北邮小学期单片机实验.doc

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小学期单片机实验
题目：基于单片机m16的音乐多功能
数字时钟
学 院 ： 通信与信息工程学院
专 业： 通信工程
2011年09月29日1部分 设计概要
设计目的
（1）熟悉单片机各个端口，各种芯片的管脚以及逻辑功能。
（2）掌握各种器材的逻辑功能及使用方法，如实验中所用到的Amega16，4*4键盘，喇叭。
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（3）学会对一个复杂的设计模块化，通过对若干小问题的求解，达到整个程序的实现。
（4）学会用ICCAVR，AVR Studio进行软件仿真，测试程序。
（5）该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理，设计简单的计时器系统，拥有正确的计时、暂停、清零，并同时可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现实意义
设计思路
该设计方案是以ATmega16为核心，采用LCD1602液晶屏幕显示系统，辅以时钟调整模块，闹钟模块，键盘时间调整预设置等模块，所构建的数字时钟系统，能动态显示实时时钟的时、分、秒以及闹钟时间设置。同时用一喇叭来进行定时提醒和播放铃音，这样通过四个模块：按键、芯片、喇叭、液晶屏显示即可满足设计要求。
设计方案
（1）时间模块：
采用C语言程序设计，使单片机控制液晶屏显示时、分、秒，当秒计数计满60时就向分进位，分计满60后向时进位，小时按“23翻0”规律计数。
时间显示有24小时模式和12小时模式，24小时制按小时按“23翻0”规律计数，12小时制按“11翻0”规律计数。，均有AM，PM标志提醒。
（2）LCD显示模块
使用液晶屏显示时间，年月日显示格式为00—00—00，时间显示格式为 00：00：00，星期以数字显示出来。
（3）校时模块：
可以分别对时，分，秒进行单独校时，使其校正到标准时间。
（4）多闹钟模块：
计时过程具有报时和闹铃功能，当时间到达整点进行蜂鸣报时，达到闹钟调定时间播放调定闹钟对应音乐，闹铃音乐可在任意时候强行停止。
（5）灯光模块：
有外接小灯，会跟着音乐节拍闪烁。
（6）通过控制4*4键盘，达到对时间调整，闹钟设置，音乐选择等功能，并同时在液晶屏上显示。

第2部分 硬件电路的设计
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Amega16
1602液晶屏
喇叭
4*4键盘
Led 灯
蜂鸣器
整点报时
闹铃

Amega16
ATmega16 有如下特点:16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力，即RWW)，512 字节EEPROM，1K 字节SRAM，32 个通用I/O 口线，32 个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG 接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/ 计数器(T/C)。

LCD1602
1602原理：
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LCD液晶显示模块采用LCD1602型号，1602液晶屏是一种用5x7点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字，2行16个字，2行20个字等等，常用的为2行16个字。
如表所示，整个液晶屏采用标准的16脚接口，其中VSS为电源地，VDD接5V正电源，V0为液晶显示屏对比度调整端，直接节电源正极时对比度最弱，姐弟时对比度最高。RS为寄存器选择端，高电平时选择数据寄存器，低电平是选择指令寄存器。RW为读写信号线，高电平是进行读操作，低电平是进行写操作。当RS,RW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，RW为高电平时可以读忙信号。当RS为高电平，RW为低电平时可以写入数据。E端为使能端，当E端由低电平跳变成高电平时，液晶屏执行命令。D0-D7为8位双向数据线。
编号
符号
引脚说明
接口
编号
符号
引脚说明
接口
1
VSS
电源地
Ground
9
D2
数据I/O
PB2
2
VDD
电源正极
VCC
10
D3
数据I/O
PB3
3
V0
液晶显示偏压
Ground
11
D4
数据I/O
PB4
4
RS
数据/命令选择端
PD1
12
D5
数据I/O
PB5
5
RW
读写数据端
PD2
13
D6
数据I/O
PB6
6
E
使能信号
PD3
14
D7
数据I/O
PB7
7
D0
数据I/O
PB0
15
BLA
背光源正极
VCC
8
D1
数据I/O
PB1
16
BLK
背光源负极
Ground
电路图如下：
4X4键盘
键盘