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

ID:759974 · 發表于 2020-7-26 16:23

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

串口打印效果：

實物接線效果：

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

/* 串口配置函數，通信波特率 9600 */
void UART1_Config()
{
PCON &= 0x7F; //波特率不倍速
SCON = 0x50; //配置串口為模式1，允許發送和接收
//9600bps@11.0592MHz
BRT = 0xDC; //設定獨立波特率發生器重裝值
AUXR |= 0x04; //獨立波特率發生器時鐘為Fosc,即1T
AUXR |= 0x01; //串口1選擇獨立波特率發生器為波特率發生器
AUXR |= 0x10; //啟動獨立波特率發生器
EA = 1; //啟用中斷
ES = 1; //啟用串口中斷
}

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

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

void ADC_Init()
{
P1ASF = 0x03; //選擇P1.0和P1.1作為ADC采樣輸入
// 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
AUXR1 |= 1<<2; //set ADRJ=1 : 10bit result = ADC_RES<<8 + ADC_RESL
ADC_RES = 0;
ADC_RESL = 0;
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
Delay10us();
}
uint16 ADC_Get_Result(uint8 channel)
{
uint16 res;
ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL | ADC_START | channel;
_nop_(); //Must wait before inquiry
_nop_();
_nop_();
_nop_();
while(!(ADC_CONTR & ADC_FLAG));
ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG;
res = (ADC_RES & 0x03) << 8;
res += ADC_RESL;
Delay10us();
Delay10us();
return res;
}

復制代碼

TL431和光敏電阻接線示意

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

4、PWM輸出

不需要修改頻率，直接設置為SysClk/12

PCA模塊工作模式設定為8位PWM，無中斷

占空比調整通過設置不同的CCAP1L/H值來實現

<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：

void main()
{
int8 slen = 0;
uint8 pdata uart_cmd_buf[64] = {0};
DS18B20_Start();
UART1_Config(); // 9600 baud
Timer0Init(); //T0定時10ms
DS1302_Init(); //初始化RTC時鐘
ADC_Init();
#ifdef MCU_STC12
//P3.2 set as push-pull output mode, for LCD backlight
P3M1 &= ~(1<<2);
P3M0 |= (1<<2);
#endif
SPI_Init();
LCD_Init();
PWM_Init();
delay_ms(500);
LCD_Show_Format();
while(1)
{
Uart_Cmd_Check(&uart_cmd_buf, sizeof(uart_cmd_buf)-1);
if (timer_flag_250ms) //每250ms讀取依次時間
{
ReadAndShowRtc();
timer_flag_250ms = 0;
}
if (timer_flag_5s) //每隔5s執行以下分支
{
//printf(">>>===\r\n");
ReadAndShowTemperature(-5);
ReadAndShowPhotoresistorVoltage();
timer_flag_5s = 0;
}
}
}

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：