多功能计时器的设计.doc

一．设计要求： 任务 设计并制作一个可以完成足球、篮球比赛及其他用处途的多用计时装置。 设计要求 基本要求 LED数码管显示计时结果； 适用于足球、篮球各种倒计时要求； 根据比赛要求设置相应的按键； 电源由外部提供，+5V； 计时时间到报警。 2)发挥要求 ① 改用LCD显示； 增加其他计时功能； 由6V电池供电（稳压电源提供）； 时间到乐曲报警； 整体电路效率60%； 计时精度1s/h。 二．系统实现： 本系统由软件与硬件仿真电路两部分组成，通过keil与protues联调实现足球、篮球计时的各种要求。系统由LCD1602显示，七个按键控制开始暂停选择等功能。 2.1硬件仿真电路图 2.2系统设计程序总流程图 开始 初始化 篮球赛？ 足球赛？ 篮球赛计时界面 开始？ Y 功能选择界面 HOU=1? LCD显示上半场 LCD显示下半场 开始？ 计时并显示 计时并显示 N Y Y 24秒复位？ EXT=24 暂停？ 开始？ 24秒复位？ EXT=24 时间到？ HOU+1 时间到？ HOU+1 暂停 开始？ 暂停 开始？ Y Y Y Y 暂停？ 开始？ Y Y Y Y Y Y Y Y N N N N N N N N N N N N N N 三．主要硬件部分设计与选型 3.1 LCD1602显示器 为了获得更好的效果本设计并没有采用常见的LED，而是采用了型号为LM016L的 LCD。LCD有LED数码显示更好的更的直观效果，也更加经久耐用。液晶显示模块体积小功耗低、显示内容丰富，现在字符型液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件之一了。本LCD是2行16列液晶 可显示2行16列英文字符，有8位数据总线D0-D7，RS，R/W，EN三个控制端口（共14线），工作电压为5V。没背光，和常用的1602B功能和引脚一样（除了调背光的二个线脚）. 该模块也可以只用D4-D7作为四位数据分两次传送。这样的话可以节省MCU的I/O口资源。 引脚说明： VDD：电源正极，4.5－5.5V，通常使用5V电压。 VL：LCD对比度调节端，电压调节范围为0－5V。接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，但对比度过高时会产生“鬼影”，因此通常使用一个10K的电位器来调整对比度，或者直接串接一个电阻到地。 RS：MCU写入数据或者指令选择端。MCU要写入指令时，使RS为低电平；MCU要写入数据时，使RS为高电平。 R/W：读写控制端。R/W为高电平时，读取数据；R/W为低电平时，写入数据。 E：LCD模块使能信号控制端。写数据时，需要下降沿触发模块。 D0－D7：8位数据总线，三态双向。如果MCU的I/O口资源紧张的话，该模块也可以只使用4位数据线D4－D7接口传送数据。BLA： LED背光正极。需要背光时，BLA串接一个限流电阻接VDD，BLK接地，实测该模块的背光电流为50mA左右。 BLK： LED背光地端。 1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表3.2所示： 序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符发生存贮器地址0001字符发生存贮器地址8置数据存贮器地址001显示数据存贮器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址10写数到CGRAM或DDRAM）10要写的数据内容11从CGRAM或DDRAM读数11读出的数据内容表3.2：控制命令表 1602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