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利用矩阵键盘控制51单片机LCD12864显示的数字时钟

矩阵键盘

4星 · 超过85%的资源需积分: 42 65 下载量 183 浏览量 2015-08-13 16:04:40 上传评论 15 收藏 1.54MB DOCX 举报

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35页

利用51单片机内部定时器定时，产生时钟信号，矩阵键盘控制功能切换，LCD12864显示的数字时钟

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基于 51 单片机的数字时钟

摘要：

本作品设计实现了一个矩阵键盘控制多功能万年历数字时钟。作品采用矩

阵键盘实现了按键控制数字时钟等诸多功能；采用 LCD12864 液晶显示现了数

字时钟的可视化；利用矩阵键盘，在作品中实现按键控制调时并且切换文字图

像页面，改善了原有设计功能受到独立按键个数的限制的缺陷；在万年历数字

时钟设计中，通过单片机内部定时计时调试等，达到了减少操作调试时自动加

数的功能设计。最后，实测表明，作品在测试中达到了计时较为精准且能自动

调时的功能。

正文

一、方案论证

1．方案分析

1）方案一：51 单片机+DS1302+LCD1602 液晶屏+独立按键

这种方法采用实时时钟芯片与 1602 设计的万年历时钟。DS1302 是美国

DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗、带 RAM 的实时时钟电路，它可以

对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能。采用三线接口

与 CPU 进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或

RAM 数据。DS1302 内部有一个 31×8 的用于临时性存放数据的 RAM 寄存器，

同时具有主电源/后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充

电的能力。该方案虽然数字钟功能强大，且计时精准，但是增加了外接电路，

增加成本；且独立按键个数与端口一一对应，浪费端口资源，按键功能有限。

2）方案二：51 单片机+数码管

数码管能直观的以数字的形式表现出来，但是 8 个数码管并不能同时显示

年月日，时-分-秒，数码管显示虽然简洁方便，但是功能有限，不能实现显示

文字、图片等功能。

3）方案三： 51 单片机+LCD12864 液晶屏+矩阵键盘

带中文字库的 128X64 内部含中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分

辨率为 128×64, 内置 8192 个 16*16 点汉字，和 128 个 16*8 点 ASCII 字符集.利

用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图

形界面。可以显示 8×4 行 16×16 点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗

是其又一显著特点。矩阵键盘同独立键盘相比，同样使用 8 个 I/O 口，独立按

键只能设置八个，矩阵键盘却可以设置 16 个。该设计使用单片机内部时钟定时，

虽然功能上不即使用时钟芯片的设计，但是也能充分利用单片机内部资源完成

计时工作。

2．总体方案设计

由以上三种方案进行比较，我们选择方案三来设计数字时钟。本次设计

STC89C52RC 为主控芯片，矩阵键盘控制选择功能，LCD12864 液晶屏为图形

人际交互界面，显示时钟、图片、文字等。使用单片机内部定时器完成计时功

能，定时器 0 设定秒计时，定时器 1 设定用来调试时自动加一计数。矩阵键盘

实现多种功能切换选择。单片机 STC89C52RC 作为核心控制芯片，完成时分秒、

年月日的计算，分辨键盘按键并控制 LCD12864 的显示。具体结构如图 1.1 所示：

图 1.1

二、理论分析和计算

1．某些方法的分析

本设计选用使用的是内部定时器计时，所以就要考虑到晶振的震动频率，

11.0592MHz 的晶振加 22pf 的瓷片电容，在定时器中设置初值 N，使其在经过

多次循环后能够准确的计数 1s，假定一次循环周期为 5ms，循环 20 次产生一次

中断，时间秒计数一次，秒数每计数 60 次，分计数一次依此类推，直至年计数。

调试程序也是利用定时器产生中断的方式来计数调试。矩阵键盘按键扫描程序，

先对将将第一行线置低电平，其余行线全部为高电平，计取 P2 口当前状态，赋

值给变量 temp，将 temp 与 0xf0 进行与运算，判断其高四位是否有 0 从而判断

是否有按键按下，依次类推，可判断 16 个按键。

2．某些指标的计算

选用 11.0592MHz 的晶振，机器周期就是，使

用定时器高八位 TH0、第八位 TL0，共 16 位计数器装载 256 个数，由公式

可得，N=46080；给定时器赋初值 46080，循环 20 次就

是 1s。

三、硬件电路设计

如下图 2.1 所示：本次设计采用的是 STC89C52RC 做为核心主控芯片，P0 口外

接 10KΏ 的排阻。XTAL1 和 XTAL2 接 11.0592MHz 晶振和 22pf 的电容，构成

时钟震荡电路，RST 外接一个电路复位开关。矩阵键盘接在 P2 口。

图 2.1

如图 2.2 所示，VO 口接一个电位器，用来控制屏幕亮度，片选 CS 接单片

机的 P3^6 口，读写端接 P3^4 口，使能端接 P3^3 口，串并选择端接 P3^7 口，

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travelling_merch

2022-11-04

就算键盘控制也要单片机，真的很好用。

谁曾见过风-

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