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51單片機初學實踐：用DS1302模塊和1.44寸TFT顯示屏（ST7735）實現電子鐘

  [復制鏈接]
ID:759974 發表于 2020-7-26 16:23 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
這周在上次實現的電子鐘（51單片機初學實踐：用DS1302模塊和LCD1602顯示屏實現電子鐘）的基礎上作了以下2點改進：1、將LCD1602屏幕更換為1.44寸 TFT顯示屏
主要考慮是TFT顯示屏可以使用不同字體和顏色，更方便定制顯示界面

2、將STC89C52RC單片機更換為STC12C5A60S2單片機
首先是空間更大，STC12C5A60S2單片機（60K bytes flash ROM, 1280 bytes data RAM），STC89C52RC單片機（8K bytes flash ROM, 512 bytes data RAM）

其次STC12C5A60S2單片機有單獨的SPI接口（P1.5 MOSI 和 P1.6 MISO），可以更好地驅動TFT顯示屏
STC12C5A60S2單片機有10位ADC（P1.0 - P1.7），可以采集光敏電阻電壓，自動調整TFT顯示屏背光亮度
STC12C5A60S2單片機有專用PWM輸出（P1.3 和 P1.4，可以很方便地調整TFT顯示屏背光亮度

TFT顯示屏效果：
從上到下依次為：年月日 星期幾 時分秒 氣溫 光敏電阻電壓
51hei圖片_20200726151412.jpg


串口打印效果：
Annotation 2020-07-26 002733.png


實物接線效果：

51hei圖片_20200726151404.jpg


在實踐過程中，有以下心得：

1、STC12C5A60S2單片機有專用的串口定時器，更方便設置波特率
  1. /* 串口配置函數，通信波特率 9600 */
  2. void UART1_Config()
  3. {
  4.         PCON &= 0x7F;        //波特率不倍速
  5.         SCON  = 0x50;        //配置串口為模式1，允許發送和接收
  6.         //9600bps@11.0592MHz
  7.         BRT = 0xDC;                //設定獨立波特率發生器重裝值
  8.         AUXR |= 0x04;        //獨立波特率發生器時鐘為Fosc,即1T
  9.         AUXR |= 0x01;        //串口1選擇獨立波特率發生器為波特率發生器
  10.         AUXR |= 0x10;        //啟動獨立波特率發生器
  11.         EA = 1; //啟用中斷
  12.         ES = 1;        //啟用串口中斷
  13. }
復制代碼

2、P3.2需要設置為推挽模式，以便更好地驅動顯示屏背光
  1. #ifdef MCU_STC12
  2.         //P3.2 set as push-pull output mode, for LCD backlight
  3.         P3M1 &= ~(1<<2);
  4.         P3M0 |=  (1<<2);
  5. #endif
復制代碼

3、ADC采樣輸入，需要用到P1.0和P1.1兩個端口，P1.0用于測量TL431輸出的參考電壓2.5v，P1.1用于測量光敏電阻當前分壓
Annotation 2020-07-26 143927.png

Annotation 2020-07-26 145214.png

Annotation 2020-07-26 144746.png


Annotation 2020-07-26 144938.png


Annotation 2020-07-26 145039.png


Annotation 2020-07-26 145114.png


  1. void ADC_Init()
  2. {
  3.         P1ASF = 0x03;                //選擇P1.0和P1.1作為ADC采樣輸入

  5.         // ADRJ=1時，10位A/D轉換結果的高2位存放在ADC_RES的低2位中，低8位存放在ADC_RESL中
  6.         AUXR1 |= 1<<2;                 //set ADRJ=1 : 10bit result = ADC_RES<<8 + ADC_RESL
  7.         ADC_RES = 0;
  8.         ADC_RESL = 0;
  9.         ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL; // 打開A/D轉換器電源， 540個時鐘周期轉換一次
  10.         Delay10us();
  11. }

  13. uint16 ADC_Get_Result(uint8 channel)
  14. {
  15.         uint16 res;
  16.         ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL | ADC_START | channel;
  17.         _nop_(); //Must wait before inquiry
  18.         _nop_();
  19.         _nop_();
  20.         _nop_();
  21.         while(!(ADC_CONTR & ADC_FLAG));
  22.         ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG;
  23.         res = (ADC_RES & 0x03) << 8;
  24.         res += ADC_RESL;
  25.         Delay10us();
  26.         Delay10us();
  27.         return res;
  28. }
復制代碼

TL431和光敏電阻接線示意
Annotation 2020-07-25 232140.png Annotation 2020-07-25 232258.png


光敏電阻的特點是光照越強阻值越小，分壓降低，而在弱光環境則是阻值變大，分壓升高，如下二圖所示
可以根據這個特點自動調整顯示屏背光強度

51hei圖片_20200726151430.jpg


4、PWM輸出

不需要修改頻率，直接設置為SysClk/12
Annotation 2020-07-26 141225.png

Annotation 2020-07-26 141016.png


PCA模塊工作模式設定為8位PWM，無中斷
Annotation 2020-07-26 142547.png


占空比調整通過設置不同的CCAP1L/H值來實現
Annotation 2020-07-26 141931.png


Annotation 2020-07-26 142110.png


  1. <blockquote>// 1.3和1.4口 PWM占空比，數值越大，占空比越小
復制代碼

5、在TFT屏幕上顯示字符
需要注意12x16和12x24這種字符點陣數據，由于12不是8的整數倍，實際存儲16bit，使用時，需要跳過最后4個填充bit
//采用設置窗口方法填充12x24點陣數字
void Display_Digit_12x24(uint8 x, uint8 y, uint16 fc, uint16 bc, uint8 idx)
{
        uint8 i,j,k;
        
        LCD_Set_Region(x, y, 12, 24);
        for(i=0; i<3*16; i++)
        {
                if(1 == i%2) k = 4;
                else k = 8;
               
                for(j=0; j<k; j++)
                {
                        if(digit12x24[idx][ i]&(0x80>>j))
                        {
                                SPI_Write_Word(fc);
                        }
                        else
                        {
                                if (fc != bc)
                                {
                                        SPI_Write_Word(bc);
                                }
                        }
                }
        }
}


6、main函數內容：
  1. void main()
  2. {
  3.     int8 slen = 0;
  4.         uint8 pdata uart_cmd_buf[64] = {0};

  6.         DS18B20_Start();
  7.         UART1_Config();        // 9600 baud
  8.         Timer0Init();        //T0定時10ms
  9.     DS1302_Init();        //初始化RTC時鐘
  10.         ADC_Init();

  12. #ifdef MCU_STC12
  13.         //P3.2 set as push-pull output mode, for LCD backlight
  14.         P3M1 &= ~(1<<2);
  15.         P3M0 |=  (1<<2);
  16. #endif

  18.         SPI_Init();
  19.         LCD_Init();
  20.         PWM_Init();
  21.         delay_ms(500);
  22.         LCD_Show_Format();

  24.     while(1)
  25.     {
  26.                
  27.                 Uart_Cmd_Check(&uart_cmd_buf, sizeof(uart_cmd_buf)-1);

  29.         if (timer_flag_250ms)  //每250ms讀取依次時間
  30.         {
  31.                         ReadAndShowRtc();
  32.             timer_flag_250ms = 0;
  33.         }
  34.         if (timer_flag_5s)  //每隔5s執行以下分支
  35.         {
  36.                         //printf(">>>===\r\n");
  37.                         ReadAndShowTemperature(-5);
  38.                         
  39.                         ReadAndShowPhotoresistorVoltage();

  41.             timer_flag_5s = 0;
  42.                 }
  43.     }
  44. }
復制代碼

STC12C5A60S2單片機手冊下載地址(點替換成.)：www點stcmcudata點com/datasheet/stc/STC-AD-PDF/STC12C5A60S2.pdf

1.44寸TFT（ST7735）顯示屏資料(點替換成.):www點lcdwiki點com/zh/1.44inch_SPI_Module_ST7735S_SKU:MSP1443

完整代碼見附件，文件列表如圖所示：

Annotation 2020-07-26 160835.png

以上代碼使用最小系統和面包板調試，接線簡單，具體端口可參看config.h

初學單片機，難免有錯漏之處，還請各位壇友不吝賜教。

DS1302_UART_ST7735_STC12C5A60S2.7z (2.34 MB, 下載次數: 222)


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ID:64253 發表于 2020-8-12 16:46 | 顯示全部樓層
沒想到還有沙發坐，先瞧瞧
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ID:585455 發表于 2020-10-5 11:40 | 顯示全部樓層
很棒的分享，小弟正享用這屏幕顯示時間溫度。
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ID:71456 發表于 2022-2-18 18:37 | 顯示全部樓層
LCD數據口和單片機連  要加限流電阻嗎？
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ID:140489 發表于 2022-6-8 13:14 | 顯示全部樓層
試了下，屏能顯示，但時間不走
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