微控制器實訓
課題電子時鐘
班級 11電氣本 1班
學號 4110211140
姓名陳後亥
指導教師葉文通
日期 2013.12.30~2014.1.3
摘要 隨著時代的進步，越來越多的電子廠品趨向於低成本，高效能，耐用性好的方向發展。特別是趨向於自動化控制的方向走。89c51作為控制晶元是最好不過的選擇啦。
它具有強大的功能，並且簡單易於操作，安全性與穩定性較高，**便宜，適合中小型電子廠品開發中的控制器。就像我們的課程設計，基於89c51微控制器的電子時鐘的課程設計。
這款課程設計用到的主要材料有89c51微控制器，1602液晶顯示屏，矩陣鍵盤，以及一些電容電阻元件等等。
使用89c51作為電子時鐘的控制器很簡單，就是由於其經濟型與穩定性和易操作性。顯示電路上，選擇使用1602液晶顯示屏上。1602不僅操作上臂數碼管簡單許多，而且使用1602能在很大程度上是電路圖盡量簡化，便於操作與錯誤的檢修。
並且1602**也比較便宜。
基於89c51電子時鐘的設計，利用了微控制器內部的乙個自帶定時/計數器來實現定時功能，並通過內部程式，實現對時分秒，年月日這幾個輸出數值的自增，並且通過編寫程式，實現通過鍵盤控制時分秒，年月日大小的調整，這是必要的功能。最後通過1602液晶顯示電路將時間顯示在其上。
這樣的電子時鐘比較精準，其主要誤差**與晶振的誤差，即使是這樣，他的誤差也只是微妙級別，對於日常生活中的時間計數是足夠的。
關鍵詞：89c51微控制器；1602液晶顯示屏；矩陣鍵盤；keil軟體
目錄摘要
1 微控制器簡介
1.1 微控制器概述
1.2 微控制器基本結構
2 1602液晶顯示屏簡介
1.1 1602顯示原理
1.2 1602指令集合
3 電子時鐘硬體設計
3.1 功能框圖
3.2 微控制器復位與晶振電路
3.3 1602顯示電路
3.4 總體電路設計
4 電子時鐘軟體設計
4.1 程式流程框圖
4.2 程式源**
參考文獻
致謝1 微控制器簡介
1.1 微控制器概述
單品微型計算機簡稱微控制器，是典型的嵌入式微控制器（microcontroller unit）,
常用英文本母的縮寫mcu表示微控制器，微控制器又稱單片微控制器，它不是完成某個邏輯功能的晶元，而是把乙個計算機系統整合到乙個晶元上。相當於乙個微型的計算機，和計算機相比，微控制器只缺少了i/o裝置。
微控制器作為應用最廣泛的控制系統之一，具有體積小，易於控制，**便宜，安全可靠等等優良的效能而被廣泛的關注。無論是小到兒童玩具，到工業控制系統，大到航天航空系統的設計與操作之中，隨處可見微控制器的蹤影。大學電子專業，電氣專業，通訊等專業開設微控制器課程，對人才的培養無疑是有著重大的意義的。
微控制器的學習，主要是注重於對微控制器內部儲存結構，引腳的結構與功能，以及各引腳之間的區別，用法上面的不同。同樣，微控制器是一門技術，需要大量的動手實踐才能真正的掌握其基本原理，才能真正的控制微控制器並設計其程式，使其執行在指定的程式之下。
由於微控制器在工業控制領域的廣泛應用，微控制器由晶元內僅有cpu的專用處理器發展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍裝置和cpu整合在乙個晶元中，使計算機系統更小，更容易整合進複雜的而對體積要求嚴格的控制裝置當中。
intel的z80是最早按照這種思想設計出的處理器，當時的微控制器都是8位或4位的。其中最成功的是intel的8031，此後在8031上發展出了mcs51系列微控制器系統。因為簡單可靠而效能不錯獲得了很大的好評。
儘管2023年以後arm已經發展出了32位的主頻超過300m的高階微控制器，直到目前基於8031的微控制器還在廣泛的使用。在很多方面微控制器比專用處理器更適合應用於嵌入式系統，因此它得到了廣泛的應用。事實上微控制器是世界上數量最多處理器，隨著微控制器家族的發展壯大，微控制器和專用處理器的發展便分道揚鑣。
現代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會整合有微控制器。手機、**、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及滑鼠等電腦配件中都配有1-2部微控制器。 汽車上一般配備40多部微控制器，複雜的工業控制系統上甚至可能有數百台微控制器在同時工作！
微控制器的數量不僅遠超過pc機和其他計算的總和，甚至比人類的數量還要多。
1.2微控制器基本結構
微控制器由運算器、控制器、儲存器、定時/計數器、i/o輸入輸出通訊介面等等。
2 1602液晶顯示簡介
2.1 1602顯示原理
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 16
圖2.1 1602顯示屏
如圖2.1所示為1602顯示屏的實物圖，共有16各管腳，其管腳功能如下所示：
1號管腳為gnd,是電源接地端。
2號管腳為vcc，是電源端，接到5v電源。
3號管腳為vcom端，為螢幕顯示亮度調節段，通過乙個電位器來實現亮度調節。
4號管腳為rs端，為資料/指令輸入控制端。
5號管腳r/w端，為讀/寫控制端。
6號管腳為lcden端，顯示屏使能端。
7號至14號管腳為資料/指令輸入埠。
15號與16號管腳為電壓偏置端。
1602顯示屏的控制是通過4、5、7號管腳來實現控制它資料指令的寫入也資料的顯示功能，他的一半電路接線法是：1號與16號管腳接地；2號與15號管腳姐5v直流電源；3號管腳接一滑動變阻器並串聯一電阻實現電流的調節實現顯示亮度的調節；4號、5號、6號分別為控制端，接在微控制器的任意三個管腳上，實現控制功能；7號至14號管腳為資料輸入端；接在微控制器的一組i/o口上，實現資料的傳輸與通訊。器電路的一般電路接法如圖2.
2所示。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 141516
vcc rs wr en p0.0p0.7
gndvccgnd
圖2.2 1602的一般接線方法
1602顯示屏的工作原理是根據它的時序圖來實現的，如圖2.3所示，為1602的時序圖。由於本課程設計只需要將資料寫於1602顯示屏上，所以可以將r/w端一直拉低，始終處於向1602寫資料/指令的狀態；在向1602寫指令的時候，給rs乙個高電平，進入寫指令的初始段，之後再給e埠高電平，隨之將資料通過一組i/o口送至1602的資料/指令輸入端，即實現指令的輸入；對於資料的輸入，與指令的輸入相似，唯一不同之處在於，指令的輸入，rs位高電位，而資料的輸入時，rs為低電位。
對於時序圖上面的標註的時間，都是以毫秒來計數的，而微控制器的機器週期或是說指令週期是以微妙來計數的，所以在此就不過多的討論時間的準確性問題。但對於一些其他的對時間要求很嚴格的晶元，就不能將時間差不考慮，不如說溫度檢測感測晶元18b20等等；
1602可以顯示兩行資料，每行16個字元，不能顯示漢字。在進行操作的時候需要注意的是每行顯示資料位址的選擇。1602的第一行可見位址為輸入指令0x80；第二行的位址為輸入指令0x80+0x40來實現的。
圖2.3 1602時序圖
2.2 1602指令集合
1602的指令如下所列：
顯示模式設定指令：一般使用0x38；
顯示開/關游標設定：00001dcb： d=1 開顯示； d=0 關顯示；
c=1 顯示游標； c=0 不顯示游標；
b=1 游標閃爍； b=0 游標不閃爍；
000001ns： n=1 寫後指標加一；n=0 寫後指標減一；
s=1 寫後螢幕移動；s=0 寫後螢幕不移動；
指標設定：0x80+位址；
清屏指令：0x01;
1602的指令並不是很多，但是他最重要的是一定的順序，他的指令從左一般的順序是：
第一步清屏，將指令0x01輸入到1602中，實現平平功能。
第二步選擇顯示方式，我們的電子時鐘並不需要游標的閃爍與顯示，所以我們選擇0x38。
第三步選擇是否需要移屏，不需要的話則輸入0x06;最後設定顯示的位址，輸入0x80+位址碼（位址碼為要在1602顯示上的第幾位）。
若需要輸入到第二行，則輸入0x80+0x40+位址碼。
3 電子計時器硬體設計
3.1 功能框圖
功能框圖3.1所示，可由3個部分組成。如下：
第一部分：通過usb的物理特性，再通過晶元max232實現**提供微控制器5v電壓。
第二部分：微控制器控制模組，有編寫程式控制微控制器引腳點位的變化來時時控制1602的顯示。
第三部分：顯示模組，為1602液晶顯示。
第四部分：鍵盤掃瞄控制模組。
提供外部時鐘振盪
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基於微控制器的電子時鐘課程設計報告
目錄一 引言 二 設計課題 三 系統總體方案 四 系統硬體設計 1.硬體電路原理圖 2.元件清單 五 系統軟體設計 1.軟體流程圖 2.程式清單 六 系統實物圖 7 課程設計體會 八 參考文獻及 九 附錄 一 引言 微控制器因將其主要組成部分整合在乙個晶元上而得名，就是把 處理器 隨機儲存器 唯讀儲...