基于STM32设计的指针式电子钟与万年历

1. 项目简介

这是基于STM32设计的指针电子钟 万年历小项目采用3个.5寸的LCD屏幕显示时钟、日历、温度、天气，支持触摸屏调整设置时间、设置闹钟、查看日历等。整个项目的主要技术点是LCD画出屏幕的图形。 时钟的时针绘制、分针、秒针、表盘、日历绘制等等。

时钟时间直接使用STM32本身的RTC采用时钟、室内室温数据DS18B获得20温度传感器，STM32芯片的具体型号是STM32F103ZET6，只要是STM32F一系列开发板，代码可以通用。

LCD正点原子的3.5寸TFT支持8080时序的显示屏，具有自己的触摸屏功能，触摸屏为电阻屏，驱动芯片为XPT2046，SPI接口，通信非常方便。

STM32F103ZET6带有FSMC本项目可输出8080时序LCD屏就采用FSMC高效控制。

主界面如下：

下载项目源码地址： https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/63897554

项目视频演示地址：

2. 项目功能介绍

下面详细说明每个子功能页面。

2.1 实时时钟页面

在LCD表盘、分针、时针显示在屏幕上方 秒针、刻度、改变时钟时间方块，实现分针、时针、秒针的移动，数字时钟同步显示在实时时钟下方。

使用触摸屏功能实现时钟设置功能，单击 ” -设置时钟方块，跳出设置时钟界面，开始设置时钟和日期；单击 ”“-”至设置闹钟方块，跳出设置闹钟界面，即可开始设置闹钟。

2.2 日历页面

在LCD显示屏幕中间的日期、星期、天气和实时温度LCD日历显示在屏幕下方，黄历显示在左右两侧，今天的日期突出在日历上。

3. 实现项目主要程序讲解

3.1 流程图

3.2 ds18b2.c 代码

下面列出DS18B20温度传感器主代码.

#include "ds18b20.h" #include "delay.h"    //复位DS18B20 void DS18B20_Rst(void)     {              DS18B20_IO_OUT();   //SET PG11 OUTPUT   DS18B20_DQ_OUT=0;   //拉低DQ   DelayUs(750);      //拉低750us   DS18B20_DQ_OUT=1;   //DQ=1      DelayUs(15);      //15US } //等待DS18B20的回应 //返回1:未检测到DS18B20的存在 //返回0:存在 u8 DS18B20_Check(void)     {       u8 retry=0;     DS18B20_IO_IN();    //SET PG11 INPUT        while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200)     {         retry  ;         DelayUs(1);     };        if(retry>=200)return 1;     else retry=0;   while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240)     {         retry  ;         DelayUs(1);     };     if(retry>=240)return 1;        return 0; } //从DS18B20读取一个位 //返回值：1/0 u8 DS18B20_Read_Bit(void)     {   u8 data;     DS18B20_IO_OUT();   //SET PG11 OUTPUT   DS18B20_DQ_OUT=0;      DelayUs(2);   DS18B20_DQ_OUT=1;      DS18B20_IO_IN();    //SET PG11 INPUT     DelayUs(12);     if(DS18B20_DQ_IN)data=1;   else data=0;        DelayUs(50);         return data; } //从DS18B读一个字节 ///返回值：读取的数据 u8 DS18B20_Read_Byte(void)    {       u8 i,j,dat;   dat=0;     for (i=1;i<=8;i  )      {     j=DS18B20_Read_Bit();     dat=(j<<7)|(dat>>1);    }                            return dat; } ///写字节到DS18B20 //dat：要写的字节 void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)     {          u8 j;   u8 testb;     DS18B20_IO_OUT();   //SET PG11 OUTPUT;   for (j=1;j<=8;j  )      {     testb=dat&0x01;     dat=dat>>1;     if (testb)       {       DS18B20_DQ_OUT=0;   // Write 1       DelayUs(2);                     DS18B20_DQ_OUT=1;       DelayUs(60);             }     else       {       DS18B20_DQ_OUT=0;   // Write 0       DelayUs(60);              DS18B20_DQ_OUT=1;       DelayUs(2);                   }    } } //开始温度转换 void DS18B20_Start(void)  {                                     DS18B20_Rst();         DS18B20_Check();        DS18B20_Write_Byte(0xcc);   // skip rom   DS18B20_Write_Byte(0x44);   // convert }  //初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在 //返回1:不存在 //返0:存在         
u8 DS18B20_Init(void)
{
    RCC->APB2ENR|=1<<8;         //使能PORTG口时钟 
    GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;     //PORTG.11 推挽输出
    GPIOG->CRH|=0X00003000;
    GPIOG->ODR|=1<<11;          //输出1
    DS18B20_Rst();
    return DS18B20_Check();
}  
//从ds18b20得到温度值
//精度：0.1C
//返回值：温度值 （-550~1250） 
short DS18B20_Get_Temp(void)
{
    u8 temp;
    u8 TL,TH;
    short tem;
    DS18B20_Start ();           // ds1820 start convert
    DS18B20_Rst();
    DS18B20_Check();     
    DS18B20_Write_Byte(0xcc);   // skip rom
    DS18B20_Write_Byte(0xbe);   // convert      
    TL=DS18B20_Read_Byte();     // LSB   
    TH=DS18B20_Read_Byte();     // MSB  
              
    if(TH>7)
    {
        TH=~TH;
        TL=~TL; 
        temp=0;                 //温度为负  
    }else temp=1;               //温度为正        
    tem=TH;                     //获得高八位
    tem<<=8;    
    tem+=TL;                    //获得底八位
    tem=(float)tem*0.625;       //转换     
    if(temp)return tem;         //返回温度值
    else return -tem;    
}
3.3 lcd屏图形绘制核心算法
整个项目的功能都是在LCD显示屏上，需要绘制线段、绘制圆、绘制矩形、绘制角度线段、绘制中文、绘制数字等等，下面列出这部分的核心代码。

/*
函数功能：画横直线
函数形参：x,y:坐标
        length:长度
*/
void LcdDrawThwartLine(u16 x,u16 y,u16 length,u16 color)
{
    u16 i;
    for(i=0;i<length;i++)
    {
        LcdDrawPoint(x+i,y,color);
    }
}
/*
函数功能：画竖直线
函数形参：x,y:坐标
         length:长度
*/
void LcdDrawVerticalLine(u16 x,u16 y,u16 length,u16 color)
{
    u16 i;
    for(i=0;i<length;i++)
    {
        LcdDrawPoint3(x,y+i,color);
    }
}
​
/*
函数功能：画矩形
函数形参：x,y:坐标
         length:长
                 width:宽
*/
void LcdDrawRectangle(u16 x,u16 y,u16 length,u16 width,u16 color)
{
    LcdDrawThwartLine(x,y,length,color);
    LcdDrawVerticalLine(x,y,width,color);
    LcdDrawThwartLine(x,y+width,length,color);
    LcdDrawVerticalLine(x+length,y,width,color);
}
​
//两点画线
//x1,y1:起点坐标
//x2,y2:终点坐标  
void LcdDrawLine(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2,u16 color)
{
    u16 t; 
    int xerr=0,yerr=0,delta_x,delta_y,distance; 
    int incx,incy,uRow,uCol; 
    delta_x=x2-x1; //计算坐标增量 
    delta_y=y2-y1; 
    uRow=x1; 
    uCol=y1; 
    if(delta_x>0)incx=1; //设置单步方向 
    else if(delta_x==0)incx=0;//垂直线 
    else {incx=-1;delta_x=-delta_x;} 
    if(delta_y>0)incy=1; 
    else if(delta_y==0)incy=0;//水平线 
    else{incy=-1;delta_y=-delta_y;} 
    if( delta_x>delta_y)distance=delta_x; //选取基本增量坐标轴 
    else distance=delta_y; 
    for(t=0;t<=distance+1;t++ )//画线输出 
    {  
        LcdDrawPoint(uRow,uCol,color);//画点 
        xerr+=delta_x ; 
        yerr+=delta_y ; 
        if(xerr>distance) 
        { 
            xerr-=distance; 
            uRow+=incx; 
        } 
        if(yerr>distance) 
        { 
            yerr-=distance; 
            uCol+=incy; 
        } 
    }  
} 
​
​
//在指定位置画一个指定大小的圆
//(x,y):中心点
//r    :半径
void LcdDraw_Circle(u16 x0,u16 y0,u8 r,u16 color)
{
    int a,b;
    int di;
    a=0;b=r;      
    di=3-(r<<1);             //判断下个点位置的标志
    while(a<=b)
    {
        LcdDrawPoint(x0+a,y0-b,color);             //5
        LcdDrawPoint(x0+b,y0-a,color);             //0           
        LcdDrawPoint(x0+b,y0+a,color);             //4               
        LcdDrawPoint(x0+a,y0+b,color);             //6 
        LcdDrawPoint(x0-a,y0+b,color);             //1       
        LcdDrawPoint(x0-b,y0+a,color);             
        LcdDrawPoint(x0-a,y0-b,color);             //2             
        LcdDrawPoint(x0-b,y0-a,color);             //7               
        a++;
        //使用Bresenham算法画圆     
        if(di<0)di +=4*a+6;   
        else
        {
            di+=10+4*(a-b);   
            b--;
        }                           
    }
} 
​
/*
函数功能：任意角度画直线 
参    数：
                    w  ：以圆心开始不要画的长度
                    len:半径
                    c  :颜色
                    x,y:坐标
实际长度=len-w
*/
​
void LcdDrawAngleLine(u32 x,u32 y,float du,u32 len,u32 w,u16 c)
{
  int i;
    int x0,y0;
    float k=du*(3.1415926535/180);  
    for(i=len-w;i<len;i++)
    {
      x0=cos(k)*i;
        y0=sin(k)*i;
        LcdDrawPoint(x+x0,y+y0,c);
    }   
}
​
​
/*
函数功能：矩形颜色填充
参    数：(sx,sy),(ex,ey):矩形对角坐标
                    color:要填充的颜色
*/
void LcdFill(u16 sx,u16 sy,u16 ex,u16 ey,u16 color)
{          
    u16 i,j;
    u16 xlen=0;
    xlen=ex-sx+1;    
    for(i=sy;i<=ey;i++)
    {
        LcdSetCursor(sx,i);                     //设置光标位置 
        LcdWriteReg(0X2C);        //开始写入GRAM
        for(j=0;j<xlen;j++)LcdWriteData(color);     
    }    
} 
​
​
/*
功能：任意角度画线
x0,y0:起始点坐标
a：角度
c：颜色
n：长度
*/
void LcdDrawAngleLine2(u32 x0,u32 y0,double a,u16 n,u16 c,u16 mode)
{
    u32 x,y;
    u32 i;
    double p=a*3.1415926535/180;
    for(i=0;i<=n;i++)  //n是长度
    {
            x=i*cos(p)+x0;
            y=i*sin(p)+y0;
        if(mode==1)LcdDrawPoint(x,y,c); //画点
        else if(mode==2) LcdDrawPoint2(x,y,c);  //画点
        else LcdDrawPoint3(x,y,c);  //画点
    }
}
/*
函数功能：画点(加粗)
函数形参：x,y:坐标
*/
void LcdDrawPoint2(u16 x,u16 y,u16 color)
{
    LcdSetCursor(x,y);        //设置光标位置 
    LcdWriteReg(0X2C);        //开始写入GRAM
    LcdWriteData(color);    //写数据
    LcdWriteData(color);    //写数据
    LcdWriteData(color);    //写数据
//  LcdWriteData(color);    //写数据
//  LcdWriteData(color);    //写数据
//  LcdWriteData(color);    //写数据
//  LcdWriteData(color);    //写数据
}
/*
函数功能：画点(变细)
函数形参：x,y:坐标
*/
void LcdDrawPoint3(u16 x,u16 y,u16 color)
{
    LcdSetCursor(x,y);        //设置光标位置 
    LcdWriteReg(0X2C);        //开始写入GRAM
    LcdWriteData(color);    //写数据
//  LcdWriteData(color);    //写数据
//  LcdWriteData(color);    //写数据
//  LcdWriteData(color);    //写数据
//  LcdWriteData(color);    //写数据
//  LcdWriteData(color);    //写数据
//  LcdWriteData(color);    //写数据
}
​
/*
函数功能：任意角度画线，标准加粗
void LcdDrawAngleLine2(u32 x0,u32 y0,double a,u32 n,u32 c,u32 mode)
*/
​
void Lcdline_add(u32 x,u32 y,double a,u16 n,u16 c, u8 add )
{
    u8 i;
    for(i=1;i<add;i++)
    {
        x-=i;
        y-=i;
        LcdDrawAngleLine2(x,y,a,n,c,1);
    }
    for(i=1;i<add;i++)
    {
        x+=i;
        y+=i;
        LcdDrawAngleLine2(x,y,a,n,c,1);
    }
}