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一、LCD12864液晶的工作原理
液晶顯示屏中的業(yè)態(tài)光電顯示材料，利用液晶的電光效應(yīng)把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字符、圖像等可見(jiàn)信號(hào)。
如圖1-1，液晶正常情況下，其分子排列很有秩序，顯得清澈透明，一旦加上直流電場(chǎng)后，分子的排列被打亂，一部分液晶變的不透明，顏色加深因而能顯示數(shù)字和圖像。管腳一共1個(gè)CS1左半屏片選端，CS2右半屏片選端；V0液晶顯示驅(qū)動(dòng)電壓，通過(guò)一個(gè)電位器接到VCC；RS數(shù)據(jù)指令選擇信號(hào)，H為數(shù)據(jù)，L為指令，也叫D/I；R/W讀寫選擇信號(hào)，H為讀，L為寫，。E為L(zhǎng)CD使能端，R/W為L(zhǎng)時(shí)，E信號(hào)下降沿鎖存 DB7-DB0；R/W為H時(shí)，E為H，DDRAM數(shù)據(jù)讀到DB7-DB0。DB0-DB7數(shù)據(jù)傳輸端口。RST復(fù)位信號(hào)。-VOUT 和V0為液晶顯示驅(qū)動(dòng)電壓。 12864是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器，它主要由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及128×64 全點(diǎn)陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示，也可以顯示8×4個(gè)（16×16點(diǎn)陣）漢字。?
圖1-1 12864LCD液晶顯示屏
二、方案設(shè)計(jì)
2.1 實(shí)物硬件設(shè)計(jì)
單片機(jī)控制液晶顯示屏系統(tǒng)總共可分為六個(gè)環(huán)節(jié)，分別是單片機(jī)控制系統(tǒng)、12864字符顯示模塊、控制開關(guān)模塊、晶振控制模塊、復(fù)位電路模塊和DS1302時(shí)鐘控制模塊。通過(guò)這六個(gè)模塊的協(xié)調(diào)工作就可以完成相應(yīng)的液晶屏控制和顯示功能。這六個(gè)模塊的相互連接如圖2-1：
圖2-1 硬件組成框圖
2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
本硬件電路主要由四大模塊組成：主芯片模塊；晶振和復(fù)位電路模塊；控制接鈕模塊；顯示電路
模塊。
2.2.1 主芯片模塊
主芯片模塊即單片機(jī)模塊，XTAL1：接外部晶振和微調(diào)電容的一端。在片內(nèi)，它是振蕩電路反相放大器的輸入端。XTAL2：接外部晶振和微調(diào)是容的一端。RST：AT89C51的復(fù)位信號(hào)輸入引腳，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)，就可以完成復(fù)位操作。ALE：允許地址鎖存信號(hào)端。EA：該引腳為低電平時(shí)，則讀取外部的程序代碼來(lái)執(zhí)行程序。P0、P1、P2、P3：8位并行輸入輸出口。每個(gè)端口都是8位準(zhǔn)雙向口，共占32只引腳。每一條都能獨(dú)立地用作輸入或輸出。每個(gè)端口都包括一個(gè)鎖存器、一個(gè)輸出驅(qū)器和輸入緩沖器。作輸出時(shí)，數(shù)據(jù)可以鎖存；作輸入時(shí)，數(shù)據(jù)可以緩沖。圖如圖3—1。
圖3-1 單片機(jī)引腳圖
2.2.2 晶振和復(fù)位模塊
89C51芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。如圖3—2，反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端XTAL2，兩個(gè)跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2 懸空。一個(gè)晶體振蕩器，接在單片機(jī)內(nèi)部的振蕩電路上，兩個(gè)電容是起振電容，頻率越高，應(yīng)該越小。
圖4-1 晶振模塊
在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24 個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，51 芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0－P3 口均置1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器SFR 全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為ROM 的00H 處開始運(yùn)行程序。如上圖5-1所示復(fù)位電路，由于復(fù)位時(shí)高電平有效，當(dāng)剛接上電源的瞬間，電容C1兩端相當(dāng)于短路，即相當(dāng)于給RESET引腳一個(gè)高電平，等充電結(jié)束時(shí)（這個(gè)時(shí)間很短暫），電容相當(dāng)于斷開，這時(shí)已經(jīng)完成了復(fù)位動(dòng)作。
圖5-1 復(fù)位模塊
2.2.3 按鈕模塊
本模塊采用四個(gè)按鈕進(jìn)行控制，通過(guò)串行口輸入輸出連接，當(dāng)K1按鍵波動(dòng)一次后，方可進(jìn)行年、月、日、星期、時(shí)、分的改變，當(dāng)循環(huán)滿時(shí)，按下K0可實(shí)現(xiàn)對(duì)鬧鐘的改變。按鍵K2、K3分別實(shí)現(xiàn)加一減一的操作。
圖6-1 按鈕模塊
2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
2.3.1 主程序設(shè)計(jì)
圖7-1 主程序流程圖
圖8-1 LCD顯示程序和初始化子程序流程圖
三、仿真和分析
將程序下載到單片機(jī)開發(fā)板上，LCD12864顯示如下圖，第一行為漢字“數(shù)字電子鐘”，第二行為時(shí)分秒，第三行為年月日以及星期，第四行為鬧鐘，通過(guò)按鍵可實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)整，也可實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)和鬧鐘。符合設(shè)計(jì)要求。
圖9-1 實(shí)物仿真圖
程序：
#include《reg52.h》
{ uchar i，j; for（i=xms;i》0;i--）
for（j=110;j》0;j--）;
}
void warn（uchar xn）//“嘟”xn次函數(shù) { uint nn;
for（nn=0;nn《xn;nn++） { uint n;
for（n=2000;n》0;n--） { beep=1; delayms（1）; beep=0; delayms（2）;
}
for（n=1000;n》0;n--） { beep=1;
delayms（3）;
}
}
}
void warn3s（）//3s報(bào)警函數(shù) { uint n;
for（n=3000;n》0;n--） { beep=0; delayms（2）; beep=1; delayms（1）;
}
}
void write_com（uchar com）//12864寫指令函數(shù) { rs=0; rw=0; en=0; P2=com; delayms（5）; en=1; delayms（5）; en=0; }
void write_data（uchar date）//12864數(shù)據(jù)指令函數(shù) { rs=1; rw=0; en=0; P2=date; delayms（5）; en=1; delayms（5）; en=0;
}
{ X=0x88;
} if（X==3） { X=0x98; } pos=X+Y; write_com（pos）;
}
void write_sfm（int add，uint date）//時(shí)鐘數(shù)值函數(shù) { uchar shi，ge; shi=date/10; ge=date%10; lcd_pos（1，0+add）; write_data（0x30+shi）; write_data（0x30+ge）;
}
void write_sfm1（int add1，uint date1）//年月日數(shù)值函數(shù) { uchar shi，ge;
shi=date1/10;
void lcd_pos（uchar X，uchar Y）//12864顯示位置函數(shù) { uchar pos; if（X==0） { X=0x80; } if（X==1） { X=0x90; }
if（X==2）
{ X=0x88;
} if（X==3） { X=0x98; } pos=X+Y; write_com（pos）;
}
void write_sfm（int add，uint date）//時(shí)鐘數(shù)值函數(shù) { uchar shi，ge; shi=date/10; ge=date%10; lcd_pos（1，0+add）; write_data（0x30+shi）; write_data（0x30+ge）;
}
void write_sfm1（int add1，uint date1）//年月日數(shù)值函數(shù) { uchar shi，ge;
shi=date1/10;
ge=date1%10; lcd_pos（2，0+add1）; write_data（0x30+shi）; write_data（0x30+ge）;
}
void write_sfm2（int add2，uint date2）//鬧鐘數(shù)值函數(shù) { uchar shi，ge; shi=date2/10; ge=date2%10; lcd_pos（3，0+add2）; write_data（0x30+shi）; write_data（0x30+ge）;
}
{ TR0=0;
write_com（0x0f）; lcd_pos（3，2）;
}
}
if（kk==2） { lcd_pos（3，4）;
} if（kk==3） { lcd_pos（3，6）; } if（kk==4） { kk=0; TR0=1;
write_com（0x0c）;
}
}
if（k1==0）//調(diào)試按鍵操作 { delayms（5）;
if（k1==0）
void keyscan（）//按鍵掃描函數(shù) { if（k0==0）//鬧鐘按鍵操作 { delayms（5）; if（k0==0） { while（！k0）; kk++;
if（kk==1）
{ k++; while（！k1）; if（k==1） { TR0=0;
write_com（0x0f）; lcd_pos（1，4）;
}
} if（k==2） { lcd_pos（1，2）; } if（k==3） { lcd_pos（1，0）; } if（k==4） { lcd_pos（2，4）; } if（k==5） {
lcd_pos（2，2）;
} if（k==6） { lcd_pos（2，0）;
} if（k==7） { lcd_pos（2，7）; } if（k==8） { k=0;
write_com（0x0c）;
TR0=1;
}
}
if（k！=0） { if（k2==0）//“+1”按鍵操作 { delayms（5）; if（k2==0） { while（！k2）;
if（k==1）
{ miao++; if（miao==60）
miao=0;
write_sfm（4，miao）;
lcd_pos（1，4）; // write_sfm（4，miao）;
} if（k==2） { fen++; if（fen==60）
fen=0; write_sfm（2，fen）;
lcd_pos（1，2）; // write_sfm（2，fen）;
} if（k==3） { shi++; if（shi==24）
shi=0; write_sfm（0，shi）;
lcd_pos（1，0）; //
write_sfm（0，shi）;
} if（k==4） { ri++; if（ri==32）
ri=1;
write_sfm1（4，ri）;
lcd_pos（2，4）; // write_sfm1（4，ri）;
} if（k==5） { yue++; if（yue==13）
yue=1; write_sfm1（2，yue）;
lcd_pos（2，2）; // write_sfm1（2，yue）;
} if（k==6） { nian++; if（nian==50）
nian=0;
write_sfm1（0，nian）;
lcd_pos（2，0）; // write_sfm1（0，nian）;
}
if（k==7） { zhou++; if（zhou==8）
zhou=0;
write_sfm1（7，zhou）;
lcd_pos（2，7）; // write_sfm1（7，zhou）;
}
}
}
if（k3==0）//“-1按鍵操作” { delayms（5）; if（k3==0） { while（！k3）; if（k==1） { miao--; if（miao==-1）
miao=59;
write_sfm（4，miao）;
lcd_pos（1，4）; // write_sfm（4，miao）;
}
if（k==2） { fen--; if（fen==-1）
fen=59;
write_sfm（2，fen）;
lcd_pos（1，2）; // write_sfm（2，fen）;
} if（k==3） { shi--; if（shi==-1）
shi=23; write_sfm（0，shi）;
lcd_pos（1，0）; // write_sfm（0，shi）;
} if（k==4） {
ri--;
if（ri==-1）
ri=31;
write_sfm1（4，ri）;
lcd_pos（2，4）; // write_sfm1（4，ri）;
}
if（k==5） { yue--; if（yue==-1）
yue=12;
write_sfm1（2，yue）;
lcd_pos（2，2）; // write_sfm1（2，yue）;
} if（k==6） { nian--; if（nian==-1）
nian=50; write_sfm1（0，nian）;
lcd_pos（2，0）; // write_sfm1（0，nian）;
}
if（k==7）
{ zhou--; if（zhou==-1）
zhou=7;
write_sfm1（7，zhou）;
lcd_pos（2，7）; // write_sfm1（7，zhou）;
}
}
}
}
if（k==0） { if（k2==0） { delayms（5）; if（k2==0） { while（！k2）; if（kk==3） { miao0++; if（miao0==60）
miao0=0;
write_sfm2（6，miao0）;
lcd_pos（3，6）; // write_sfm2（6，miao0）;
}
if（kk==2） { fen0++; if（fen0==60）
fen0=0;
write_sfm2（4，fen0）;
lcd_pos（3，4）; // write_sfm2（4，fen0）;
} if（kk==1） { shi0++; if（shi0==24）
shi0=0; write_sfm2（2，shi0）;
lcd_pos（3，2）; // write_sfm2（2，shi0）;
}
}
}
if（k3==0）
{
delayms（5）; if（k3==0） { while（！k3）; if（kk==3） { miao0--; if（miao0==-1）
miao0=59;
write_sfm2（6，miao0）;
lcd_pos（3，6）; // write_sfm2（6，miao0）;
} if（kk==2） { fen0--; if（fen0==-1）
fen0=59; write_sfm2（4，fen0）;
lcd_pos（3，4）; // write_sfm2（4，fen0）;
} if（kk==1） {
shi0--;
if（shi0==-1）
shi0=23;
write_sfm2（2，shi0）;
lcd_pos（3，2）; // write_sfm2（2，shi0）;
}
}
}
}
}
void init（）//初始化函數(shù)（12864初始化，定時(shí)器初始化） { PSB=1;
write_com（0x30）; delayms（5）; write_com（0x0c）; delayms（5）; write_com（0x01）; delayms（5）;
TH0=（65535-50000）/256; TL0=（65535-50000）%256; TMOD=0x01; ET0=1;
EA=1;
TR0=1;
}
void main（）//主函數(shù) { uchar i; delayms（10）; init（）;
lcd_pos（0，2）;//第一排顯示 i=0;
while（dis1［i］！=‘