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基于pic16f877的led旋转时钟单片机设计实验报告-毕设论文.doc
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基于pic16f877的led旋转时钟单片机设计实验报告-毕设论文.doc
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班 号 单片机设计实验报告
1
2013 年小学期单片机设计实验报告
题目:基于 PIC16F877 单片机的 LED 旋转时钟
班 级:
学 号:
班内序号:
实验组号:
学生姓名:
指导教师:
班 号 单片机设计实验报告
2
期中检查
教师评语
指导教师签字:
年 月 日
班 号 单片机设计实验报告
3
基于 PIC16F877 单片机的 LED 旋转时钟
―― 班
实验摘要
本次我们制作的基于 PIC16F877 单片机的 LED 旋转时钟是能够输入、显示时间的时钟。
结构新颖,效果奇特。加入了现代科技的元素,利用人眼的视觉暂留特性,解决了传统时钟
结构单一,显示效果固定的缺陷,更好了满足了人们对美的追求。
整个系统中,微控制器采用了 Microchip 公司的 PIC16F877,软件设计中涉及 PORTA
用作普通数字 I/O 脚控制按键输入,PORTB、PORTC 控制灯的亮灭,PORTD 向时钟芯片
DS1302 写入和读出时间。
概括来说,本实验就是用人眼的视觉暂留特性,用 PIC16F877 单片机作为主控芯片,
采用电机带动发光二极管高速旋转,利用频闪显示原理呈现时钟画面。
Abstract
Abstract
In this experiment, we made a LED rotating clock base on PIC16F877 MCU. It
can input and show time. Its structure is novel and its effect is amazing. It’s full
of modern technology element. With human eyes’ persistence of vision, it solves
traditional clock’s structure and effect’s disadvantage, fits human pursue for
beauty better.
The system uses the production of the Microchip cord--PIC16F877. The design
includes the drive of PORTA as general digital ports to input time, the drive of PORTB
and PORTC to control the LED’s on, the drive of PORTD to write and read time on DS1302.
In conclusion, with human eyes’ persistence of vision, this experiment uses
PIC16F877 MCU as master chip, uses motor to drive LED rotate at high speed, uses strobe
display principle to show the clock.
关键字
单片机——microcontroller 芯片——CMOS chip
班 号 单片机设计实验报告
4
LED 旋转时钟-- LED rotating clock
一
一
.
.
实验论证与比较
实验论证与比较
1.LED 显示模块
LED 的特点非常明显,寿命长、光效高、无辐射与低功耗。LED 的光谱几乎全部集中
于可见光频段,其发光效率可达 80~90%。将 LED 与普通白炽灯、螺旋节能灯及 T5 三基
色荧光灯进行对比,结果显示:普通白炽灯的光效为 12lm/W,寿命小于 2000 小时,螺旋
节能灯的光效为 60lm/W,寿命小于 8000 小时,T5 荧光灯则为 96lm/W,寿命大约为
10000 小时,而直径为 5 毫米的白光 LED 为 20~28lm/W,寿命可大于 100000 小时。有人
还预测,未来的 LED 寿命上限将无穷大。由于 LED 的种种优势,使得其在现在的各个领域
里运用越来越广泛,我们设计的旋转 LED 显示屏幕,具有结构新颖,节约材料的特点,一
列 16 个 LED 灯旋转显示之后,可以代替显示近似于 16x120 像素的显示宽度和内容。
旋转时钟是利用视觉暂留效应设计出来的,物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消
失后,人眼仍能继续保留其影像 0.1-0.4 秒左右的图像,这种现象被称为视觉暂留现象。是
人眼具有的一种性质。人眼观看物体时,成像于视网膜上,并由视神经输入人脑,感觉到物
体的像。但当物体移去时,视神经对物体的印象不会立即消失,而要延续 0.1 -0.4 秒的时间,
人眼的这种性质被称为“眼睛的视觉暂留”。
假设我们设定我们的眼睛的暂留时间是 0.4 秒,如果我们的 16 个 LED 旋转一周的时间
快过 0.4 秒,那么我们看到的图像就是这一列 LED 在各个位置显示的图像的叠加,如右图,
如果我们用定时器把 LED 旋转一周的各个位置分割出 120 分,让它在相应的位置显示相应
的图像,那么我们就可以得到一个累加的图像效果了。
班 号 单片机设计实验报告
5
旋转 LED 时钟的实现方法是把一组 LED(16 个左右) 紧密的排列成一条直线,组成一条
LED 列,每个 LED 都由 PIC 单片机来控制其点灭。把整个电路板固定在电机上,使得紧密排列
的 LED 条的一端固定在电机的旋转轴附近,如图所示。电路板转过一圈的时间极短,远小于
0.1 秒。通过单片机控制 LED 灯在一圈内转到不同位置时的亮灭,来显示图像或文字。
2.DS1302 时钟模块
大多数的单片机没有实时时钟部件,一旦系统掉电时钟就不能运行,下次再运行,时间
就不准确了。即便使用备用电池,但要维持单片机系统的较大功耗也是坚持不了多久的。而
我所做的旋转时钟用到的单片机主要是来准确显示时间的,因此实时时钟部件必不可少,这
里我用了 MAXIM 公司的 DS1302 时钟芯片作为实时时钟部件,保证时间的长久准确性。
DS1302 有着很强的功能。包括时钟/日历寄存器和 31 字节(8 位)的数据暂存寄存器,
数据通信仅通过一条串行输入输出口。实时时钟/日历提供包括秒、分、时、日期、月份和
年份信息。闰年可自行调整,可选择 AM/PM 的 12 小时制或 24 小时制。只通过三根线进行数
据的控制和传递:CE(输入信号,在读、写数据期间,必须为高。该引脚有两个功能:第一,
CE 开始控制字访问移位寄存器的控制逻辑;其次,CE 提供结束单字节或多字节数据传输的
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