項(xiàng)目2基于字符液晶的秒計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)2.1項(xiàng)目描述2.2項(xiàng)目分析2.3液晶顯示接口知識2.4項(xiàng)目實(shí)施返回2.1項(xiàng)目描述利用５１系列單片機(jī)設(shè)計(jì)一個液晶顯示的６０秒倒計(jì)時(shí)器，倒計(jì)時(shí)到零時(shí)停止計(jì)時(shí)，進(jìn)行聲光報(bào)警。返回２.２項(xiàng)目分析要實(shí)現(xiàn)任務(wù)要求，首先要考慮利用液晶顯示時(shí)間，因此需在單片機(jī)最小系統(tǒng)基礎(chǔ)上外接液晶顯示接口電路。其次是時(shí)間的計(jì)時(shí)，這個可以通過單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器來完成。再其次是計(jì)時(shí)為“０”時(shí)的聲光報(bào)警，這可以利用發(fā)光二極管閃爍和蜂鳴器鳴響來實(shí)現(xiàn)。返回２.３液晶顯示接口知識２.３.１液晶顯示的原理和分類液晶（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）是一種介于液體和固體之間的熱力學(xué)的中間穩(wěn)定相，其特點(diǎn)是在一定的溫度范圍內(nèi)既有液體的流動性和連續(xù)性，又有晶體的各向異性。ＬＣＤ液晶顯示器是一種功耗極低的顯示器件，在便攜式儀器儀表中應(yīng)用越來越廣泛。液晶顯示模塊是一種將液晶顯示器件、連接件、集成電路、ＰＣＢ線路板、背光源、結(jié)構(gòu)件裝配在一起的組件，英文名稱“ＬＣＤＭｏｄｕｌｅ”，簡稱“ＬＣＭ”，中文一般稱為“液晶顯示模塊”。當(dāng)前市場上出售的ＬＣＤ液晶顯示器分字符型和點(diǎn)陣型兩大類。字符型可用來顯示字符和數(shù)字，點(diǎn)陣型則可用來顯示漢字以及圖形。下一頁返回２.３液晶顯示接口知識液晶顯示器具有低壓微功耗、平板型結(jié)構(gòu)、被動顯示、顯示信息量大、易于彩色化、沒有電磁輻射、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，它適合人的視覺習(xí)慣且不會使人眼睛疲勞，對環(huán)境無污染。液晶顯示的驅(qū)動方式與ＬＥＤ有很大的不同。ＬＥＤ在其兩端加上恒定的導(dǎo)通或截止電壓即可控制其明暗，而ＬＣＤ如果用直流電壓驅(qū)動會使液晶體產(chǎn)生電解和電極老化，從而大大降低ＬＣＤ的使用壽命。ＬＣＤ的驅(qū)動方式通常是在ＬＣＤ的公共極（一般為背極）加上恒定的交變方波信號，通過控制前極的電壓變化，使得ＬＣＤ兩極間產(chǎn)生交變方波電壓或零電壓，從而實(shí)現(xiàn)ＬＣＤ的亮、滅控制?，F(xiàn)用的驅(qū)動方式多屬交流電壓驅(qū)動，有靜態(tài)驅(qū)動法、動態(tài)驅(qū)動法和雙頻驅(qū)動法等方法。上一頁下一頁返回２.３液晶顯示接口知識２.３.２字符液晶顯示模塊及接口設(shè)計(jì)字符型液晶顯示模塊是專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等的點(diǎn)陣式ＬＣＤ，目前常用的有１６×１、１６×２、２０×２和４０×２行等。下面以１６０２字符型液晶顯示器為例，介紹其用法，其外形結(jié)構(gòu)如圖２－１所示。（１）１６０２ＬＣＤ的引腳功能。１６０２ＬＣＤ采用標(biāo)準(zhǔn)１４腳（無背光）或１６腳（帶背光）接口，各引腳功能如表２－１所示。ＶＯ為液晶顯示器對比度調(diào)整端，按正電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最高。若對比度過高會產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一只１０ｋΩ電阻來調(diào)整對比度。上一頁下一頁返回２.３液晶顯示接口知識ＲＳ為數(shù)據(jù)／命令選擇端，ＲＳ為高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，為低電平時(shí)選擇指令寄存器。Ｒ／Ｗ為讀寫信號線，為高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，為低電平時(shí)為寫操作。當(dāng)ＲＳ和Ｒ／Ｗ同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址；當(dāng)ＲＳ為低電平、Ｒ／Ｗ為高電平時(shí)可以讀忙信號；當(dāng)ＲＳ為高電平、Ｒ／Ｗ為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。Ｅ為使能端，當(dāng)Ｅ端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。Ｄ０～Ｄ７為８位雙向數(shù)據(jù)線。１６０２與單片機(jī)的連接有兩種方式，總線方式如圖２－２（ａ）所示，模擬口線方式如圖２－２（ｂ）所示。上一頁下一頁返回２.３液晶顯示接口知識（２）１６０２ＬＣＤ的指令說明及時(shí)序。１６０２液晶模塊內(nèi)部的控制器共有１１條控制指令，如表２－２所示。１６０２液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。指令１：清顯示，指令碼０１Ｈ，光標(biāo)復(fù)位到地址００Ｈ。指令２：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址００Ｈ。指令３：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置。Ｉ／Ｄ：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移；Ｓ：屏幕上所有文字是否左移或者右移，高電平表示有效，低電平則無效。上一頁下一頁返回２.３液晶顯示接口知識指令４：顯示開關(guān)控制。Ｄ：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示；Ｃ：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)；Ｂ：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令５：光標(biāo)或顯示移位。Ｓ／Ｃ：高電平時(shí)移動顯示的文字，低電平時(shí)移動光標(biāo)。指令６：功能設(shè)置命令。ＤＬ：高電平時(shí)為４位總線，低電平時(shí)為８位總線；Ｎ：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)為雙行顯示；Ｆ：低電平時(shí)顯示５×７的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示５×１０的點(diǎn)陣字符。上一頁下一頁返回２.３液晶顯示接口知識指令７：字符發(fā)生器ＲＡＭ地址設(shè)置。指令８：ＤＤＲＡＭ地址設(shè)置。指令９：讀忙信號和光標(biāo)地址。ＢＦ：忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接受命令或者數(shù)據(jù)；低電平表示不忙。指令１０：寫數(shù)據(jù)。指令１１：讀數(shù)據(jù)。與Ｉ－ＩＤ４４７８０兼容的芯片時(shí)序如表２－３所示。上一頁下一頁返回２.３液晶顯示接口知識（３）１６０２ＬＣＤ的ＲＡＭ地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字符表。液晶顯示模塊是慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平（即不忙），否則該指令失效。顯示字符時(shí)，要先輸入顯示字符地址，即告訴模塊在哪里顯示字符，圖２－３是１６０２的內(nèi)部顯示地址。１６０２液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（ＣＧＲＯＭ）中已經(jīng)存儲了１６０個點(diǎn)陣字符圖形，如表２－４所示，每一個字符都有一個固定的代碼。比如，大寫英文字符Ａ的代碼是０１０００００１Ｂ（４１Ｈ），顯示時(shí)，模塊把地址４１Ｈ中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母Ａ。上一頁下一頁返回２.３液晶顯示接口知識（４）１６０２ＬＣＤ顯示程序流程１６０２ＬＣＤ顯示流程分為初始化、清屏、顯示定位、顯示等過程，如圖２－４所示。其中初始化分為顯示模式設(shè)置、關(guān)顯示、清屏、顯示光標(biāo)移動、開顯示及設(shè)置光標(biāo)的過程，如圖２－５所示。上一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施２.４.１硬件電路設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)要求，完整的電路圖設(shè)計(jì)如圖２－６所示。圖２－６中ＬＣＤ１６０２的數(shù)據(jù)口線Ｄ０～Ｄ７直接與單片機(jī)的Ｐ０口相連，而控制線ＲＳ、Ｒ／Ｗ、Ｅ分別與單片機(jī)的Ｐ１.０、Ｐ１.１、Ｐ１.２相連。２.４.２軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)上電后自動開始倒計(jì)時(shí)，液晶從５９開始顯示，以后每經(jīng)過１ｓ依次減１，直到減到０為止。當(dāng)６０ｓ倒計(jì)時(shí)完成時(shí)，發(fā)光二極管閃爍并伴隨蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，程序可參考如圖２－７所示流程圖編寫，最終電路圖如圖２－８所示。下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施參考程序：＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ＡＴ８９Ｘ５１.ｈ＞／／包含單片機(jī)寄存器的頭文件＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｓｔｄｌｉｂ.ｈ＞／／包含隨機(jī)函數(shù)ｒａｎｄ（）的定義文件＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｉｎｔｒｉｎｓ.ｈ＞／／包含＿ｎｏｐ＿（）函數(shù)定義的頭文件＃ｄｅｆｉｎｅｕｃｈａｒｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒ＃ｄｅｆｉｎｅｕｉｎｔｕｎｓｉｎｇｅｄｉｎｔｓｂｉｔＲＳＰＩＮ＝Ｐ１＾０；／／寄存器選擇位，將ＲＳ位定義為Ｐ１.０引腳上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施ｓｂｉｔＲＷＰＩＮ＝Ｐ１＾１；／／讀寫選擇位，將ＲＷ位定義為Ｐ１.１引腳ｓｂｉｔＥＰＩＮ＝Ｐ１＾２；／／使能信號位，將Ｅ位定義為Ｐ１.２引腳ｓｂｉｔＢＦ＝Ｐ０＾７；／／忙碌標(biāo)志位，將ＢＦ位定義為Ｐ０.７引腳ｕｃｈａｒｃｏｄｅｄｉｇｉｔａｌ［］＝｛＂０１２３４５６７８９＂｝；／／定義字符數(shù)組顯示數(shù)字ｕｃｈａｒｃｏｄｅｓｔｒｉｎｇ［］＝｛＂ＳＴＯＰ＂｝；／／定義字符數(shù)組顯示提示信息ｕｃｈａｒｃｏｕｎｔ，ｔｅｍｐ；／／定義變量統(tǒng)計(jì)中斷累計(jì)次數(shù)ｉｎｔｓｃｃｏｎｄ；／／定義變量儲存秒上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施ｂｉｔｆｌａｇ＝０；ｂｉｔｆｌａｇ＿ｔｉｍｅ＝０；ｖｏｉｄｌｃｄｗｄ（ｕｃｈａｒｄ）；／／送數(shù)據(jù)到液晶顯示控制器子函數(shù)ｖｏｉｄｌｃｄｗｃ（ｕｃｈａｒｃ）；／／送控制字到液晶顯示控制器子函數(shù)ｖｏｉｄｌｃｄｗａｉｔｉｄｌｅ（ｖｏｉｄ）；／／ＨＤ４４７８０液晶顯示控制器忙檢測子函數(shù)ｖｏｉｄｌｃｄｒｅｓｅｔ（ｖｏｉｄ）；／／ＬＣＤ初始化子函數(shù)／?????????????????????????????????????????????????????函數(shù)功能：延時(shí)ｌｍｓ上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施（３ｊ＋２）?ｉ＝（３×３３＋２）×１０＝１０１０（微秒），可以認(rèn)為是ｌ毫秒?????????????????????????????????????????????????????／ｖｏｉｄｄｅｌａｙ１ｍｓ（）｛ｕｃｈａｒｉ，ｊ；ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜１０；ｉ＋＋）ｆｏｒ（ｊ＝０；ｊ＜３３；ｊ＋＋）；｝／?????????????????????????????????????????????????????函數(shù)功能：延時(shí)若干毫秒上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施入口參數(shù)：ｎ?????????????????????????????????????????????????????／ｖｏｉｄｄｅｌａｙ（ｕｃｈａｒｎ）｛ｕｃｈａｒｉ；ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜ｎ；ｉ＋＋）ｄｅｌａｙ１ｍｓ（）；｝／?????????????????????????????????????????????????????函數(shù)功能：延時(shí)４微秒?????????????????????????????????????????????????????／上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施ｖｏｉｄｄｅｌａｙ４ｕｓ（）｛＿ｎｏｐ＿（）；＿ｎｏｐ＿（）；＿ｎｏｐ＿（）；＿ｎｏｐ＿（）；｝ｖｏｉｄｌｃｄｗｄ（ｕｃｈａｒｄ）／／送數(shù)據(jù)到液晶子函數(shù)｛Ｌｃｄｗａｉｔｉｄｌｅ（）；／／忙檢測ＲＳＰＮ＝１；／／ＲＳ＝１ＲＷ＝０Ｅ＝高電平上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施ＲＷＰＩＮ＝０；ＥＰＩＮ＝０；Ｐ０＝ｄ；＿ｎｏｐ＿（）；ＥＰＩＮ＝１；ｄｅｌａｙ４ｕｓ（）；ＥＰＩＮ＝０；｝ｖｏｉｄｌｃｄｗｃ（ｕｃｈａｒｃ）／／送進(jìn)控制字到液晶子函數(shù)｛上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施Ｌｃｄｗａｉｔｉｄｌｅ（）／／ＨＤ４４７８０液晶顯示控制器忙檢測ＲＳＰＩＮ＝０；／／ＲＳ＝０ＲＷＰＩＮ＝０；／／ＲＷ＝０Ｐ０＝ｃ；ＥＰＩＮ＝１；／／Ｅ＝高電平ｄｅｌａｙ４ｕｓ（）；ＥＰＩＮ＝０；｝ｖｏｉｄｌｃｄｗａｉｔｉｄｉｅ（ｖｏｉｄ）／／ＨＤ４４７８０液晶顯示控制器忙檢測子函數(shù)｛

上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施ｕｃｈａｒｉ；Ｐ０＝０ｘｆｆ；ＲＳＰＩＮ＝０；／／ＲＳ＝０ＲＷ＝１Ｅ＝高電平ＲＷＰＩＮ＝１；ＥＰＩＮ＝１；ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜２０；ｉ＋＋）ｉｆ（（Ｐ０＆０ｘ８０）＝＝０）ｂｒｅａｋ；／／Ｄ７＝０表示ＬＣＤ控制器空閑，則退出檢測ＥＰＩＮ＝０；｝ｖｏｉｄｓｅｔｐｏｓ（ｕｃｈａｒｐｏｓ）上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施｛ｌｃｄｗｃ（ｐｏｓ＋０ｘ８０）；｝／?????????????????????????????????????????????????????函數(shù)功能：對ＬＣＤ的顯示模式進(jìn)行初始化設(shè)置?????????????????????????????????????????????????????／ｖｏｉｄｌｃｄｒｅｓｅｔ（ｖｏｉｄ）｛ｄｅｌａｙ（１５）；／／延時(shí)１５ｍｓ，首次寫指令時(shí)應(yīng)給ＬＣＤ一段較長的反應(yīng)時(shí)間ｌｃｄｗｃ（０ｘ３８）；／／顯示模式設(shè)置：１６×２顯示，５×７點(diǎn)陣，８位數(shù)據(jù)接口上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施ｄｅｌａｙ（５）；／／延時(shí)５ｍｓ，給硬件一點(diǎn)反應(yīng)時(shí)間ｌｃｄｗｃ（０ｘ３８）；ｄｅｌａｙ（５）；ｌｃｄｗｃ（０ｘ３８）；／／連續(xù)三次，確保初始化成功ｄｅｌａｙ（５）；ｌｃｄｗｃ（０ｘ０ｃ）；／／顯示模式設(shè)置：顯示開，無光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍ｄｅｌａｙ（５）；ｌｃｄｗｃ（０ｘ０６）；／／顯示模式設(shè)置：光標(biāo)右移，字符不移ｄｅｌａｙ（５）；上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施ｌｃｄｗｃ（０ｘ０１）；／／清屏幕指令，將以前的顯示內(nèi)容清除ｄｅｌａｙ（５）；｝／?????????????????????????????????????????????????????函數(shù)功能：顯示秒?????????????????????????????????????????????????????／ｖｏｉｄＤｉｓｐｌａｙｔｉｍｅ（）｛ｓｔｐｏｓ（０ｘ０７）；／／寫顯示地址，將十位數(shù)字顯示在第２行第７列上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施ｌｃｄｗｄ（ｄｉｇｉｔａｌ［ｓｅｃｏｎｄ／１０］）；／／將秒十位數(shù)字的字符常量寫入ＬＣＤｌｃｄｗｄ（ｄｉｇｉｔａｌ［ｓｅｃｏｎｄ％１０］）；／／將秒個位數(shù)字的字符常量寫入ＬＣＤ｝／?????????????????????????????????????????????????????主函數(shù)?????????????????????????????????????????????????????／ｖｏｉｄｍａｉｎ（ｖｏｉｄ）｛ｕｃｈａｒｉ；上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施ｌｃｄｒｅｓｅｔ（）；／／調(diào)用ＬＣＤ初始化函數(shù)ＴＭＯＤ＝０ｘ０１；／／使用定時(shí)器Ｔ０的模式１ＴＨ０＝（６５５３６－５００００）／２５６；／／定時(shí)器Ｔ０的高８位設(shè)置初值ＴＬ０＝（６５５３６－５００００）％２５６；／／定時(shí)器Ｔ０的低８位設(shè)置初值ＥＡ＝１；／／開總中斷ＥＴ０＝１；／／定時(shí)器Ｔ０中斷允許ＴＲ０＝１；／／啟動定時(shí)器Ｔ０ｃｏｕｎｔ＝０；ｓｅｃｏｎｄ＝５９；／／倒計(jì)時(shí)初始化ｆｌａｇ＝０；／／初始ｆｌａｇ為０，蜂鳴器不響上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施ｉ＝０；／／從字符數(shù)組的第１個元素開始顯示ｄｉｓｐｌａｙｔｉｍｅ（）；／／顯示時(shí)間ｗｈｉｌｅ（１）／／無限循環(huán)｛ｉｆ（ｆｌａｇ＿ｔｉｍｅ）｛ｆｌａｇ＿ｔｉｍｅ＝０；ｉｆ（ｆｌａｇ＝＝０）｛ｉｆ（ｓｃｃｏｎｄ－－＝＝０）上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施｛ｆｌａｇ＝１；ｓｅｃｏｎｄ＝０；ｔｅｍｐ＝ｃｏｕｎｔ；｝Ｄｉｓｐｌａｙｔｉｍｅ（）；／／顯示時(shí)間｝ｅｌｓｅ／／倒計(jì)時(shí)為０｛ｓｅｔｐｏｓ（０ｘ４６）；／／寫地址，從第１行第７列開始顯示上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施ｗｈｉｌｅ（ｓｔｒｉｎｇ［ｉ］?。健埽啊灰獩]有顯示到字符串的結(jié)束標(biāo)志’＼０’，就繼續(xù)｛ｌｃｄｗｄ（ｓｔｒｉｎｇ［ｉ］）；／／將第ｉ個字符數(shù)組元素寫入ＬＣＤｉ＋＋；／／指向下一個數(shù)組元素｝ｉ＝０；ｗｈｉｌｅ（１）｛上一頁下一頁返回２.４項(xiàng)目實(shí)施ｉｆ（ｃｏｕｎｔ！＝ｔｅｍｐ）｛ｔｅｍｐ＝ｃｏｕｎｔ；ｉ＋＋；Ｐ３＾７＝～Ｐ３＾７；｝ｉｆ（ｉ＜