51单片机初学实践：用DS1302模块和1.44寸TFT显示屏（ST7735）实现电子钟

ID:759974 · 发表于 2020-7-26 16:23

这周在上次实现的电子钟（51单片机初学实践：用DS1302模块和LCD1602显示屏实现电子钟）的基础上作了以下2点改进：1、将LCD1602屏幕更换为1.44寸 TFT显示屏
主要考虑是TFT显示屏可以使用不同字体和颜色，更方便定制显示界面

2、将STC89C52RC单片机更换为STC12C5A60S2单片机
首先是空间更大，STC12C5A60S2单片机（60K bytes flash ROM, 1280 bytes data RAM），STC89C52RC单片机（8K bytes flash ROM, 512 bytes data RAM）

其次STC12C5A60S2单片机有单独的SPI接口（P1.5 MOSI 和 P1.6 MISO），可以更好地驱动TFT显示屏
STC12C5A60S2单片机有10位ADC（P1.0 - P1.7），可以采集光敏电阻电压，自动调整TFT显示屏背光亮度
STC12C5A60S2单片机有专用PWM输出（P1.3 和 P1.4，可以很方便地调整TFT显示屏背光亮度

TFT显示屏效果：
从上到下依次为：年月日星期几时分秒气温光敏电阻电压

串口打印效果：

实物接线效果：

在实践过程中，有以下心得：

1、STC12C5A60S2单片机有专用的串口定时器，更方便设置波特率

/* 串口配置函数，通信波特率 9600 */
void UART1_Config()
{
PCON &= 0x7F; //波特率不倍速
SCON = 0x50; //配置串口为模式1，允许发送和接收
//9600bps@11.0592MHz
BRT = 0xDC; //设定独立波特率发生器重装值
AUXR |= 0x04; //独立波特率发生器时钟为Fosc,即1T
AUXR |= 0x01; //串口1选择独立波特率发生器为波特率发生器
AUXR |= 0x10; //启动独立波特率发生器
EA = 1; //启用中断
ES = 1; //启用串口中断
}

复制代码

2、P3.2需要设置为推挽模式，以便更好地驱动显示屏背光

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

复制代码

3、ADC采样输入，需要用到P1.0和P1.1两个端口，P1.0用于测量TL431输出的参考电压2.5v，P1.1用于测量光敏电阻当前分压

void ADC_Init()
{
P1ASF = 0x03; //选择P1.0和P1.1作为ADC采样输入
// ADRJ=1时，10位A/D转换结果的高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; // 打开A/D转换器电源， 540个时钟周期转换一次
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;
}

复制代码

TL431和光敏电阻接线示意

光敏电阻的特点是光照越强阻值越小，分压降低，而在弱光环境则是阻值变大，分压升高，如下二图所示
可以根据这个特点自动调整显示屏背光强度

4、PWM输出

不需要修改频率，直接设置为SysClk/12

PCA模块工作模式设定为8位PWM，无中断

占空比调整通过设置不同的CCAP1L/H值来实现

<blockquote>// 1.3和1.4口 PWM占空比，数值越大，占空比越小

复制代码

5、在TFT屏幕上显示字符
需要注意12x16和12x24这种字符点阵数据，由于12不是8的整数倍，实际存储16bit，使用时，需要跳过最后4个填充bit
//采用设置窗口方法填充12x24点阵数字
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函数内容：

void main()
{
int8 slen = 0;
uint8 pdata uart_cmd_buf[64] = {0};
DS18B20_Start();
UART1_Config(); // 9600 baud
Timer0Init(); //T0定时10ms
DS1302_Init(); //初始化RTC时钟
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读取依次时间
{
ReadAndShowRtc();
timer_flag_250ms = 0;
}
if (timer_flag_5s) //每隔5s执行以下分支
{
//printf(">>>===\r\n");
ReadAndShowTemperature(-5);
ReadAndShowPhotoresistorVoltage();
timer_flag_5s = 0;
}
}
}

复制代码

STC12C5A60S2单片机手册下载地址(点替换成.)：www点stcmcudata点com/datasheet/stc/STC-AD-PDF/STC12C5A60S2.pdf

1.44寸TFT（ST7735）显示屏资料(点替换成.):www点lcdwiki点com/zh/1.44inch_SPI_Module_ST7735S_SKU:MSP1443

完整代码见附件，文件列表如图所示：