基于无字库12864液晶模块的日历钟设计制作详细介绍

　本文我们要利用无字库12864液晶模块来自制一个小小日历钟，最图终效果图见图1。

　　

 

　　这个小小日历钟有什么特点呢?

　　1、电路简单，使用元件少，容易制作，核心就是单片机ATMega8L和日历钟忡1302。

　　2、全部使用低压元件，3V电压就可以工作。

　　3，使用自编的小字模和图形界面使得显示具有特色：在文字界面可以清晰地读出当前的日期和时间，而且加入一个小动画使显示更加生动，在图形界面使用模拟刻度和指针动态指示当前时间，两个界面柙按键切换。

　　

 

　　图2电路原理

　　4、电源制作在独立的小电路板上，调试程序时插入使用USB供电的3.3V稳压电源，完毕后可以取下，插上开关，使用电池供电。

　　5、不用背光时耗电很小(全机约3mA)，可以使用圆片锂电池CR2O32供电。

　　日历钟安装在一块50mm x50mm小万用板上。外形见图1。

　　电路原理

　　电原理图见图2，液晶型号如前述，单片机就是AVR的ATMega8L-8PU(以下简称M8)，可以在低电压下工作，M8 的PD口控制液晶，主要就是控制串行写入显示数据。DS13O2(以下简称1302)是常用的日历时钟芯片，32768Hz晶体B是它的振荡源。在它内部有10个命令寄存器用来存储日期、时间的数值并控制芯片工作，M8通过PB0PB1、 PB2控制1302的RST、SCLK、I/O：RST为高时才能读写1302，读写都是让数据在I/O串行传送，当SCLK上升沿时写入1位地址或数据，写入1位地址或数据。写入地址后每当SCLK下降沿时则读出数据。读写都是从最低位开始，受SCLK时钟同步。接通电源后它必须通过单片机程序启动计时，只要有电源或者各用电源存在，它就能一直工作下去，和单片机是否工作无关。连接在M8的PC口的4个轻触按键，S1，S2，S3用于调校时问：分别为确认修改、移动光标，修改数值;S4用于界面切换。电源包插两部分 ：圆片电池CR2O32通过二极管VD1连接到1302的VCC1作为后各电源、以便在关机时也能使1302继续工作，另一路可通过开关S5给液晶、MB、1302的VCC2供电，在调试时为了避免消耗电池，接入了另—个5∨转3.3V的小稳压板，用微型∪SB接口从外部取得5V电源。调试好后，取下稳压板，在插孔上插上小拨动开关S5，就可以使用锂电池了。注意二极管VD1不可省略，因为按照1302的说明书，VCC2高于VCC1时由VCC2电，VCC2低于VCC1时由VCC1供电，在用电池时，由于有二吸管，VCC2比VCC1高，电池正常供电，关断电池时，VCC2为0，电池通过二极管作为后各电源，符合要求 ，保证电路正常工作。
硬件制作

　　这个日历钟电路简单所需元器件很少。集成电路使用双列直插插座，液晶焊上90度插针排和焊在万用板上的90°排针插座插接。6线编程口，电源部分插座使用了圆孔2.54mm间距插座条。电池使用圆锂电池CR2O32。采用一块5cm见方的万用板安装全部元件，首先截取—段90°排针座，焊在电路板背面上方中央，作为液晶插座，M8的IC插座也要装在电路板背面，为此把它的引脚往外弯折，按照液晶插座引脚对应的位置定位IC插座， 先焊上RC复位元件以及—些相关连线，然后把MB插座定位，接焊在电路板焊盘上。1302插座依据M8插座定位，和32768HZ晶体一起也是焊在电路板反面。这种非常规安装虽然不尽合理，但有效利用了万用板的安装面积(否则液晶占用的—块不便利用)，而且可使液晶和MB和1302之间的连线变得非常简单，直接用焊锡连通即可。在电路板正面，还要安装轻触按键、电池窠、编程插孔排、电源块插孔。两面元器件布置见图3和图4。另用—小块万用板焊上微型USB插座、滤波电容、低压稳压器LM1117-3.3以及和时钟板电源插孔对应的IC插针。

　　焊接液晶90°插针排时，可把它先插八已经焊在电路板上的排针座，再焊接液晶上的镀金焊盘，注意保持液晶和电路板的平行，所以插针不能在液晶上插到底。

　　因为LCD背光对于区区2OOmAh容量的小锂电池来说，50mA电流显得耗电太大，所以就没有安装背光电源接线，如果需要安装最好接到外部电源上而不要使用小电池。

　　编程

　　电路虽然简单，但是要让不带字库的LCD、1302在M8的统一领导下有条不紊地工作，所以具体编程必须解决以下问题。

　　

 

　　

 

　　图7程序流程
1、让时钟走动起来，而且可以通过按键设定或修改当前数据。

　　2、让液晶显示时钟芯片当前提供的信息：年月日时分秒，两个显示界面的按时刷新。

　　3、制作字模和图形界面编程。

　　以上第1点，就是用M8控制1302。我们可以按照它的时序要求编列一些函数，另外在程序中建立—个数组DateTme[7]用来存放从1302读出的年月日时分秒，作为数据刷新依据;第2点，主要是在LED上显示这个数组当前的数据(要注意1302存放日期时间的格式是BCD码，所以存取之前必须先进行数制转换)。数据刷新实际上就是查询1302当前“秒”是否等于上次查询结果，如不等于则已经过去1秒，在数组记下新秒，刷新显示“秒”-当然是1秒刷新一次;而且当秒更新为O日寸要更新“分”……·以此类推。第3点上次已有叙述使用，畔畔字模的方法，其中编制了8 x 8小数字、1 2×16数字、16×1 6汉字几种字模用于不同的显示位置，另外有个小鸡啄米的动画，可以在16点阵字模工具中用鼠标点击，分别画出小鸡低头和小鸡抬头两个图案，在秒刷新时交替显示即可。用字模软件制作好所需的字模后，把所有常量字模数组定义放在头文件miniClock中，这些数组全部放在FLASH区。

　　图形界面的模拟指示针、刻度的制作也不困难，只要事先规划出水平刻度长度，起点和终点坐标画出水平线，垂直刻度则按照刻度位置画出短垂直线，指示地则是在刻度上方或下方垂直直线，它的位置要计算好，根据时间数据刷新而改变。

　　标题“小小日历钟”是个汉字串，用一个汉字串显示函数Vold show-string1616(ucharx,uchary,uchar * string,uchar string_length);参数是显示起始列、页、字串指针、字串长度，同时要事先定义—个以上指针所指的字串数组，此数组的元素是待显示的字模在字模数组的位置。

　　整个程序流程见图7，左远是主流程，右边是年日月时分秒更新流程。

　　调试

　　硬件焊好后，反复检查无误 不插M8、1302和LCD锂电池，插上稳压小板，接通USB电源，测试M8插座，1302插座，编程口和LCD的VCC电源应为正常3.3V，拆下稳压断电，插上锂电池，1302插座8脚应为2.4V，插上S5并接通，VCC应为3∨，至此电池没有问题了。拔掉S5，插上M8、液晶和1302，插上稳压板和USB电源，如果你从末使用过这种LCD，不妨自己先编制一些小程序(例如启动、初始化M8和液晶后，用不同的参数运行清屏函数)观察液晶显示是否如同预期，如果没有反应要再次检查程序中对M8引脚定义是否和你的实际硬件接线一致，这个小液晶和别的一些液晶不同，不需要硬件调整对比度夏，不会因此对比度调节不当而不显示(除非你修改了默认值)。这—关先过了再往下走。往M8下载程序，如果一切正常，画面会立即出来。不过现在的口期、时间不对、按动S2最下面一行日期时间的分隔符上会呈现竖线光标，连续按S2光标会循环右移，在光标停下的位置按动S1，在上面就会出现设定值，反复按动会循环递增，就这样逐—调节日期和时间，如图5所示。最后按下S3，新的时间就存入1302了，并能按秒刷新。现在插上电池，一切就好了。如图 6所示，可见时、分已经改为新的设定值。可以去掉稳压板，虽然液晶熄灭，可是1302还在闷声不响地运行，如果你插上开关S5再接通，液晶又亮了。为了节省电池消耗，不要老是开着它。如同老式怀表，看表前再按开盖子。