LCD1602 电子时钟(时间日期温度显示)
2024-06-21 11:17:11
写在前面
这个工程大致综合了前段时间学习到的大多数内容，用状态机实现的按键检测、LCD1602的读写、ds18b20的读写、LCD1602的自编字符，还有最基础的定时器启停。
功能为:时间显示、日期显示、星期显示、温度显示及调节
代码如下:
/**************************************************************************************
* LCD1602电子时钟 *
实现现象：下载程序后,LCD屏上第一行会显示出日期,第二行显示时间和当前温度。按下K1,进入时间调节模式,按下K2让光标往左移,按下K3让光标处的数字增1,按下K4让光标处的数字减1
注意事项：
***************************************************************************************/
//--头文件声明,数据类型声明--//
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
typedef unsigned char uint8;
typedef unsigned int uint16;#define key P3
#define no_key 0xff //无按键按下
#define key_state0 0 //状态定义
#define key_state1 1
#define key_state2 2
//---------端口声明---------//
sbit lcden = P2^7;
sbit lcdrs = P2^6;
sbit lcdrw = P3^6;sbit key1 = P3^2;
sbit key2 = P3^3;
sbit key3 = P3^4;
sbit key4 = P3^5;sbit dq = P3^7; //DS18B20数据线
//---------函数声明---------//
void lcd_init(); //LCD屏幕初始化
void wcom(); //LCD写命令
void wdat(); //LCD写数据
void display(); //显示函数
void timeshow(); //时间显示
void dateshow(); //日期显示
void weekshow(); //星期显示
void keyscan(); //按键扫描
void key_disposal(); //键值处理
void day_jud(); //日期处理
void ds18b20_init(); //18B20模块初始化
uint8 byte_read(); //读去18B20一个字节
void byte_write(); //写入18B20一个字节
void temp_read(); //温度读取函数
void temp_display(uint8 position,uint16 tvalue1); //温度显示函数
//---------变量定义---------//
uint8 time_1s,time_500ms;
uint8 second,minute = 59,hour = 23;
uint8 day = 1,month = 1,week = 1; //设定初始
uint16 year = 2019,tvalue;
//uint8 temp;
uint8 cursor; //要调节的位置
uint8 key_value;
bit f_twinkle,f_mode,f_pressing,f_set;uint8 code table1[]={0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00}; //字符℃//---------长延时---------//
void delay(uint16 k){uint16 i,j;for(i=k;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);
}//---------短延时---------//
void delayus(uint8 time_1us){while(time_1us--);
}//---------定时器初始化---------//
void timer_init(){EA = 0;TR0 = 0;TMOD = 0x01;TH0 = 0x4C; //50msTL0 = 0x00;ET0 = 1; //允许Timer0中断ET1 = 1;EA = 1;TR0 = 1;
}//---------Timer0中断服务函数---------//
void isr_timer0 () interrupt 1 using 0 {TH0 = 0x4C; //50msTL0 = 0x00;keyscan();if(++time_500ms >= 10){time_500ms = 0;f_twinkle = ~f_twinkle;}if(!f_set){if(++time_1s >= 20){time_1s = 0;second++;}}
}void ds18b20_init(){ //ds18b20初始化dq = 1; _nop_();dq = 0;delayus(75);dq = 1;delayus(20);dq = 1;_nop_();
}void wcom(uint8 com){ //LCD1602写命令lcdrw = 0;lcdrs = 0;P0 = com;lcden = 1;delay(5);lcden = 0;
}void wdat(uint8 dat){ //LCD1602写数据lcdrw = 0;lcdrs = 1;P0 = dat;lcden = 1;delay(5);lcden = 0;
}void lcd_init(){ //LCD初始化wcom(0x38);wcom(0x01);wcom(0x06);wcom(0x0c);wcom(0x86);wdat(0x2d); //"-"wcom(0x89);wdat(0x2d); //"-"wcom(0x80+0x40+0x04);wdat(0x3a); //":"wcom(0x80+0x40+0x07);wdat(0x3a); //":"
}void timeshow(uint8 position,uint8 time){ //时间显示,position为显示位置uint8 i,j;i = time/10; //shiweij = time%10; //geweiwcom(0x80+0x40+position);wdat(0x30+i); //shiweiwdat(0x30+j); //gewei
}void dateshow(uint8 position,uint8 date1){ //日期显示(月、日)uint8 i,j;i = date1/10; //shiweij = date1%10; //geweiwcom(0x80+position);wdat(0x30+i); //shiweiwdat(0x30+j); //gewei
}void yearshow(uint8 position,uint16 year1){ //年份显示uint8 i,j,m,n;i = year1/1000; //qianweij = year1/100%10; //baiweim = year1/10%10;n = year1%10;wcom(0x80+position);wdat(0x30+i); //qianweiwdat(0x30+j); //baiweiwdat(0x30+m); //shiweiwdat(0x30+n); //gewei
}void weekshow(uint8 position,uint8 week1){ //星期显示wcom(0x80+position);switch(week1){case 1:wdat(0x4d);wdat(0x4f);wdat(0x4e);break;case 2:wdat(0x54);wdat(0x55);wdat(0x45);break;case 3:wdat(0x57);wdat(0x45);wdat(0x44);break;case 4:wdat(0x54);wdat(0x48);wdat(0x55);break;case 5:wdat(0x46);wdat(0x52);wdat(0x49);break;case 6:wdat(0x53);wdat(0x41);wdat(0x54);break;case 7:wdat(0x53);wdat(0x55);wdat(0x4e);break;default:break;}
}void day_jud(){ //日期处理(秒、分、时、日、月进位)if(second > 59){second = 0;if(++minute > 59){minute = 0;if(++hour > 23){hour = 0;if(++week >= 8) week = 1;day++;}}}if(minute > 59){minute = 0;if(++hour > 23){hour = 0;if(++week > 7) week = 1;day++;}}if(hour > 23){hour = 0;if(++week > 7) week = 1;day++;}if(day > 31 && (month == 1 || month == 3 || month == 5 || month == 7 || month == 8 || month == 10 || month == 12)){day = 1;month++;if(month >= 12){month = 1;year++;}}else if(day > 30 && (month == 4 || month == 6 || month == 9 || month == 11)){day = 1;month++;}else if(day > 29 && month == 2 && ((year%4 == 0 && year%100 != 0) || year%400 == 0)){day = 1;month++;}else if(day > 28 && month == 2){day = 1;month++;}
}void display(){ //显示函数if(!f_mode){ //时间显示模式yearshow(2,year);dateshow(7,month);dateshow(0x0a,day);weekshow(0x0d,week);timeshow(2,hour);timeshow(5,minute);timeshow(0x08,second);temp_read(); //读取温度temp_display(0x0b,tvalue); //温度显示}else{ //时间调节模式wcom(0x80+0x40+0x0d);wdat(0x53); //"S"wdat(0x45); //"E"wdat(0x54); //"T"if(f_twinkle && !f_pressing){ //闪烁标志位,0.5秒取反一次,为1则相应位置显示空白if(cursor == 0) { //按压标志位,按键按下时为1,不闪烁wcom(0x82); //要显示空白的位置wdat(0x20); //4位空白(实现闪烁效果)wdat(0x20);wdat(0x20);wdat(0x20);}if(cursor == 1) {wcom(0x87); //要显示空白的位置wdat(0x20); //2位空白wdat(0x20);}if(cursor == 2) {wcom(0x8a);wdat(0x20);wdat(0x20);}if(cursor == 3) {wcom(0x8d);wdat(0x20);wdat(0x20);wdat(0x20);}if(cursor == 4) {wcom(0x80+0x42);wdat(0x20);wdat(0x20);}if(cursor == 5) {wcom(0x80+0x45);wdat(0x20);wdat(0x20);}if(cursor == 6) {wcom(0x80+0x48);wdat(0x20);wdat(0x20);}}else { //正常显示yearshow(2,year);dateshow(7,month);dateshow(0x0a,day);weekshow(0x0d,week);timeshow(2,hour);timeshow(5,minute);timeshow(0x08,second);}}
}void keyscan(){ //按键扫描static uint8 key_state;switch(key_state){case key_state0: //未按下if(!key1 || !key2 || !key3 || !key4){key_state = key_state1;}break;case key_state1: //有键按下f_pressing = 1;if(!key1){f_set = ~f_set; //秒走时停止f_mode = ~f_mode; //模式切换key_value = 1;key_state = key_state2;}else if(!key2){key_value = 2;key_state = key_state2;}else if(!key3){key_value = 3;key_state = key_state2;}else if(!key4){key_value = 4;key_state = key_state2;}else{key_state = key_state0;f_pressing = 0; //如果不清零,假如按键是无效按下,调节模式时就会停止闪烁}break;case key_state2: //松开按键if(key1 && key2 && key3 && key4){f_pressing = 0;key_state = key_state0;}break;}
}void key_disposal(){ //键值处理if(!f_pressing){ //松开按键才处理if(key_value == 1){key_value = 0;cursor = 0; //光标位置清零lcd_init(); //清屏}else if(key_value == 2){key_value = 0;cursor++; //光标+(光标即闪烁的位置,实际上LCD上并无光标)if(cursor > 6){cursor = 0;}}else if((key_value == 3) && f_mode){ //光标所处位置值+key_value = 0;if(cursor == 0){year++;}else if (cursor == 1){if(++month > 12) month = 1;}else if(cursor == 2){if(++day > 31) day = 1;}else if(cursor == 3){if(++week > 7) week = 1;}else if(cursor == 4){if(++hour > 23) hour = 0;}else if(cursor == 5){if(++minute > 59) minute = 0;}else if(cursor == 6){if(++second > 59) second = 0;}}else if((key_value == 4) && f_mode){ //光标所处位置值-key_value = 0;if(cursor == 0 && year > 0){year--;}else if (cursor == 1 && month > 1){month--;}else if(cursor == 2 && day > 1){day--;}else if(cursor == 3 && week > 1){week--;}else if(cursor == 4 && hour > 0){hour--;}else if(cursor == 5 && minute > 0){minute--;}else if(cursor == 6 && second > 0){second--;}}}
}uint8 byte_read(){ //ds18b20 读字节uint8 i,j,dat;for(i = 0; i < 8 ; i++){dq = 0;_nop_();dq = 1;_nop_();j = dq;delayus(10);dq = 1;_nop_();dat = (j << 7 | dat >> 1);}return(dat);
}void byte_write(uint8 data1){ //ds18b20 写字节uint8 i;for(i = 0; i < 8 ; i++){dq = 0;_nop_();dq = data1&0x01;delayus(10);dq = 1;_nop_();data1 >>= 1;}
}void temp_read(){ //读温度float data1;uint8 i,j;ds18b20_init();byte_write(0xcc); //向DS18B20发跳过读ROM命令byte_write(0x44); //启动DS18B20进行温度转换命令，转换结果存入内部RAMdelayus(80);ds18b20_init();byte_write(0xcc); //向DS18B20发跳过读ROM命令byte_write(0xbe); //读取温度寄存器等（共可读9个寄存器） 前两个就是温度delayus(80);i = byte_read(); //内部RAM 低位j = byte_read(); //内部RAM 高位data1 = (j*256 + i) * 6.25; //取出温度值tvalue = (uint16)data1; //强制转换
}void temp_display(uint8 position,uint16 tvalue1){ //温度显示uint8 i,j,m;i = tvalue1/1000;j = tvalue1%1000/100;m = tvalue1%100/10; //取出十位 个位 十分位wcom(0x80 + 0x40 + position);wdat(0x30 + i);wdat(0x30 + j);wdat(0x2e); //"."wdat(0x30 + m);wdat(0x00); //自编字符
}void main(){uint8 i;wcom(0x40);for(i = 0; i < 8 ; i++){wdat(table1[i]); //写入自编字符}timer_init();lcd_init();while(1){// if(++temp > 2){// temp = 0;// }// switch(temp){// case 0:day_jud();break;// case 1:key_disposal();break;// case 2:display();break;// }day_jud();key_disposal();display();}
}显示的效果如下:
开发板的电路图如下，读者可以使用proteus搭建类似环境试验(仿真大概率温度传感器有问题)，建议还是找个类似的开发板，把端口对应上，一个个功能逐个实现再整合再一起，上来就全复制，不仅不利于自己的消化学习，出了问题还不知道应该从哪着手去调试。
这个电子时钟在调节时间日期的模式时，我一直想要做一个光标在要调节的参数底下闪烁的效果，但是由于LCD1602开光标的命令我打开之后，就算给光标设定了位置，光标还是会满屏跑，无法实现，是目前比较遗憾的。想了下如果把显示空白那部分改为让LCD每个大格的最下面一行的小格子亮，也能实现一个伪光标的效果。
uint8 code table2[]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xff}; //字符__ 用来实现伪光标效果//主函数中添加wcom(0x48); //声明自编字符第一行的位置for(i = 0; i < 8 ; i++){wdat(table2[i]); //写入自编字符} //连续写入数据时，应该是先写入第一行的八位，在写入第二行的八位。//类似wcom(0x48);wdat(table2[0]);wcom(0x49);wdat(table2[1]);//只不过这个wcom(0x49)应该会在写完第一个八位数据即wdat(table2[0])后,//在写第二个八位数据时就自动匹配好了,不需要程序员再写出。//把display()函数中闪烁部分的wdat(0x20)替换为wdat(0x01);即可实现一个伪光标效果，不过这个光标的闪烁跟数字的闪烁是互补的,
//数字闪的时候光标常亮,光标闪的时候数字常亮。忘记实物是怎么样的逻辑了，暂时就先这样凑合吧。
void display(){ //显示函数if(!f_mode){ //时间显示模式yearshow(2,year);dateshow(7,month);dateshow(0x0a,day);weekshow(0x0d,week);timeshow(2,hour);timeshow(5,minute);timeshow(0x08,second);temp_read(); //读取温度temp_display(0x0b,tvalue); //温度显示}else{ //时间调节模式wcom(0x80+0x40+0x0d);wdat(0x53); //"S"wdat(0x45); //"E"wdat(0x54); //"T"if(f_twinkle && !f_pressing){ //闪烁标志位,0.4秒取反一次,为1则相应位置显示空白if(cursor == 0) { //按压标志位,按键按下时为1,不闪烁wcom(0x82); //要显示空白的位置wdat(0x01); //4位最下面一行亮,类似光标,伪光标wdat(0x01);wdat(0x01);wdat(0x01);}if(cursor == 1) {wcom(0x87); //要显示空白的位置wdat(0x01); //2位空白(实现闪烁效果)wdat(0x01);}if(cursor == 2) {wcom(0x8a);wdat(0x01);wdat(0x01);}if(cursor == 3) {wcom(0x8d);wdat(0x01);wdat(0x01);wdat(0x01);}if(cursor == 4) {wcom(0x80+0x42);wdat(0x01);wdat(0x01);}if(cursor == 5) {wcom(0x80+0x45);wdat(0x01);wdat(0x01);}if(cursor == 6) {wcom(0x80+0x48);wdat(0x01);wdat(0x01);}}else { //正常显示yearshow(2,year);dateshow(7,month);dateshow(0x0a,day);weekshow(0x0d,week);timeshow(2,hour);timeshow(5,minute);timeshow(0x08,second);}}
}
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