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基于PIC16F877A单片机字符液晶显示数字时钟 毕业设计.doc
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基于PIC16F877A单片机字符液晶显示数字时钟 毕业设计.doc
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基于 PIC16F877A 单片机字符液晶显示数字时钟
摘要
近年来,随着电子产品的发展,人们对数字钟的要求越来越高,针对人们的
这一需求设计了一种有单片机控制的智能化数字时钟,功能强大,界面友好,更
好的满足了人们对它的智能化要求。本文设计并实现了一款基于字符液晶显示的
单片机数字钟,详细叙述了系统硬件、软件的具体实现过程。论文重点阐述了数
字钟硬件模块、时钟模块和相关控制模块等的模块化设计与制作;软件同样采用
模块化的设计,包括读取模块、显示模块、时间调整模块设计,并采用汇编言语
编写实现。本设计实现了年、月、日和时间的显示功能、日期和时间修改功能。
设计方案已通过仿真软件验证,证明了设计的合理性。
关键词:单片机;数字钟;液晶显示;仿真
目录
目录 ..................................................................................................................................................3
引言 ..................................................................................................................................................4
第一章 方案对比与选择 ..............................................................................................................5
方案 1 .......................................................................................................................................5
方案 2 .......................................................................................................................................5
方案选择 ..................................................................................................................................5
第二章 16F877A 单片机概述 .......................................................................................................6
2.1 单片机的用途与发展 ......................................................................................................6
2.2 PIC16F877A 单片机的结构与特点..................................................................................6
2.2.1 PIC16F877A 单片机引脚结构..............................................................................6
2.2.2 PIC16F877A 的内部结构......................................................................................7
2.2.3 单片机的特点 .......................................................................................................7
本章小结 ..................................................................................................................................8
第三章 LCD 1602A 字符液晶显示说明........................................................................................9
3.1 LCD 1602A 字符液晶显示的优势....................................................................................9
3.2 LCD 1602A 字符液晶引脚说明........................................................................................9
本章小结 ..................................................................................................................................9
第四章 整体设计方案 ................................................................................................................10
4.1 硬件选择 ........................................................................................................................10
4.3 PIC16F877A 单片机电路................................................................................................10
4.4 LCD 1602A 字符液晶显电路........................................................................................11
4.5 电源电路 ........................................................................................................................11
4.6 轻触按键电路 ................................................................................................................11
4.7 整体电路图 ....................................................................................................................12
4.8 程序主流程图 ................................................................................................................12
4.9 LCD 1602A 字符液晶程序流程图..................................................................................13
本章小结 ................................................................................................................................13
第五章 在线调式 ..........................................................................................................................14
5.1 MPLAB ICD 2 在线调试器...........................................................................................14
5.2 使用 ICD 2 进行调试 ...................................................................................................14
5.4 ICD2 在线调式结果 .......................................................................................................15
本章小结 ................................................................................................................................15
第六章 结束语 ..............................................................................................................................16
参考文献 ........................................................................................................................................17
致谢 ................................................................................................................................................17
附录 字符液晶数字时钟程序 ......................................................................................................18
引言
现在是一个知识爆炸的新时代。新产品、新技术层出不穷,电子技术的发展
更是日新月异。可以毫不夸张的说,电子技术的应用无处不在,电子技术正在不
断地改变我们的生活,改变着我们的世界。在这快速发展的年代,时间对人们来
说是越来越宝贵,在快节奏的生活时,人们往往忘记了时间,一时但遇到重要的
事情而忘记了时间,这将会带来很大的损失。因此我们需要一个定时系统来提醒
这些忙碌的人。数字化的钟表给人们带来了极大的方便。
近些年,随着科技的发展和社会的进步,人们对数字时钟的要求也越来越高,
传统的时钟已不能满足人们的需求。多功能数字钟不管在性能还是在样式上都发
生了质的变化,有电子闹钟、数字闹钟等等。单片机在多功能数字钟中的应用已
是非常普遍的,人们对数字钟的功能及工作顺序都非常熟悉。但却很少知道它的
内部结构以及工作原理。由单片机作为数字钟的核心控制器,可以通过它的时钟
信号进行计时实现计时功能,将其时间数据经单片机输出,利用显示器显示出来。
通过键盘可以进行定时、校时功能。输出设备显示器可以用液晶显示技术和数码
管显示技术。
现代人类社会的各个面,从工业、农业、商业、国防、通信、交通运输、
科学技术等领域到文化娱乐、教育、医疗乃至家庭生活的每一个角落,无一不在
快速地走向自动化和现代化。
单片机即单片微处理器或微控制器,是实现自动控制性价比最高的计算机,
其发展非常迅速。在发展 16 位、32 位单片机得到了更大的发展和普及。目前 8
位单片机已经能够满足控制领域中多数场合需求,因此在今后相当长的时间内,
8 位单片机仍将是控制领域的主角。
Microchip 公司的 PIC 8 位单片机系列是世界上最有影响力的嵌入式微控制
器之一。该系列单片机采用了 RISC 精简指令系统和哈佛总线,易学易用;运算
速度快,体积小巧,工作电压低,功耗小,驱动能力强,适合用电池供电;由于
其程序存储器采用了低价的 Flash 技术,其价格几乎和掩模型相近,适合中小批
量生产;PIC 最大的特点是不搞单纯的功能堆积,而是从实际出发,重视产品的
性能与价格比,靠发展多种型号来满足不同层次的应用需求,已经发展出基本级
产品、中级产品和高级产品 3 个层次系列许多型号的产品,而且抗干扰能力强,
程序保密性好,可靠性高,广泛应用于鼠标器、IC 卡、儿童玩具、家用电器、
电信通信、工业控制、智能仪器仪表到汽车电电子、金融电子等许多领域,尤其
适合机、电、仪一体化的智能型产品。
本文重点论述了 LCD 1602A 液晶显示以及 16F877A 单片机的结合应用实现数
字时钟的显示及智能时钟功能。
第一章 方案对比与选择
方案 1
采用 PIC16F877A 单片机、LCD 1602A 字符液晶显示、32768Hz 低频振荡器、
使用 TMR1 延时等。
32768Hz 的低频振荡器具有:准确实现 1S 定时,最合适的方案是采用 TMR1
外接 32768Hz 的低频振荡器。TMR1 是一个 16 位的定时器,可以允许计数 65536
个脉冲。而 32768Hz 的晶振,在匹配的震荡电路下 1S 可产生 32768 个时序脉冲。
假定 TMR1 的时间常数设置为 0000H,那么 TMR1 的溢出时间刚好是 2S。若需产生
1S 定时,只要将 TMR1 的时间常数设置为 8000H 即可
方案 2
采用 PIC16F877A 单片机、 LCD1602A 字符液晶显示、使用软件延时等。
采用软件延时需要用一段或多段的延时子程序来延时整个程序。
方案选择
经过两个方案的比较:方案 1 采用 TMR1 计数功能,使用计数功能对 1S 的延
时会更准确;而使用软件延时会使得整体程序复杂化,而对 1S 延时会出现误差。
经过比较易行易懂易通性,本方案采用方案 1。
第二章 16F877A 单片机概述
2.1 单片机的用途与发展
单片机全称为单片微型计算机(Single Chip Microcomputer),又称微控制
器(Microcontroller Unit)或嵌入式控制器(Embedded Controller) 。它是
将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上的微型计算机,通常片内都含有
CPU、ROM、RAM、并行 I/O、串行 I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及
系统总线等。
单片机以微处理器为核心,在相应环境下开发出软件并写入片内的程序存储
器,再配上周边的外围电路,就构成了应用于各行各业的单片机系统。随着信息
化社会和知识经济的发展,单片机的应用越来越引起人们的重视。单片机控制着
当今大多数电子设备、家用电器与机器设备。单片机的身影无处不在地存在于工
业控制、消费电子、计算机及周边产品、通信和办公设备等领域。据预测,到 2010
年,每个成年人平均每天会接触到 351 个单片机。毫不夸张地说,我们生活在一
个单片机的世界里。下面仅是一些典型的应用领域。
2.2 PIC16F877A 单片机的结构与特点
2.2.1 PIC16F877A 单片机引脚结构
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