，由于我們之前沒有用過液晶顯示屏，所以對它的外部連接方法并不是太清楚，就拿著去問班上比較有經(jīng)驗的同學，不過他們也都說不太清楚沒有用過，后來想起買元器件的地方做過有關液晶屏的作品，于是就拿著我們的作品去問問他們，結果他們還真的知道給我們說了應該焊接的地方，后來真的就亮了。但是，上面卻什么也沒顯示，滿懷傷心的接下來就檢查電路焊接的是不是有問題，我們兩個各自認真的檢查了一遍，但沒有發(fā)現(xiàn)焊接的有問題，實在找不到問題的所在就拿著去問老師了，老師也沒發(fā)現(xiàn)焊接的有問題就問我們程序是不是正確在仿真圖上出來結果了，我們說讓同學幫我們下的應該沒問題，后來老師讓我們在檢查一下電路連接，確定沒問題的話那就是程序有問

23、題了，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)程序沒問題我們就有仿真了一下原理圖，讓程序重新下載進單片機，發(fā)現(xiàn)程序有問題，修改之后又下入單片機結果出來了，我們又重新把修改之后的程序下載到單片機，接上電源時顯示屏按仿真的結果進行顯示。本來還以為編程會很簡單的，因為在學習的時候還學得會，一些簡單的問題還是可以解決，但等到實際操作起來時才知道它的復雜性，沒有想像中的那么得心應手,發(fā)現(xiàn)知識還是要理論與實踐相結合才能更好的理解和應用到實踐當中，解決我們生活中遇到的問題，真正做到學有所用。理解流程是有思維的前提，有一定的實戰(zhàn)基礎，單片機是我們上學期開設的課程，所以很多專業(yè)知識也都忘記了。剛開始我們將各個部分的程序編好后怎么都連不起來，出不了預期的效果。我們將決定到買器件地方的同學幫忙，他們很快就幫我們連接起來了，還給我們說了其中的一些方法，他們真的很令我們感到敬佩，我們是一個系的，學的內(nèi)容也都差不多，他們很容易做到的事情在我們做來是那么困難，真正的知道了多的實踐所帶來的在書本上所學不到的豐富的知識。 最后在全組人竭盡全力，老師的精心指導下，及其他同學的幫助下程序基本編寫成功，這是我們共同努力的結果，在享受我們成果之時，不得不感慨單片機的重要