(51单片机)LCD显示数据存储(DS1302时钟模块教学)(LCD1602教程)(独立按键教程)(延时函数教程)(I2C总线认识)(AT24C02认识)
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演示视频:
源代码
main.c
LCD1602.c
LCD1602.h
AT24C02.c
AT24C02.h
Key.c
Key.h
I2C.c
I2C.h
Delay.c
Delay.h
代码解析与教程:
Dealy模块
LCD1602模块
Key模块
I2C总线模块
AT24C02模块 /E2PROM模块
main模块
演示视频:
(正在审核,通过给大家发出来)
源代码
如上图将11个文放在Keli5 中即可,然后烧录在单片机中就行了
烧录软件用的是STC-ISP,不知道怎么安装的可以去看江科大的视频:
【51单片机入门教程-2020版 程序全程纯手打 从零开始入门】https://www.bilibili.com/video/BV1Mb411e7re?p=2&vd_source=ada7b122ae16cc583b4add52ad89fd5e
源代码:
头文件要记得宏定义和重定义,避免重复调用:
#ifndef _Timer0_h_//名字根据文件名定义即可
#define _Timer0_h_//声明函数……#endif
main.c
#include <STC89C5xRC.H>
#include "LCD1602.h"
#include "Key.h"
#include "Delay.h"
#include "AT24C02.h"//获取按键值
unsigned char KeyNum;
//16位的int类型的数
unsigned int Num;//主函数
void main()
{LCD_Init();//初始化LCDLCD_ShowNum(1,1,Num,5);//初始化显示while(1){KeyNum=Key();//获取按键值if(KeyNum==1) //K1按键,Num自增{Num++;LCD_ShowNum(1,1,Num,5);//LCD显示当前Num}if(KeyNum==2) //K2按键,Num自减{Num--;LCD_ShowNum(1,1,Num,5);//LCD显示当前Num}if(KeyNum==3) //K3按键,向AT24C02写入数据{AT24C02_WriteByte(0,Num%256);//获取高8位,存到0字节地址Delay(5);//注意写周期5msAT24C02_WriteByte(1,Num/256);//获取低8位,存到1字节地址Delay(5);LCD_ShowString(2,1,"Write OK");//LCD显示Delay(1000);//显示1秒后消失LCD_ShowString(2,1," ");//显示1秒后消失}if(KeyNum==4) //K4按键,从AT24C02读取数据{Num=AT24C02_ReadByte(0);//返回值Data赋值给Num,获取0字节地址的高8位Num|=AT24C02_ReadByte(1)<<8;//返回值Data赋值给Num,获取1字节地址的低8位,因为Num是16字节,先左移8将前8位变成0,再|(有1即1)将低8位获取出来LCD_ShowNum(1,1,Num,5);//LCD显示当前Num(Data)LCD_ShowString(2,1,"Read OK ");//LCD显示Delay(1000);//显示1秒后消失LCD_ShowString(2,1," ");//显示1秒后消失}}
}
LCD1602.c
#include <STC89C5xRC.H>//引脚配置:
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_EN=P2^7;
#define LCD_DataPort P0//函数定义:
/*** @brief LCD1602延时函数,12MHz调用可延时1ms* @param 无* @retval 无*/
void LCD_Delay() //@11.0592MHz
{unsigned char i, j;i = 11;j = 190;do{while (--j);} while (--i);
}/*** @brief LCD1602写命令* @param Command 要写入的命令* @retval 无*/
void LCD_WriteCommand(unsigned char Command)
{LCD_RS=0;LCD_RW=0;LCD_DataPort=Command;LCD_EN=1;LCD_Delay();LCD_EN=0;LCD_Delay();
}/*** @brief LCD1602写数据* @param Data 要写入的数据* @retval 无*/
void LCD_WriteData(unsigned char Data)
{LCD_RS=1;LCD_RW=0;LCD_DataPort=Data;LCD_EN=1;LCD_Delay();LCD_EN=0;LCD_Delay();
}/*** @brief LCD1602设置光标位置* @param Line 行位置,范围:1~2* @param Column 列位置,范围:1~16* @retval 无*/
void LCD_SetCursor(unsigned char Line,unsigned char Column)
{if(Line==1){LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1));}else if(Line==2){LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1+0x40));}
}/*** @brief LCD1602初始化函数* @param 无* @retval 无*/
void LCD_Init()
{LCD_WriteCommand(0x38);//八位数据接口,两行显示,5*7点阵LCD_WriteCommand(0x0c);//显示开,光标关,闪烁关LCD_WriteCommand(0x06);//数据读写操作后,光标自动加一,画面不动LCD_WriteCommand(0x01);//光标复位,清屏
}/*** @brief 在LCD1602指定位置上显示一个字符* @param Line 行位置,范围:1~2* @param Column 列位置,范围:1~16* @param Char 要显示的字符* @retval 无*/
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char)
{LCD_SetCursor(Line,Column);LCD_WriteData(Char);
}/*** @brief 在LCD1602指定位置开始显示所给字符串* @param Line 起始行位置,范围:1~2* @param Column 起始列位置,范围:1~16* @param String 要显示的字符串* @retval 无*/
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String)
{unsigned char i;LCD_SetCursor(Line,Column);for(i=0;String[i]!='\0';i++){LCD_WriteData(String[i]);}
}/*** @brief 返回值=X的Y次方*/
int LCD_Pow(int X,int Y)
{unsigned char i;int Result=1;for(i=0;i<Y;i++){Result*=X;}return Result;
}/*** @brief 在LCD1602指定位置开始显示所给数字* @param Line 起始行位置,范围:1~2* @param Column 起始列位置,范围:1~16* @param Number 要显示的数字,范围:0~65535* @param Length 要显示数字的长度,范围:1~5* @retval 无*/
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{unsigned char i;LCD_SetCursor(Line,Column);for(i=Length;i>0;i--){LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');}
}/*** @brief 在LCD1602指定位置开始以有符号十进制显示所给数字* @param Line 起始行位置,范围:1~2* @param Column 起始列位置,范围:1~16* @param Number 要显示的数字,范围:-32768~32767* @param Length 要显示数字的长度,范围:1~5* @retval 无*/
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length)
{unsigned char i;unsigned int Number1;LCD_SetCursor(Line,Column);if(Number>=0){LCD_WriteData('+');Number1=Number;}else{LCD_WriteData('-');Number1=-Number;}for(i=Length;i>0;i--){LCD_WriteData(Number1/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');}
}/*** @brief 在LCD1602指定位置开始以十六进制显示所给数字* @param Line 起始行位置,范围:1~2* @param Column 起始列位置,范围:1~16* @param Number 要显示的数字,范围:0~0xFFFF* @param Length 要显示数字的长度,范围:1~4* @retval 无*/
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{unsigned char i,SingleNumber;LCD_SetCursor(Line,Column);for(i=Length;i>0;i--){SingleNumber=Number/LCD_Pow(16,i-1)%16;if(SingleNumber<10){LCD_WriteData(SingleNumber+'0');}else{LCD_WriteData(SingleNumber-10+'A');}}
}/*** @brief 在LCD1602指定位置开始以二进制显示所给数字* @param Line 起始行位置,范围:1~2* @param Column 起始列位置,范围:1~16* @param Number 要显示的数字,范围:0~1111 1111 1111 1111* @param Length 要显示数字的长度,范围:1~16* @retval 无*/
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{unsigned char i;LCD_SetCursor(Line,Column);for(i=Length;i>0;i--){LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(2,i-1)%2+'0');}
}
LCD1602.h
#ifndef __LCD1602_H__
#define __LCD1602_H__//用户调用函数:
void LCD_Init();//初始化
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char);//显示单个字符
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String);//显示字符串
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);//显示数字
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length);//显示带符号数字
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);//显示十进制数字
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);//显示二进制数字#endif
AT24C02.c
//AT24C02.c#include <STC89C5xRC.H>
#include "I2C.h"#define AT24C02_ADDRESS 0xA0/*** @brief AT24C02写入一个字节* @param WordAddress 要写入字节的地址* @param Data 要写入的数据* @retval 无*/void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data){I2C_Start();I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);I2C_ReceiveAck();I2C_SendByte(WordAddress);I2C_ReceiveAck();I2C_SendByte(Data);I2C_ReceiveAck();I2C_Shop();
}/*** @brief AT24C02读取一个字节* @param WordAddress 要读出字节的地址* @retval 读出的数据*/unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress){unsigned char Data;I2C_Start();I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);I2C_ReceiveAck();I2C_SendByte(WordAddress);I2C_ReceiveAck();I2C_Start();I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS|0x01);I2C_ReceiveAck();Data=I2C_ReceiveByte();I2C_SendAck(1);I2C_Shop();return Data;
}
AT24C02.h
//AT24C02.h#ifndef __AT24C02_H__
#define __AT24C02_H__void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data);
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress);
#endif
Key.c
#include <STC89C5xRC.H>
#include "Delay.h"unsigned char Key()//获取独立按键
{unsigned char KeyNumber=0;//进行判断是否摁下按键和防抖操作if(P31==0){Delay(20);while(P31==0);Delay(20);KeyNumber=1;}if(P30==0){Delay(20);while(P30==0);Delay(20);KeyNumber=2;}if(P32==0){Delay(20);while(P32==0);Delay(20);KeyNumber=3;}if(P33==0){Delay(20);while(P33==0);Delay(20);KeyNumber=4;}return KeyNumber;
}
Key.h
#ifndef _Key_h_
#define _Key_h_unsigned char Key();#endif
I2C.c
//I2C.c#include <STC89C5xRC.H>sbit I2C_SCL=P2^1;
sbit I2C_SDA=P2^0;//I2C开始
void I2C_Start(){I2C_SDA=1;I2C_SCL=1;I2C_SDA=0;I2C_SCL=0;
}//I2C停止
void I2C_Shop(){I2C_SDA=0;I2C_SCL=1;I2C_SDA=1;
}//I2C发送一个字节
void I2C_SendByte(unsigned char Byte){unsigned char i;for(i=0;i<8;i++){I2C_SDA=Byte&(0x80>>i);I2C_SCL=1;I2C_SCL=0;}
}//I2C接收一个字节
unsigned char I2C_ReceiveByte(){unsigned char i,Byte=0x00;I2C_SDA=1;for(i=0;i<8;i++){I2C_SCL=1;if(I2C_SDA){Byte|=(0x80>>i);}I2C_SCL=0;}return Byte;
}//I2C发送应答
void I2C_SendAck(unsigned char AckBit){I2C_SDA=AckBit;I2C_SCL=1;I2C_SCL=0;
}//I2C接收应答
unsigned char I2C_ReceiveAck(){unsigned char AckBit;I2C_SDA=1;I2C_SCL=1;AckBit=I2C_SDA;I2C_SCL=0;return AckBit;
}
I2C.h
//I2C.h#ifndef __I2C_H__
#define __I2C_H__unsigned char I2C_ReceiveAck();
void I2C_SendAck(unsigned char AckBit);
unsigned char I2C_ReceiveByte();
void I2C_SendByte(unsigned char Byte);
void I2C_Shop();
void I2C_Start();#endif
Delay.c
//Delay.c#include <STC89C5xRC.H>
#include <INTRINS.H>//延时函数
void Delay(unsigned int xms) //@11.0592MHz
{unsigned char i, j;while(xms){i = 2;j = 199;do{while (--j);} while (--i);xms--;}
}
Delay.h
//Delay.h#ifndef __Delay_H__
#define __Delay_H__//延时函数头文件
void Delay(unsigned int xms);
#endif
代码解析与教程:
Dealy模块
- 包含源代码与头文件,不需要知道怎么实现的会用即可,后续使用,直接将头文件和源代码拿过来用即可;
xms是定义的毫秒,1000毫秒就是1秒;模版生成的是1毫秒的,因此xms等于1000
LCD1602模块
- 包含源代码与头文件,不需要知道怎么实现的会用即可,后续使用,直接将头文件和源代码拿过来用即可;使用格式:(参考江科大的视频素材)
- LCD1602相关重要知识:
- LCD1602有两上下两行显示屏,每行各有16个小显示屏,如上图中的LCD_ShowString(1,3,"Hello"),第一个参数是第一行还是第二行,第2个参数是对应第几行的第几个小显示屏,最后一个是输出的东西,同理,到LCD_ShowNum(1,9,123,3)里,前三个和前面一样,最后一个参数是显示的位数,不够就在前面补0,例如输入1,参数为4,显示就是0001,输入23,参数为3,显示就是023
- 上图是LCD1602的开发原理模块图,由图可知,P10-P17是控制显示屏的重点;像矩阵那样,S1,由P17和P13控制,同理,其他按键一样,由于开发板限制,我们一般使用列遍历来控制按键,例如:S1,S5,S9,S13他们四个共用P13,所以将其为1列,将P13设定为1,P17设定为0,S1就会亮,其他按键同理。
Key模块
- 包含源代码与头文件,不需要知道怎么实现的会用即可,后续使用,直接将头文件和源代码拿过来用即可;
序号1是按键的防抖操作,不需要理解,有按键的地方直接用即可
序号2是独立按键控制变量。
KeyNumber就是返回值,按键K1就返回1,其他同理
I2C总线模块
- 包含源代码与头文件,需要知道怎么实现的,会用,后续使用,直接将头文件和源代码拿过来用即可;因为这部分比较难,轻度认识理解就行,越深越难
- 在此之前,我们要认识一下存储器:
- 本篇博客,以及博主的板子型号(STC89c52rc),用的储存器就是E2PROM储存器,简单介绍一下,RAM就是可读写储存器,SRAM是静态的,容量较大,成本高,类似于我们手机内存,DRAM是动态的,容量较小,成本较低,类似于我们手机的运行内存;ROM按常理来说是不可写的,只能读,但是他比RAM不易丢失,有断电保护,断电后数据不易丢失,因此非常受大家的喜欢,所以在后续的更新中,好多ROM也可以读写了,例如E2PROM。
- 了解上面之后,I2C总线可以理解成一个传输协议,或者传输方式,规则;作用是将一个机器(主机)的数据传输到另一个机器(从机);来看E2PROM原理图
- 可以看到SCL,SDA是I2C接口,A0,A1,A2是I2C地址,通过这些东西,将主机(单片机)数据传递到从机(E2PROM);下面来看传输是怎么实现的
- I2C总线传输时有两大部分,时序结构和数据帧,时序结构就是SCL,SDA这种东西的先后顺序或者说他俩的一些重要关系
- 时序结构有6个小模块,看图:
这是开始和结束两部分,中间框起来的部分是数据确认阶段,高电平是1(高一点的部分),低电平是0(低一点的部分);图中可以看到在数据确认阶段SCL始终为1,SDA也会变化,因此有:
//定义SCL,SDA的引脚 sbit I2C_SCL=P2^1; sbit I2C_SDA=P2^0;//I2C开始 void I2C_Start(){I2C_SDA=1;I2C_SCL=1;I2C_SDA=0;I2C_SCL=0; }//I2C停止 void I2C_Shop(){ //因为开始后SCL=0了,所有这里不需要重复定义了I2C_SDA=0;I2C_SCL=1;I2C_SDA=1; }
接下来是发送数据,发送一个字节(8个bit),在数据确认期间,SCL先0后1再0,SDA是数据,有可能是1,有可能是0,也会变化,即可发送一个bit,然后循环8次就是一个字节:
//I2C发送一个字节 void I2C_SendByte(unsigned char Byte){unsigned char i;for(i=0;i<8;i++){I2C_SDA=Byte&(0x80>>i);I2C_SCL=1;I2C_SCL=0;} }
发送字节是参数Byte,i是循环次数,也是右移几个单位,重点来了:注意看图中的先后顺序,SDA先变化,数据是高位在前,0x80是1000 0000,Byte&(有0即0)0x80就是保留Byte的第一位(最高位),其他全变0;然后变化SCL0,1,0;循环八次
接下来是接收数据,接收一个字节(8个bit),在数据确认期间,SCL先0后1再0,SDA是数据,有可能是1,有可能是0,也会变化,即可发送一个bit,然后循环8次就是一个字节:
//I2C接收一个字节 unsigned char I2C_ReceiveByte(){unsigned char i,Byte=0x00;I2C_SDA=1;for(i=0;i<8;i++){if(I2C_SDA){Byte|=(0x80>>i);}I2C_SCL=1;I2C_SCL=0;}return Byte; }
接收字节是无参数,返回值是Data,i是循环次数,也是右移几个单位,重点来了:注意,主机接收之前需要释放SDA(使SDA=1);注意看图中的先后顺序,SDA先变化,数据是高位在前,0x80是1000 0000,Byte&(有0即0)0x80就是保留Byte的第一位(最高位),其他全变0;然后变化SCL0,1,0;循环八次
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接下来是发送应答和就收应答,作用就是在发送和接收时进行一个反馈,告诉你发送或者接收成功。
发送应答参数AckBit是应答数据,0就是表示应答,1是不应答; 注意看图中的先后顺序,SDA先变化,将应答数据赋值给SDA;然后变化SCL0,1,0;//I2C发送应答 void I2C_SendAck(unsigned char AckBit){I2C_SDA=AckBit;I2C_SCL=1;I2C_SCL=0; }//I2C接收应答 unsigned char I2C_ReceiveAck(){unsigned char AckBit;I2C_SDA=1;AckBit=I2C_SDA;I2C_SCL=1;I2C_SCL=0;return AckBit; }
接收应答无参数,返回值是AckBit是应答数据,0就是表示应答,1是不应答; 注意,主机接收之前需要释放SDA(使SDA=1);注意看图中的先后顺序,SDA先变化将SDA赋值给AckBit;然后变化SCL0,1,0;
- 了解时序结构之后,来看数据帧,也就是数据是怎么在I2C中传输的:
发送一帧数据是有I2C时序结构的6个小模块组成的,图中都标注了;需要注意的是要告诉I2C总线向谁发送,也就是要先发送从机地址,从机地址最后一个是告诉你是读还是写;
接收一帧数据是有I2C时序结构的6个小模块组成的,图中都标注了;需要注意的是要告诉I2C总线向谁接收,也就是要先发送从机地址,从机地址最后一个是告诉你是读还是写;注意最后一个发送应答是1,表示非应答
复合格式数据是有I2C时序结构的6个小模块组成的,图中都标注了;需要注意的是要告诉I2C总线向谁发送并接收,也就是要先发送从机地址,从机地址最后一个是告诉你是读还是写;注意最后一个发送应答是1,表示非应答
AT24C02模块 /E2PROM模块
- 包含源代码与头文件,需要知道怎么实现的,会用,后续使用,直接将头文件和源代码拿过来用即可;因为这部分比较难,轻度认识理解就行,越深越难
- AT24C02是E2PROM模块中的一小块,可以理解上述中所提到的从机,主机就是单片机,因此从机地址就是AT24C02地址;
字节写,随机读数据帧是有I2C时序结构的6个小模块组成的,图中不再标注了;需要注意的是要告诉I2C总线读还是写,也就是要发送从机地址SLAVE ADDRESS,从机地址最后一个是告诉你是读还是写;还有一个就是发送存储字节地址WORD ADDRESS;注意最后一个发送应答是1,表示非应答
//AT24C02.c#include <STC89C5xRC.H> #include "I2C.h"#define AT24C02_ADDRESS 0xA0/*** @brief AT24C02写入一个字节* @param WordAddress 要写入字节的地址* @param Data 要写入的数据* @retval 无*/void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data){I2C_Start();I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);I2C_ReceiveAck();I2C_SendByte(WordAddress);I2C_ReceiveAck();I2C_SendByte(Data);I2C_ReceiveAck();I2C_Shop(); }/*** @brief AT24C02读取一个字节* @param WordAddress 要读出字节的地址* @retval 读出的数据*/unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress){unsigned char Data;I2C_Start();I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);I2C_ReceiveAck();I2C_SendByte(WordAddress);I2C_ReceiveAck();I2C_Start();I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS|0x01);I2C_ReceiveAck();Data=I2C_ReceiveByte();I2C_SendAck(1);I2C_Shop();return Data; }
按照图中的I2C总线时序结构,依次调用函数,即可实现
注意写周期是5ms,意味着每次写完后要延时5ms;
main模块
- 注释写的很清楚,这里不做解释了
#include <STC89C5xRC.H> #include "LCD1602.h" #include "Key.h" #include "Delay.h" #include "AT24C02.h"//获取按键值 unsigned char KeyNum; //16位的int类型的数 unsigned int Num;//主函数 void main() {LCD_Init();//初始化LCDLCD_ShowNum(1,1,Num,5);//初始化显示while(1){KeyNum=Key();//获取按键值if(KeyNum==1) //K1按键,Num自增{Num++;LCD_ShowNum(1,1,Num,5);//LCD显示当前Num}if(KeyNum==2) //K2按键,Num自减{Num--;LCD_ShowNum(1,1,Num,5);//LCD显示当前Num}if(KeyNum==3) //K3按键,向AT24C02写入数据{AT24C02_WriteByte(0,Num%256);//获取高8位,存到0字节地址Delay(5);//注意写周期5msAT24C02_WriteByte(1,Num/256);//获取低8位,存到1字节地址Delay(5);LCD_ShowString(2,1,"Write OK");//LCD显示Delay(1000);//显示1秒后消失LCD_ShowString(2,1," ");//显示1秒后消失}if(KeyNum==4) //K4按键,从AT24C02读取数据{Num=AT24C02_ReadByte(0);//返回值Data赋值给Num,获取0字节地址的高8位Num|=AT24C02_ReadByte(1)<<8;//返回值Data赋值给Num,获取1字节地址的低8位,因为Num是16字节,先左移8将前8位变成0,再|(有1即1)将低8位获取出来LCD_ShowNum(1,1,Num,5);//LCD显示当前Num(Data)LCD_ShowString(2,1,"Read OK ");//LCD显示Delay(1000);//显示1秒后消失LCD_ShowString(2,1," ");//显示1秒后消失}} }
注:该代码是本人自己所写,可能不够好,不够简便,欢迎大家指出我的不足之处。如果遇见看不懂的地方,可以在评论区打出来,进行讨论,或者联系我。上述内容全是我自己理解的,如果你有别的想法,或者认为我的理解不对,欢迎指出!!!如果可以,可以点一个免费的赞支持一下吗?谢谢各位彦祖亦菲!!!!!