电气自动化毕业设计液晶显示器电话拨号电路设计.doc

济源职业技术学院济源职业技术学院 毕毕 业业 设设 计计 题目 液晶显示电话拨号电路设计 系别 电气工程系 专业 电气自动化 班级 电气 0801 姓名 段霞飞 学号 08040108 指导教师 张咏梅 日期 2010 年 12 月 济源职业技术学院毕业设计 i 设计任务书 设计题目：设计题目： 液晶显示电话拨号电路设计 设计要求：设计要求： 1 用单片机设计一个模拟电话拨号系统，用1602lcd液晶显示来实现显示时间并能用 矩阵式按键控制电话所拨号码及时显示功能的设计； 2 设计完成该功能的硬件电路； 3 设计完成上述功能的相应软件； 4 在proteus仿真软件上调试出相应的效果。 设计进度要求：设计进度要求： 第一周：选定设计题目,查找、搜集相关资料。 第二周：了解各元器件、模块的功能及使用方法。 第三周：硬件电路的设计。 第四周：相应软件设计（程序设计） 。 第五周：利用 proteus 仿真软件调试并记录相关的数据和错误。 第六周：利用 proteus 仿真软件调试并记录相关的数据和错误。 第七周：写毕业论文。 第八周：毕业答辩。 指导教师（签名）：指导教师（签名）： 济源职业技术学院毕业设计 ii 摘 要 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研等各个 领域，已经成为一种比较成熟的技术，本文将介绍一种用单片机设计的液晶显示项 目。 这个液晶显示除了具有显示时间的功能以外，还具有显示电话号码的功能。 正文中首先简单描述了硬件系统的工作原理，且附以硬件系统的设计框图，论 述了本次毕业设计所应用的各种硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程, 并具体描述了外接电路接口的软、硬件调试。 其次阐述了程序的流程和实现过程。本设计就是以单片机的基本语言汇编语言 来进行软件设计，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明 了。使硬件在软件的控制下协调运作。 本文撰写的主导思想是软、硬件相结合，以硬件为基础，来进行各功能模块的 编写。 关键词：1602lcd 液晶显示屏，矩阵式按键，at89c51 济源职业技术学院毕业设计 1 前 言 随着半导体集成工艺的不断发展，单片机的集成度将更高、体积将更小、功能将更 强。在单片机家族中，80c51 系列是其中的佼佼者，加之 intel 公司将其 mcs 51 系列 中的 80c51 内核使用权以专利互换或出售形式转让给全世界许多著名 ic 制造厂商，如 philips、 nec、atmel、amd、华邦等，这些公司都在保持与 80c51 单片机兼容的基础上 改善了 80c51 的许多特性。这样，80c51 就变成有众多制造厂商支持的、发展出上百品种 的大家族，现统称为 80c51 系列。80c51 单片机已成为单片机发展的主流。专家认为，虽 然世界上的 mcu 品种繁多，功能各异，开发装置也互不兼容，但是客观发展表明，80c51 可能最终形成事实上的标准 mcu 芯片。 本设计采用的是 atmel 公司的 at89c51 芯片，此芯片根据了充分的静止 cmos 控制器 与三级节目记忆锁，共有： 32 条 i/o 线,2 定时计数器，6 个中断来源，4 k 闪存, 128 个字节在芯片 ram。 由于本设计所做的是一个用液晶显示屏实现电话号码及时间显示的设计，所以要用 到单片机的最小应用系统模块 1，还需要用到矩阵式键盘和 1602lcd。 而我的硬件设计详见第二章，主要介绍了需要哪几部分硬件电路。在 2.1 节介绍了 主要的框架；2.2 节简单的介绍了显示控制方案 ；2.3 节简单介绍了键盘控制方案。在 第三章中我们详细的解说了硬件系统的设计。3.1 节介绍了单片机的选型；3.2 说明了按 键控制电路; 3.3 介绍了 lcd 显示器。第四章介绍了软件设计，分别说明了设计思路和流 程图状况；第五章是我对此设计的调试过程和结果显示。第六章就是我对此设计的总体 概括，体会和心得。 我所设计的这个液晶显示可适用于比较简单的数字字母显示，可用于一些简单的显 示工作中。 济源职业技术学院毕业设计 2 目 录 摘 要.ii 前 言1 1 单片机的发展及应用3 1.1 单片机的发展 3 1.2 单片机的应用 3 2 硬件总体方案 5 2.1 系统框图 5 2.2 显示控制方案 5 2.3 键盘控制方案 6 3 硬件系统设计7 3.1 单片机的选型 7 3.2 按键控制电路 .10 3.3lcd 显示器 12 4 软件设计.17 4.1 设计思路 .17 4.2 定时器 .17 4.3 总体流程图 .18 4.4 中断服务程序的框图 .19 4.5 按键子程序框图 .20 5 系统调试.21 5.1 在伟福中的调试 .21 5.2 在 proteus中的调试.22 5.3 实验效果图 .26 6 结 论.29 致 谢.30 参考文献.31 济源职业技术学院毕业设计 3 1 单片机的发展及应用 1.11.1 单片机的发展单片机的发展 单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是一种非常活跃和颇具有生命力 的机种。单片微型计算机简称单片机，特别适用于工业控制领域，因此又称为微控器。 1971 年微处理器研制成功不久，就出现了单片微型计算机即单片机，但最早的单片 机是 1 位的，处理能力有限。 单片机的发展分为 4 个阶段： 第一阶段（197476 年）：单片机初级阶段。因为受工艺限制，单片机采用单片的 形式而且功能比较简单。例如美国仙童公司生产的 f8 单片机，实际上只包括了 8 位 cpu，64 个字节的 ram 和 2 个并行接口。 第二阶段（197678 年）：低性能单片机阶段。以 intel 公司生产的 mcs48 系 列单片机为代表，该系列单片机片内集成有 8 位 cpu，8 位定时器/计数器，并行 i/o 接 口，ram 和 rom 等，但是最大的缺点就是无串行接口，中断处理比较简单而且片内 ram 和 rom 容量较小，且寻址范围不大与 4kb。 第三阶段（197883）高性能单片阶段这个阶段推出的单片机普遍带有串行接口。 多级中断系统，16 位定时器/计数器，片内 rom，ram 容量加大，且寻址范围可达 64kb， 有的片内还带有 a/d 转换器。 第四阶段（1983 年至今）8 位单片机巩固发展以及 16 位单片机，32 位单片机推出 阶段。此阶段的主要特征是：一方面发展 16 位单片机，32 位单片机及专用型单片机；另 一方面不断完善高档 8 位单片机，改善其结构，增加片内器件，以满足不同的客户要求。 1.21.2 单片机的应用单片机的应用 单片机的应用很广，分别在以下领域中得到了广泛的应用。 工业自动化：在自动化技术中，无论是过程控制技术、数据采集技术还是测控技术， 都离不开单片机。在工业自动化的领域中，机电一体化技术将发挥愈来愈重要的作用， 在这种机械、微电子和计算机技术为一体的综合技术（例如机器人技术、数控技术）中， 单片机将发挥非常重要的作用特别是近些年来，随着计算机技术的发展，工业自动化也 济源职业技术学院毕业设计 4 发展到了一个新的高度，出现了无人工厂、机器人作业、网络化工厂等，不仅将人从繁 重、 复和危险的工业现场解放出来，还大大提高了生产效率，降低了生产成本。 仪器仪表：目前对仪器仪表的自动化和智能化要求越来越高。在自动化测量仪器中， 单片机应用十分普及。单片机的使用有助于提高仪器仪表的精度和准确度，简化结构， 减小体积，易于携带和使用，加速仪器仪表向数字化、智能化和多功能化方向发展。 消费类电子产品：该应用主要反映在家电领域。目前家电产品的一个重要发展趋势 是不断提高其智能化程度。例如，电子游戏、照相机、洗衣机、电冰箱、空调、电视机、 微波炉、手机、ic 卡、汽车电子设备等。在这些设备中使用了单片机后，其功能和性能 大大提高，并实现了智能化、最优化控制。 信方面：较高档的单片机都具有通信接口，因而为单片机在通信设备中的应用创造 了很好的条件。例如，在微波通信、短波通信、载波通信、光纤通信、程控交换等通信 设备和仪器中都能找到单片机的应用。 武器装备：在现代化的武器装备中，如飞机、军舰、坦克、导单、鱼雷制导、智能 武器设备、航天飞机导航系统，都有单片机在其中发挥重要作用。 终端及外部设备控制：计算机网络终端设备，如银行终端，以及计算机外部设备如 打印机、硬盘驱动器、绘图机、传真机、复印机等，在这些设备中都使用了单片机。 近年来随着科技的飞速发展，同时带动自动控制系统日新月异更新，单片机的应用 正在不断地走向深入。 济源职业技术学院毕业设计 5 2 硬件总体方案 2.12.1 系统框图系统框图 液晶显示电话拨号的总体设计框图如图 2.1 所示。 at89c51 最 小 应 用 系 统 按键电路 晶振电路 复位电路 lcd 液晶 显 示 图 2.1 总体设计框图 设计中控制系统采用 at89c51 单片机，1602lcd 液晶显示屏。此外，还有单片机的复 位电路、晶振电路、按键电路。 其中单片机的 p2 口作 1602lcd 显示屏的使能端的控制，p0 口作通过 1602lcd 显示屏 信号输入。p3 口接按键控制显示屏显示，本设计中的电路所采用的是液晶显示。 2.22.2 显示控制方案显示控制方案 本设计所用显示为 1602lcd 液晶显示，lcd 与 led 是两种不同的显示技术，lcd 是由 液态晶体组成的显示屏，而 led 则是由发光二极管组成的显示屏。led 显示器与 lcd 显示 器相比，led 在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。但 lcd 相对 led 而言使用更方便，更快捷，显示更清晰，而且 lcd1602 是一种非常常见的 lcd 显示屏， 它采用字符的显示方式，非常便于显示字符。所以我们选用了 lcd1602 液晶显示。 济源职业技术学院毕业设计 6 2.32.3 键盘控制方案键盘控制方案 键盘分为独立式键盘和矩阵式键盘，独立式键盘接口电路配置灵活，硬件结构简单， 工作可靠但每个按键必须占用一跟 i/o 接口线，i/o 接口线浪费较大，在单片机应用系统 中，有时只需要几个简单的按键向系统输入信息，可将按键直接在一根 i/o 接口线上， 故只在按键数量不多时采用。而矩阵式键盘每条行线与列线在交叉处不直接相通，而是 通过一个按键加以连接，当按键较多时可采用矩阵式键盘以节省 i/o 接口。本设计采用 多个按键，所以这里选用矩阵式键盘 济源职业技术学院毕业设计 7 3 硬件系统设计 3.13.1 单片机的选型单片机的选型 1.at89c511.at89c51 的特点的特点 at89c51 是一种带 4k 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（fperomfalsh programmable and erasable read only memory）的低电压，高性能、cmos、8 位单片机。 该器件采用 atmel 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 mcs-51 指令集和输 出管脚相兼容。at89c51 的管脚图如图 3.1 所示。 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 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 program=zhou2.hex 图 3.1 at89c51 管脚图 主要特性主要特性： 1、与 mcs-51 兼容 2、4k 字节可编程闪烁存储器 3、寿命：1000 写/擦循环 4、数据保留时间：10 年 5、全静态工作：0hz-24hz 6、三级程序存储器锁定 7、128*8 位内部 ram 8、32 可编程 i/o 线 9、两个 16 位定时器/计数器 济源职业技术学院毕业设计 8 10、5 个中断源 11、可编程串行通道 12、低功耗的闲置和掉电模式 13、片内振荡器和时钟电路 89c5189c51 单片机引脚：单片机引脚： (1) 89c51 单片机的时钟引脚有以下两种: xtal1：片内振荡器反相放大器的输入端和内部时钟工作的输入端。采用内部振 荡器时，它接外部石英晶体和微调电容的一个引脚。 xtal2：片内振荡器反相放大器的输出端，接外部石英晶体和微调电容的另一端。 采用外部振荡器时，该引脚悬空。外接晶体引脚。 (2) 89c51 单片机的控制引脚有以下几种： rst：复位输入端，高电平有效。 ale/prog：地址锁存允许/编程线。 psen：外部程序存储器的读选通线。 ea/vpp：片外 rom 允许访问端/编程电源端。 (3) 89c51 单片机的电源引脚有以下两种： vcc：+5v 电源线。 gnd：接地线。 (4) 89c51 单片机的 i/o 接口引脚有以下几种： p0 口：做通用双 i/o 口用。在访问片外扩展存储器时，低 8 位地址和数据由 p0 口分时传送。 p1 口：做通用双 i/o 口用。 p2 口：做通用双 i/o 口用。在访问外片扩展存储器时，传送高 8 位地址。 p3 口：做通用双 i/o 口用。具有第二功能（常用做第二功能） 。 2.2.单片机附属电路单片机附属电路 单片机附属电路主要有晶体振荡电路和复位电路。 一、晶体振荡电路一、晶体振荡电路 1晶体振荡器的作用 石英晶体振荡器也称石英晶体谐振器，它用来稳定频率和选 择频率，是一种可以取代 lc 谐振回路的晶体谐振元件。 2本设计所用的晶体振荡电路如图 3.2 所 济源职业技术学院毕业设计 9 示： c1 33p c2 33p y1 12mhz x1 x2 图 3.2 晶体振荡电路 此晶振电路所选用的石英晶振频率为 12mhz。 时钟周期就是单片机外接晶振的倒数，例如 12m 的晶振，它的时间周期就是 1/12 us） ，是计算机中最基本的、最小的时间单位。 在一个时钟周期内，cpu 仅完成一个最基本的动作。对于某种单片机，若采用了 1mhz 的时钟频率，则时钟周期为 1us；若采用 4mhz 的时钟频率，则时钟周期为 0.25us。 由于时钟脉冲是单片机的基本工作脉冲，它控制着单片机的工作节奏（使单片机的每一 步都统一到它的步调上来） 。显然，对同一种机型的单片机，时钟频率越高，单片机的工 作速度就越快。但是，由于不同的单片机的硬件电路和器件不完全相同，所以其需要的 时钟频率范围也不相同。我们学习的 51 系列单片机的时钟范围是 1.2mhz-12mhz。 二、复位电路二、复位电路 单片机复位是使 cpu 和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这 个状态开始工作，例如复位后 pc0000h，使单片机从第个单元取指令。无论是在单片 机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位，所以我们必须弄清楚 mcs- 51 型单片机复位的条件、复位电路和复位后状态。 单片机复位的条件是：必须使 rst/vpd 或 rst 引脚加上持续两个机器周期(即 24 个 振荡周期)的高电平。例如，若时钟频率为 12mhz，每机器周期为 1us，则只需 2us 以上 时间的高电平，在 rst 引脚出现高电平后的第二个机器周期执行复位。单片机常用的复 位电路如图 3.3(a)和图 3.3(b)所示： 济源职业技术学院毕业设计 10 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) 图 3.3(a) 复位电路 图 3.3(b) 与单片机相连的复位电路 图 3.3(a) 就是我们的设计中使用的复位电路，其电阻阻值的选择和电容容量的选择 都是经过计算的，而最后计算的结果时间常数可以满足我们的需求。其计算过程如下： =0.7rc=0.710001010-6=0.7ms 此值远远大于 2us，所以此复位电路可用。 图 3.3(b)为按键复位电路。该电路除具有上电复位功能外，若要复位，只需按图中 的 reset 键，此时电源 vcc 经电阻 r1、r2 分压，在 reset 端产生复位高电平。 3.23.2 按键控制电路按键控制电路 1.1.键盘控制电路键盘控制电路 键盘分为独立式键盘和矩阵式键盘，独立式键盘接口电路配置灵活，硬件结构简单， 工作可靠但每个按键必须占用一跟 i/o 接口线，i/o 接口线浪费较大，在单片机应用系统 中，有时只需要几个简单的按键向系统输入信息，可将按键值接在一根 i/o 接口线上， 故只在按键数量不多时采用。而矩阵式键盘每条行线与列线在交叉处不直接相通，而是 通过一个按键加以连接，当按键较多时可采用矩阵式键盘以节省 i/o 接口。本设计采用 多个按键，所以这里选用矩阵式键。 2.2.对矩阵式键盘的认识对矩阵式键盘的认识 矩阵式键盘的结构与工作原理：在键盘中的按键数量较多时，为了减少 i/o 口的占 用，通常将按键排列成矩阵形式，如图 2.5 所示。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直 线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，只需要单片机的一个端口 （如 p3 口）就可以构成 3*4=12 个按键，比直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线 数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成 15 键的键盘，而直接用端口线则只 能多出一键。由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘比较是合理的。 济源职业技术学院毕业设计 11 由于本系统按键较多，在这里采用矩阵式 3*4 键盘，这样可以合理应用硬件资源， 用一个 8 位 i/o 口控制,按键接 p3 口，从而控制显示屏的显示， 如图 3.4 所示： p34 p35 p36 p30 p31 p32 p33 图 3.4 按键电路 矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，图 2.5 中，列线 通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机的 i/o 口作为输出端，而列线所接的 i/o 口 则作为输入。这样，当按键没有按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下。一 旦有键按下，则输入线就会被拉低，行线输出是低电平。这样，通过读入输入线的状态 就可得知是否有键按下了。 我设计的键盘所对应的键码如图 3.5 所示： p34 p35 p36 p30 p31 p32 p33 123 456 789 0# * 图 3.5 键盘框图 济源职业技术学院毕业设计 12 3.3lcd3.3lcd 显示器显示器 1.lcd1.lcd 的介绍的介绍 (1)液晶显示器的结构 它是由两块导电玻璃夹持一个液晶层，封装成一个扁平盒而构成最基本的液晶显示 器。其两块玻璃的间距为 67m，四周用环氧树脂密封，中间注入液晶后抽成真空。根 据需要可在导电玻璃外侧贴上偏振片。 (2)液晶显示器的特点。 1)液晶显示器的寿命很长，只要显示器中的配件保持良好，它就能长期正常工作。 2)液晶显示器没有辐射污染，与显像管相比，这是最突出的优势。 3)液晶显示器属于被动显示，液晶本身不会发光，而是靠外界光的不同反射和透射 形成不同的对比度来达到显示的目的。外光越强，显示内容也越清晰。 4)液晶显示器所需的工作电压很低，一般为 23v，所需的电流也只有几个微安，属 于 w/cm2，因此它是低电压低功率显示器件，与阴极射线显示器 (crt)相比，可节约相 当多的功耗。 5)由于液晶为无色，采用滤色膜便可实现彩色化，因此能重现电视的彩色画面，因 此在视频领域有着广阔的发展前途。 (3)按用途分有:计算器用、手表用、仪器仪表用、彩电用、影碟机用、电脑用等类 型。 本次设计我们采用了 1602lcd 液晶显示。液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示 内容丰富、超薄轻巧等优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到广泛的应用。目前 字符型液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件。lcd1 602 液晶显 示模块，它可以显示两行，每行 16 个字符，采用单+5v 电源供电，外围电路配置简单， 价格便宜，具有很高的性价比。 济源职业技术学院毕业设计 13 2.1602lc2.1602lcd d 的相关参数的相关参数 1602lcd 采用标准的 14 脚（无背光）或 16 脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表 3-1 所示: 表 3-1：引脚接口说明表 编号符号引脚说明编号符号引脚说明 1vss 电源地 9d2 数据 2vdd 电源正极 10d3 数据 3vl 液晶显示偏压 11d4 数据 4rs 数据/命令选择 12d5 数据 5r/w 读/写选择 13d6 数据 6e 使能信号 14d7 数据 7d0 数据 15bla 背光源正极 8d1 数据 16blk 背光源负极 第 1 脚：vss 为地电源。 第 2 脚：vdd 接 5v 正电源。 第 3 脚：vl 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最 高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个 10k 的电位器调整对比度。 第 4 脚：rs 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第 5 脚：r/w 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当 rs 和 r/w 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 rs 为低电平 r/w 为高电平时可以读 忙信号，当 rs 为高电平 r/w 为低电平时可以写入数据。 第 6 脚：e 端为使能端，当 e 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第 714 脚：d0d7 为 8 位双向数据线。 第 15 脚：背光源正极。 第 16 脚：背光源负极。 济源职业技术学院毕业设计 14 16021602 指令表指令表 1、清屏 指令rsr/wd7d6d5d4d3d2d1d0 清屏0000000001 清显示指令将空位字符码 20h 送入全部 ddram 地址中，使 ddram 中的内容全部 清除，显示消失；地址计数器 ac=0，自动增 1 模式；显示归位，光标或者闪烁回到原点 （显示屏左上角）；但并不改变移位设置模式。 2、光标复位 指令rsr/wd7d6d5d4d3d2d1d0 光标复位000000001* 归位指令置地址计数器 ac=0；将光标及光标所在位的字符回原点；但 ddram 中的内 容并不改变。 3、设置输入模式 指令rsr/wd7d6d5d4d3d2d1d0 设置输入模式0000001i/ds i/d：字符码写入或者读出 ddram 后 ddram 地址指针 ac 变化方向标志：i/d=1，完 成一个字符码传送后，ac 自动加 1；i/d=0，完成一个字符码传送后，ac 自动减 1。 s：显示移位标志：s=1，将全部显示向右（i/d=0）或者向左（i/d=1）移位；s=0， 显示不发生移位；s=1 时，显示移位时，光标似乎并不移位；此外，读 ddram 操作以及 对 cgram 的访问，不发生显示移位。 4、显示开/关控制 指令rsr/wd7d6d5d4d3d2d1d0 显示开/关控制0000001dcb 显示开/关控制标志：d=1，开显示；d=0，关显示；关显示后，显示数据仍保持在 ddram 中，立即开显示可以再现。 济源职业技术学院毕业设计 15 光标显示控制标志：c=1，光标显示；c=0，光标不显示；不显示光标并不影响模 块其它显示功能；显示 5x8 点阵字符时，光标在第八行显示，显示 5x10 点阵字符时， 光标在第十一行显示。 闪烁显示控制标志：b=1，光标所指位置上，交替显示全黑点阵和显示字符，产生 闪烁效果，f=250khz 时，闪烁频率为 0.4ms 左右；通过设置，光标可以与其所指位置的 字符一起闪烁。 5、光标或显示移位指令 指令rsr/wd7d6d5d4d3d2d1d0 移位指令000001s/cr/l* 可使光标或显示在没有读写显示数据的情况下，向左或向右移动；运用此指令可以 实现显示的查找或替换；在双行显示方式下，第一行和第二行会同时移位；当移位越过 第一行第四十位时，光标会从第一行跳到第二行，但显示数据只在本行内水平移位，第 二行的显示决不会移进第一行；倘若仅执行移位操作，地址计数器 ac 的内容不会发生改 变。 s/c r/l 说明：0 0 光标向左移动，ac 自动减 1；0 1 光标向右移动，ac 自动加 1；1 0 光标和显示一起向左移动 ；1 1 光标和显示一起向右移动。 3.1602lcd3.1602lcd 与单片机的接口如图与单片机的接口如图 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 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 lm016l 2 3 4 5 6 7 8 9 1 rp1 respack-8 图 3.6 lcd 与单片机的接口图 1602液晶显示屏数据输入端与单片机的p0口相连，液晶显示的rs、rw、e三个控制 端分别与单片机p2.0、p2.1、p2.2相连从而来控制显示屏的有效输入。电位器用来调节显 济源职业技术学院毕业设计 16 示屏背光强度。 液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标 志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就 是告诉模块在哪里显示字符。 如：第二行第一个字符的地址是40h，因为写入显示地址时要求最高位d7恒定为高电平1 所以实际写入的数据应该是01000000b（40h）+10000000b(80h)=11000000b(c0h) 济源职业技术学院毕业设计 17 4 软件设计 4.14.1 设计思路设计思路 由于我们设计一个用1602lcd液晶显示来实现显示时间并能用矩阵式按键控制拨号功 能的设计，所以我们考虑到用单片机语言来做我们的设计比较简单。对于程序我们的设 计思路是： 1. 主程序，对各个数据分量进行初始化，分别调用按键程序和显示程序，来实现各 自的显示效果。 2显示子程序，当键入一个数值或符号时显示程序要把这个键入的值给显示出来， 且在显示屏后五位显示时间。 3按键程序，当一个键盘按下的时候，按键程序要判断是哪个按键按下，并对此值 进行扫描，得到相对应的数字显示码，送到显示屏显示端进行显示。 4中断服务程序，开始时对显示位进行初始化，运用定时器进行定时，显示部分为 分钟和秒两部分，均为60进制，秒十位到6时进位，分钟部分与此类似。 4.24.2 定时器定时器 主程序开始对显示缓冲区初始化，需要定时，选择定时器 t0，而定时器 t0 的方式 控制寄存器 tmod，它是一种可编程的特殊功能定时器，它用于设定 t0 的工作方式，tmod 为 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：因为使用 t0 所以 t1 都设为 0 表 4-1 定时器的工作方式 tmod t1 t0 gatec/tm1m0gatec/tm1m0 0000 m0 和 m1 为 t1 和 t0 工作方式控制位，定时/计数器的工作方式由 m1m0 两位状态决定， 而我们选择方式 1，即 tl 的 8 位和 th 的 8 位构成的 16 位的计数器，使其计数范围扩大。 c/t 是功能选择位，使其置 0 而表现为定时功能。选择定时器时我们要给其输入初值，单 片机采用 12mhz 的晶振。晶振频率为 12mhz，初值 x0=最大值个数，定时时间 t=个数 机器周期， 所以 x0=15536=3cb0h 济源职业技术学院毕业设计 18 4.34.3 总体流程图总体流程图 程序的总体流程图如图4.1所示，程序开始首先对所有的参数进行初始化，并对显示 缓冲赋初值，当程序开始运行时，时间部分正常运行并且循环，同时判断是否有键按下， 如果有键按下则判断是什么键被按下，然后把数值送显示程序显示；保存结果，结果送 显示缓冲，等待下次数值的输入。 图4.1整体流程图 济源职业技术学院毕业设计 19 4.44.4 中断服务程序的框图中断服务程序的框图 中断服务程序框图如图4.2所示， 通过中断服务程序我们对显示部分进行控制，首 先要装定时器初值，然后对秒个位十位及分的个位十位进行判断，秒个位达到十时进行 进位，秒十位达到六时进行进位，分位同样如此，当显示达到设定的时间继续循环显示， 从而达到预定的实验效果。 图4.2 中断服务程序框图 济源职业技术学院毕业设计 20 4.5 按键子程序框图按键子程序框图 按键子程序框图如图4.3所示，我们所采用的是矩阵式按键，所以在判断按键时较独 立式而言要复杂。首先，先判断是否有键按下，当没有键按下时要不断的扫描直至有键 按下，若有键按下，则我们要判断该键所在位置，及所在行与所在列，判断结束后得到 该键值，将键值输出，并在液晶显示上显示结果。 图4.3 按键程序框图 济源职业技术学院毕业设计 21 5 系统调试 5.5.1 1 在伟福中的调试在伟福中的调试 经过深思苦想终把程序给编了出来，但是不知编的程序是否能通过调试，于是我们 通过伟福仿真软件来验证我们的程序。首先打开伟福仿真软件的界面，对仿真器的参数 值进行设置。其设置如图5.1所示： 图5.1 仿真器的选择 我们所选的是8751的仿真器，在目标生成文件中选择生成bin和hex文件（即二进制 和十六进制文件）其设置如图5.2所示，设置完成后点“好”就可以了。 图5.2 生成文件的设置 然后在伟福里面输入我们的程序进行调试，刚开始有好几处错误我们的程序没有通 济源职业技术学院毕业设计 22 过编译，例如， “0”写成了“o” ，操作码错误， “next”错写为“nest”,符号未定义等。 然后我就查找错误的所在，一一更改之后终于通过编译，其运行结果如图5.3所示： 图5.3 编译通过后的界面 5.25.2 在在 proteusproteus 中的调试中的调试 在伟福中调试完成后 ，我们在 proteus 中又进行了进一步的实验，首先对该软件进 行了安装。对相应数数据进行设定。操作如图 5.4 所示: 济源职业技术学院毕业设计 23 图 5.4 相关数据设置 之后读文件进行破解如图 5.5 所示： 图 5.5 破解文件 完成软件安装后，打开软件的到相应界面，如下图 5.6 所示： 济源职业技术学院毕业设计 24 图 5.6 软件界面 在该界面左侧的空白区域添加相应的文件，单机 p 则出现如图 5.7 所示，在关键字 处输入相应民名称则就会找到相应的器件，双击此器件则会加入到元件库供我们作图使 用： 图 5.7 寻找器件库 本设计所用器件如表 5-1 所示： 济源职业技术学院毕业设计 25 表 5-1 元件列表 元件名称数量型号规格在 protues 中的名 称 单片机芯片 1at89c51at89c51 按钮 12buttton 电容 21nfcap 电解电容 11ufcap-elec 晶振 11mhzcrytai 液晶显示屏 1lm106l 电阻 110kres 电位器 1respack8 经过器件的选择，绘出来了相应的原理图如图 5.8 所示 图 5.8 原理图 然后对程序进行调试，刚开始，显示屏总不能被点亮，经过仔细查找后，终于发现 我们把液晶显示屏有效输入口搞错，本应是 p0 口结果把接成了 p1 口，所以才出现下述 济源职业技术学院毕业设计 26 效果，如图 5.9 所示。经过修改显示屏被成功点亮。 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 图5.9 实验效果图 后来,我们在显示时间程序中加入按键程序后出现上述效果,也许是因为扫描时间太 短,总是在按下一个按键时很多位同时显示相同的数字,如图5.10所示,经过一段时间的思 考,我们调整思路,在每次显示位后都进行一次按键扫描,最后实验成功。 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 图5.10 实验效果图 5.35.3 实验效果图实验效果图 经过了一番调试后，我们的实验效果如下： 1显示电话号码图，如图5.11所示： 济源职业技术学院毕业设计 27 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 图5.11 实验效果图 2.显示日期效果图，如图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 图5.12 实验效果图 当显示到我们所设定的时间时可自动循环效果如下图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 vee 3 lcd1 lm016l 图5.13 实验效果图 原理总图，如图5.14所示： 济源职业技术学院毕业设计 28 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 p3.6/wr 16 p3.5/t1 15 p2.7/a