单片机电子时钟1602显示ds12c887芯片

沈阳理工大学课程设计专用纸№.1沈阳理工大学摘要本论文设计一个基于单片机、液晶1602显示和DS12C887高精度时钟芯片控制于一体的高精度电子时钟。计时器是人类发展以来对于时间观念认知的伟大发明，不少机器设备上也少不了高精度计时器的支持，工业上计时器的应用无处不在，生活中人们根据时间上班，工作，生活，学习……所以高精度稳定的计时器扮演着非常重要的角色。本设计以宏晶公司的STC89C52单片机为控制核心，以液晶屏LCD1602显示器为显示模块，依靠DS12C887芯片高精度计时的特点，可以设计出一个具有显示年月日，星期，时分秒，以及定时闹钟功能为一体的高精度电子时钟，本时钟具有如下特点：（1）计时准确，基本无误差，运行10年误差仅1秒；（2）可以随意设置时间，包括年月日，星期，时分秒，闹钟开/关，时间；（3）系统掉电后，时钟仍可精确计时10年；（4）系统上电后，自动恢复正常时间；（5）本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用和参考价值。关键词：STC89S52单片机LCD1602DS12C887精确计时沈阳理工大学课程设计专用纸№.2沈阳理工大学目录摘要...................................................................................................................1目录...............................................................................................................21引言.................................................................................................................32总体设计.........................................................................................................42.1基本原理..................................................................................................42.2系统总体框图及设计思路......................................................................83详细设计.........................................................................................................93.1硬件设计.................................................................................................93.2软件设计..............................................................................................133.2.1程序设计思路..............................................................................133.2.2程序流程图...................................................................................133.2.3程序代码.....................................................................................144系统调试及分析.............................................................................................265心得体会.........................................................................................................28参考文献.............................................................................................................29沈阳理工大学课程设计专用纸№.3沈阳理工大学1引言单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，属第四代电子计算机，它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。计时器是人类发展以来对于时间观念认知的伟大发明，不少机器设备上也少不了高精度计时器的支持，工业上计时器的应用无处不在，生活中人们根据时间上班，工作……所以高精度稳定的计时器扮演着非常重要的角色。本文主要对使用单片机设计电子时钟进行了分析，并介绍了基于单片机电子时钟硬件组成。利用单片机为控制核心，以液晶屏LCD1602显示器为显示模块，依靠DS12C887芯片高精度计时的特点，可以设计出一个具有显示年月日，星期，时分秒，以及定时闹钟功能为一体的高精度电子时钟。并且本文分别从原理图，主要芯片，以及程序的调试来详细阐述。如果直接使用单片机进行定时、计时，那么单片机运行代码时，难免会因环境、人为操作等因素导致时间不能准确，产生一定的误差等，如果没有特殊的方法，系统意外掉电时，时间数据会丢失，重启系统时还需重设时间，所以本设计采取使用高精度计时芯片DS12C887方案。沈阳理工大学课程设计专用纸№.4沈阳理工大学2总体设计2.1基本原理1.单片机控制原理：它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。目前最常用的单片机为MCS-51，是由美国INTEL公司（生产CPU的英特尔）生产的，89C51是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国ATMEL公司开发生产的，其内核兼容MCS-51单片机。单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。2.DS12C887工作原理：·在DS12C887内有11字节RAM用来存储时间信息，4字节用来存储控制信息，其具体地址及取值如表1所列。表1DS12C887的存储功能地址功能取值范围(十进制)取值范围二进制BCD码0秒0~5900~3B00~591秒闹铃0~5900~3B00~592分0~5900~3B00~593分闹铃0~5900~3B00~59412小时模式1~1201~0CAM81~8CPM01~12AM81~92PM24小时模式0~2300~1700~235时闹铃，12小时制1~1201~0CAM81~8CPM01~12AM81~92PM时闹铃，24小时制0~2300~1700~236星期（星期日=1）1~701~0701~07沈阳理工大学课程设计专用纸№.5沈阳理工大学7日1~3101~1F01~318月1~1201~0C01~129年0~9900~6300~9910控制寄存器A11控制寄存器B12控制寄存器C13控制寄存器D50世纪0~99NA19,20沈阳理工大学课程设计专用纸№.6沈阳理工大学3.液晶LCD1602工作原理：沈阳理工大学课程设计专用纸№.7沈阳理工大学LCD指令表指令功能控制线数据线RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0清除屏幕0000000001清除屏幕，并把光标移至左上角光标回到原点000000001x光标移至左上角，显示内容不变设定进入模式00000001I/DSI/D=1：地址递增，I/D=0：地址递减S=1：开启显示屏，S=0：关闭显示屏显示器开关0000001DCBD=1：开启显示幕C=1：开启光标B=1：光标所在位置的字符闪烁移位方式000001S/CR/LxxS/C=0、R/L=0:光标左移；S/C=0、R/L=1：光标右移S/C=1、R/L=0：字符和光标左移；S/C=1、R/L=1：字符和光标右移功能设定00001DLNFxxDL=1：数据长度为8位，DL=0：数据长度为4位N=1：双列字，N=0：单列字；F=1:5x10字形，F=0：5x7字形CGRAM地址设定0001CGRAM地址将所要操作的CGRAM地址放入地址计数器沈阳理工大学课程设计专用纸№.8沈阳理工大学DDRAM地址设定001DDRAM地址将所要操作的DDRAM地址放入地址计数器忙碌标志位BF01BF地址计数器内容读取地址计数器，并查询LCM是否忙碌，BF表示LCM忙碌写入数据10写入数据将数据写入CGRAM或DDRAM读取数据11读取数据读取CGRAM或DDRAM的数据图10-571602LCD内部显示地址例如第二行第一个字符的地址是40H，那么是否直接写入40H就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢？这样不行，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）[phone]B(80H)=11000000B(C0H)。在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，如图10-58所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”2.2系统总体框图及设计思路电子时钟液晶1602显示人机键盘交互计时+闹钟沈阳理工大学课程设计专用纸№.9沈阳理工大学总体设计思路：本设计利用单片机P0和P2作为并行数据输入输出口，P3.0、P3.1、P3.2为功能控制键。其中，按键功能分别控制为时钟功能选择键，增加键和减少键。3详细设计3.1硬件设计1．芯片及原理介绍（一）STC89C52STC89C52与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作：0Hz～33MHz、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。STC89C5