Proteus-51单片机-LCD1602液晶显示DS1302实时时钟

LCD1602液晶显示DS1302实时时钟

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一、Proteus仿真演示

二、代码特点

三、开发环境介绍

本实验代码基于Keil C51，仿真软件：Protues_8.9

四、主要元件介绍

1、单片机：AT89C51或STC89C51

2、实时时钟芯片：DS1302

1）DS1302介绍

它是DALLAS(达拉斯)公司出的一款涓流充电时钟芯片，2001年DALLAS被MAXIM(美信)收购，因此我们看到的DS1302的数据手册既有DALLAS的标志，又有MAXIM的标志；
它的主要性能指标如下：
（1）DS1302是一个实时时钟芯片，可以提供秒、分、小时、日期、月、年等信息，并且还有闰年自动调整的能力，可以通过配置AM/PM来决定采用24小时格式还是12小时格式。
（2）拥有31字节数据存储RAM。
（3）串行I/O通信方式，相对并行来说比较节省IO口的使用。
（4）DS1302的工作电压比较宽，大概是2.0V~5.5V都可以正常工作。采用双电源供电，当主电源比备用电源高0.2V时，由主电源供电，否则采用备用电源，一般是一个纽扣电池。
（5）DS1302这种时钟芯片功耗一般都很低，它在工作电压2.0V的时候，工作电流小于300nA。
（6）DS1302共有8个引脚，有两种封装形式，一种是DIP-8封装，芯片宽度(不含引脚)是300mil，一种是SOP-8封装，有两种宽度，一种是150mil，一种是208mil。

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2）引脚定义

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3）外围电路

一般与单片机IO口相连时要加上拉电阻，提高 IO 口的驱动能力，这样信号比较稳定，计时也比较准确。

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4）分析时序图

这是单字节写入的时序图，可见，先拉高使能端，进行使能选择，然后在时钟上升沿写入一个字节。

DS1302在进行读写操作时最少读写两个字节，第一个是控制字节，就是一个命令，说明是读还是写操作，第二个时需要读写的数据。

对于单字节写，只有在SCLK为低电平时才能将 CE 置高电平，所以刚开始将SCLK 置低，CE置高，然后把需要写入的字节送入 IO口，然后跳变SCLK，在SCLK下降沿时，写入数据。

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3、LCD1602

Proteus里，LCD1602就是LM016L，除了没有背光灯电源外用法一致。

1）LCD1602概述

字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式 LCD，目前常用 16*1、16*2、20*2 与40*2 行等的模块。硬件如图：

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2）1602LCD 主要技术参数
显示容量:16×2 个字符
芯片工作电压:4.5～5.5V
工作电流:2.0mA(5.0V)
模块最佳工作电压:5.0V

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3）引脚定义

PIN1：VSS 为地电源。
PIN2：VDD 接 5V 正电源。
PIN3：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。
PIN4：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。
PIN5：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。
PIN6：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。
PIN7～PIN14：D0～D7 为 8 位双向数据线。
PIN15：背光源正极。
PIN16：背光源负极。

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4）指令集

LCD1602 液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。(说明：1为高电平、0为低电平)

指令1：清显示，指令码 01H,光标复位到地址 00H 位置。

指令 2：光标复位，光标返回到地址 00H。

指令 3：光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。

指令 4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。
指令 5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。
指令 6：功能设置命令 DL：高电平时为 4 位总线，低电平时为 8 位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F: 低电平时显示 5x7 的点阵字符，高电平时显示 5x10 的点阵字符。
指令 7：字符发生器 RAM 地址设置。
指令 8：DDRAM 地址设置。
指令 9：读忙信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。
指令10：写数据。
指令11：读数据。

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5）如何显示

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，下图是 LCD1602 的内部显示地址。

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)+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。

1602LCD 的一般初始化(复位)过程：
延时 15mS
写指令 38H(不检测忙信号)
延时 5mS
写指令 38H(不检测忙信号)
延时 5mS
写指令 38H(不检测忙信号)

以后每次写指令、读/写数据操作均需要检测忙信号
写指令 38H：显示模式设置
写指令 08H：显示关闭
写指令 01H：显示清屏
写指令 06H：显示光标移动设置
写指令 0CH：显示开及光标设置

五、原代码

/******************************************************** 
程序名：main.C
版  本：Ver1.0
芯  片：AT89C51
晶  体：片外12MHz
编  程: liht1634@163.com
日  期：2023-7-3
描	 述：本实例通过LCD1602液晶显示DS1302实时时钟
C编译器:Keil C51 V9.54
注意事项:
重要事项:
						
********************************************************/
#include
#include
#include

#define uint  unsigned int
#define uchar unsigned char

/***************************************************************************/
//LCD
sbit LCDRS=P2^0; //LCD数据/命令选择端
sbit LCDRW=P2^1;
sbit LCDEN=P2^2; //LCD使能新号端
//DS1302
sbit IO=P1^0; //1302数据线
sbit SCLK=P1^1; //1302时钟线
sbit RST=P1^2; //复位

uint num=0;
//uchar *week[]={"SUN","***","MON","TUS","WEN","THU","FRI","SAT"};
uchar Date[]={"Date: 2000-00-00 "};
uchar Time[]={"Time: *00:00-00* "};
uchar date_time[7]; //从ds1302读取的当前日期时间

/***************************************************************************/
//延时
void delay(uint z)
{
	uint x,y;
	for(x=z;x>0;x--)
		for(y=110;y>0;y--);
}
//向1302写数据
void write_ds1302(uchar dat)
{
	uchar i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		IO=dat & 0x01; //保持最后一位为1，读状态
		SCLK=1;
		delay(1);
		SCLK=0;
		dat >>= 1;
	}
}
//*********从1302读数据*********
uchar read_ds1302()
{
	uchar i,b=0x00;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		b |= _crol_((uchar)IO,i);
		SCLK=1;
		delay(1);
		SCLK=0;
	}
	return b/16*10+b%16; //与BCD码转换
}
//*********从指定位置读数据********
uchar read_data(uchar addr)
{
	uchar dat;
	RST=0;
	SCLK=0;
	RST=1;
	write_ds1302(addr);
	dat=read_ds1302();
	SCLK=1;
	RST=0;
	return dat;
}
//*********读取当前日期时间*********
void read_date_time()
{
	uchar i,addr=0x81;
	for(i=0;i<7;i++)
	{
		date_time[i]=read_data(addr);
		addr+=2;
	}
}
//LCD写指令
void lcd_write_com(uchar com)
{
	LCDRS=0; //RS为0时，写指令，RS为1时，写数据
	P0=com;
	delay(5);
	LCDEN=1;
	delay(5);
	LCDEN=0;
}
//LCD写数据
void lcd_write_data(uchar dat)
{
	LCDRS=1;
	P0=dat;
	delay(5);
	LCDEN=1;
	delay(5);
	LCDEN=0;
}
//LCD初始化
void Lcd_init()
{
	LCDEN=0;
	lcd_write_com(0x38); //LCD显示模式设置
	lcd_write_com(0x0c); //LCD显示开/关及光标设置
	lcd_write_com(0x06); //当写一个字符后地址指针加1，且光标加1
	lcd_write_com(0x01); //显示清屏
}
//设置液晶显示位置
void set_lcd_pos(uchar p)
{
	lcd_write_com(p | 0x80);
}
//液晶显示程序
void lcd_print(uchar p,uchar *s)
{
	set_lcd_pos(p);
	for(num=0;num<16;num++)
	{
		lcd_write_data(s[num]);
		delay(10);
	}
}
//日期时间转换
void format_datetime(uchar d,uchar *p)
{
	p[0]=d/10+'0';
	p[1]=d%10+'0';
}

/***************************************************************************/
//主程序
void main()
{
	LCDRW=0;
	Lcd_init(); //LCD初始化
	
	while(1)
	{
		read_date_time();
		format_datetime(date_time[6],Date+8); //年月日
		format_datetime(date_time[4],Date+11);
		format_datetime(date_time[3],Date+14);
//		strcpy(Date+13,week[date_time[5]]);
		format_datetime(date_time[2],Time+7); //时间转换
		format_datetime(date_time[1],Time+10);
		format_datetime(date_time[0],Time+13);
		lcd_print(0x00,Date);
		lcd_print(0x40,Time);
	}
}
/***************************************************************************/

六、实例文件下载

链接：https://pan.baidu.com/s/1HrEgRBdajNhLlaemArarxA
提取码：2m8s