基于無字庫12864液晶模塊的日歷鐘設(shè)計制作詳細介紹

　本文我們要利用無字庫12864液晶模塊來自制一個小小日歷鐘，最圖終效果圖見圖1。

　　這個小小日歷鐘有什么特點呢?

　　1、電路簡單，使用元件少，容易制作，核心就是單片機ATMega8L和日歷鐘忡1302。

　　2、全部使用低壓元件，3V電壓就可以工作。

　　3，使用自編的小字模和圖形界面使得顯示具有特色：在文字界面可以清晰地讀出當前的日期和時間，而且加入一個小動畫使顯示更加生動，在圖形界面使用模擬刻度和指針動態(tài)指示當前時間，兩個界面柙按鍵切換。

　　圖2電路原理

　　4、電源制作在獨立的小電路板上，調(diào)試程序時插入使用USB供電的3.3V穩(wěn)壓電源，完畢后可以取下，插上開關(guān)，使用電池供電。

　　5、不用背光時耗電很小(全機約3mA)，可以使用圓片鋰電池CR2O32供電。

　　日歷鐘安裝在一塊50mm x50mm小萬用板上。外形見圖1。

　　電路原理

　　電原理圖見圖2，液晶型號如前述，單片機就是AVR的ATMega8L-8PU(以下簡稱M8)，可以在低電壓下工作，M8 的PD口控制液晶，主要就是控制串行寫入顯示數(shù)據(jù)。DS13O2(以下簡稱1302)是常用的日歷時鐘芯片，32768Hz晶體B是它的振蕩源。在它內(nèi)部有10個命令寄存器用來存儲日期、時間的數(shù)值并控制芯片工作，M8通過PB0PB1、 PB2控制1302的RST、SCLK、I/O：RST為高時才能讀寫1302，讀寫都是讓數(shù)據(jù)在I/O串行傳送，當SCLK上升沿時寫入1位地址或數(shù)據(jù)，寫入1位地址或數(shù)據(jù)。寫入地址后每當SCLK下降沿時則讀出數(shù)據(jù)。讀寫都是從最低位開始，受SCLK時鐘同步。接通電源后它必須通過單片機程序啟動計時，只要有電源或者各用電源存在，它就能一直工作下去，和單片機是否工作無關(guān)。連接在M8的PC口的4個輕觸按鍵，S1，S2，S3用于調(diào)校時問：分別為確認修改、移動光標，修改數(shù)值;S4用于界面切換。電源包插兩部分 ：圓片電池CR2O32通過二極管VD1連接到1302的VCC1作為后各電源、以便在關(guān)機時也能使1302繼續(xù)工作，另一路可通過開關(guān)S5給液晶、MB、1302的VCC2供電，在調(diào)試時為了避免消耗電池，接入了另—個5∨轉(zhuǎn)3.3V的小穩(wěn)壓板，用微型∪SB接口從外部取得5V電源。調(diào)試好后，取下穩(wěn)壓板，在插孔上插上小撥動開關(guān)S5，就可以使用鋰電池了。注意二極管VD1不可省略，因為按照1302的說明書，VCC2高于VCC1時由VCC2電，VCC2低于VCC1時由VCC1供電，在用電池時，由于有二吸管，VCC2比VCC1高，電池正常供電，關(guān)斷電池時，VCC2為0，電池通過二極管作為后各電源，符合要求 ，保證電路正常工作。
硬件制作

　　這個日歷鐘電路簡單所需元器件很少。集成電路使用雙列直插插座，液晶焊上90度插針排和焊在萬用板上的90°排針插座插接。6線編程口，電源部分插座使用了圓孔2.54mm間距插座條。電池使用圓鋰電池CR2O32。采用一塊5cm見方的萬用板安裝全部元件，首先截取—段90°排針座，焊在電路板背面上方中央，作為液晶插座，M8的IC插座也要裝在電路板背面，為此把它的引腳往外彎折，按照液晶插座引腳對應的位置定位IC插座， 先焊上RC復位元件以及—些相關(guān)連線，然后把MB插座定位，接焊在電路板焊盤上。1302插座依據(jù)M8插座定位，和32768HZ晶體一起也是焊在電路板反面。這種非常規(guī)安裝雖然不盡合理，但有效利用了萬用板的安裝面積(否則液晶占用的—塊不便利用)，而且可使液晶和MB和1302之間的連線變得非常簡單，直接用焊錫連通即可。在電路板正面，還要安裝輕觸按鍵、電池窠、編程插孔排、電源塊插孔。兩面元器件布置見圖3和圖4。另用—小塊萬用板焊上微型USB插座、濾波電容、低壓穩(wěn)壓器LM1117-3.3以及和時鐘板電源插孔對應的IC插針。

　　焊接液晶90°插針排時，可把它先插八已經(jīng)焊在電路板上的排針座，再焊接液晶上的鍍金焊盤，注意保持液晶和電路板的平行，所以插針不能在液晶上插到底。

　　因為LCD背光對于區(qū)區(qū)2OOmAh容量的小鋰電池來說，50mA電流顯得耗電太大，所以就沒有安裝背光電源接線，如果需要安裝最好接到外部電源上而不要使用小電池。

　　編程

　　電路雖然簡單，但是要讓不帶字庫的LCD、1302在M8的統(tǒng)一領(lǐng)導下有條不紊地工作，所以具體編程必須解決以下問題。

　　圖7程序流程
1、讓時鐘走動起來，而且可以通過按鍵設(shè)定或修改當前數(shù)據(jù)。

　　2、讓液晶顯示時鐘芯片當前提供的信息：年月日時分秒，兩個顯示界面的按時刷新。

　　3、制作字模和圖形界面編程。

　　以上第1點，就是用M8控制1302。我們可以按照它的時序要求編列一些函數(shù)，另外在程序中建立—個數(shù)組DateTme[7]用來存放從1302讀出的年月日時分秒，作為數(shù)據(jù)刷新依據(jù);第2點，主要是在LED上顯示這個數(shù)組當前的數(shù)據(jù)(要注意1302存放日期時間的格式是BCD碼，所以存取之前必須先進行數(shù)制轉(zhuǎn)換)。數(shù)據(jù)刷新實際上就是查詢1302當前“秒”是否等于上次查詢結(jié)果，如不等于則已經(jīng)過去1秒，在數(shù)組記下新秒，刷新顯示“秒”-當然是1秒刷新一次;而且當秒更新為O日寸要更新“分”……·以此類推。第3點上次已有敘述使用，畔畔字模的方法，其中編制了8 x 8小數(shù)字、1 2×16數(shù)字、16×1 6漢字幾種字模用于不同的顯示位置，另外有個小雞啄米的動畫，可以在16點陣字模工具中用鼠標點擊，分別畫出小雞低頭和小雞抬頭兩個圖案，在秒刷新時交替顯示即可。用字模軟件制作好所需的字模后，把所有常量字模數(shù)組定義放在頭文件miniClock中，這些數(shù)組全部放在FLASH區(qū)。

　　圖形界面的模擬指示針、刻度的制作也不困難，只要事先規(guī)劃出水平刻度長度，起點和終點坐標畫出水平線，垂直刻度則按照刻度位置畫出短垂直線，指示地則是在刻度上方或下方垂直直線，它的位置要計算好，根據(jù)時間數(shù)據(jù)刷新而改變。

　　標題“小小日歷鐘”是個漢字串，用一個漢字串顯示函數(shù)Vold show-string1616(ucharx,uchary,uchar * string,uchar string_length);參數(shù)是顯示起始列、頁、字串指針、字串長度，同時要事先定義—個以上指針所指的字串數(shù)組，此數(shù)組的元素是待顯示的字模在字模數(shù)組的位置。

　　整個程序流程見圖7，左遠是主流程，右邊是年日月時分秒更新流程。

　　調(diào)試

　　硬件焊好后，反復檢查無誤 不插M8、1302和LCD鋰電池，插上穩(wěn)壓小板，接通USB電源，測試M8插座，1302插座，編程口和LCD的VCC電源應為正常3.3V，拆下穩(wěn)壓斷電，插上鋰電池，1302插座8腳應為2.4V，插上S5并接通，VCC應為3∨，至此電池沒有問題了。拔掉S5，插上M8、液晶和1302，插上穩(wěn)壓板和USB電源，如果你從末使用過這種LCD，不妨自己先編制一些小程序(例如啟動、初始化M8和液晶后，用不同的參數(shù)運行清屏函數(shù))觀察液晶顯示是否如同預期，如果沒有反應要再次檢查程序中對M8引腳定義是否和你的實際硬件接線一致，這個小液晶和別的一些液晶不同，不需要硬件調(diào)整對比度夏，不會因此對比度調(diào)節(jié)不當而不顯示(除非你修改了默認值)。這—關(guān)先過了再往下走。往M8下載程序，如果一切正常，畫面會立即出來。不過現(xiàn)在的口期、時間不對、按動S2最下面一行日期時間的分隔符上會呈現(xiàn)豎線光標，連續(xù)按S2光標會循環(huán)右移，在光標停下的位置按動S1，在上面就會出現(xiàn)設(shè)定值，反復按動會循環(huán)遞增，就這樣逐—調(diào)節(jié)日期和時間，如圖5所示。最后按下S3，新的時間就存入1302了，并能按秒刷新。現(xiàn)在插上電池，一切就好了。如圖 6所示，可見時、分已經(jīng)改為新的設(shè)定值?？梢匀サ舴€(wěn)壓板，雖然液晶熄滅，可是1302還在悶聲不響地運行，如果你插上開關(guān)S5再接通，液晶又亮了。為了節(jié)省電池消耗，不要老是開著它。如同老式懷表，看表前再按開蓋子。