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《PIC单片机》课程设计学生姓名：学号：专业班级：指导教师：二○○二年五月四日目录

1、课程设计目的............................................................. 错误！未定义书签。 2、课程设计题目描述和要求......................................... 错误！未定义书签。 3、课程设计报告内容..................................................... 错误！未定义书签。 4、实验验证...............................................................................................6 5、总结....................................................................................................... 8 6、参考资料...............................................................................................8

1、课程设计目的如今单片机在生活中应用非常广泛，许多电子产品、自动控制中都有举足轻重的地位。PIC16 系列单片机技术成熟，功能齐全，能够满足大多数场合的需求。通过本次课设的硬件设计，软件编写及调试，能够综合应用单片机的大多数模块，提高编程开发能力,进一步掌握 PIC 单片机的应用方法，为以后单片机的开发奠定基础。 2、课程设计题目描述和要求根据硬件电路原理图与 PCB 板实际线路，设计一个具有功能完善、有一定工作量及难度的 PIC 单片机应用设计，运用 C 语言编程，并能在 protues 仿真界面及实际电路中运行、调试。根据要求，本次课设定位于基于 PIC16F887 单片机的数字电子钟设计。以单片机为控制核心，通过与外围设备：YB1602LCD 模块、独立按键、DS1307 时钟芯片、TC74 温度传感器、蜂鸣器及基本晶振、复位电路构成多功能的数字电子钟。本系统通过 LCD 与按键实现人机友好界面，通过按键修改当前时钟基数，通过蜂鸣器实现整点报时功能，硬件设备简单低耗，功能较完善。 3、课程设计报告内容 3.1 设计方案本次课程设计作品为数字电子时钟，运用 DS1307 作为时钟计数来源，TC74 温度传感器采集当前环境温度，在单片机控制下让 LCD 显示当前时间与实时温度。通过 3 个独立按键来实现人机对话，可以改变当前时钟年、月、日、星期、小时、分钟、秒等具体时间，运用蜂鸣器进行整点报时，整个设计具有较完善的功能。系统结构框图如下：按键输入时钟芯片温度传感器通信 PIC16F887 单片机控制 LCD 显示蜂鸣器报时

3.2 硬件电路及说明 3.2.1 LCD 模块原理图如下：该模块与单片机 D 口相连接，运用 4 位传送数据与指令，节省 I/O 口空间。 10K 可调电阻用来调节字符显示亮度。仿真图中背光接口不能设置，实际电路图中有。 3.2.2 温度传感器 TC74 与时钟芯片 DS1307 TC74 与 DA1307 通过与 PIC 单片机 I2C 模块通信来传送数据，单片机通过传送不同地址来辨别与哪个芯片通信。DS1307 芯片的地址为 0B1101000X,最低位为 0 表示写，为 1 表示读。TC74 地址有两个，仿真地址为 0b1001101，实物硬件电路地址为 0x1001000。DS1307 的 OUT 引脚可设置输出方波，通过与 LED 相连，可用来辨别时钟芯片是否工作，外接 32.768KHz 高精度晶振，产生 1s 的时钟基准。同时，3 号引脚接备用电池，使得时钟芯片在单片机掉电是能正常计时，当单片机正常工作时，时间仍然准确。通信接口必须接 2 个 4.7K 上拉电阻才能正常通信。

3.2.3 按键接口电路下拉电阻防止过电流。单片机 B 口内部弱上拉使能，外部不接上拉电阻，节省元件。 3.2.4 蜂鸣器电路用三极管放大来驱动蜂鸣器，减小 I/O 输出电流，有利保护单片机。基极接 1K 电阻来限流保护，防止 RC1 为高电平时输出电流太大，烧毁三极管，当 RC1 为高电平时蜂鸣器响。 3.3 软件设计及相关说明 3.3.1 软件设计思路 1、单片机、LCD 显示模块、DS1307 模块的初始化 2、主函数中，通过判断功能键标志位来决定程序走向，语句为 While(SET==0)、while（SET>=1）若功能键标志位为 0，则读取 DS1307 及 TC74 数据，并显示，这是不显示光标，同时检测是否为整点，当时间为整点时，蜂鸣器报时。若功能键标志位为 1，则执行修改时钟程序，让 LCD 显示时显示光标，表示正在执行修改，有利于人机界面的合理化。令 CH=1,让 DS1307 停止工作，当退出修改时让 CH=0，时钟芯片开始工作。 3、当功能键按下，同时启动定时器,定时时间到，产生中断，中断计数变

量加一，当变量的值达到预定值时，强制 SET=0，退出修改模式，防止认为不小心按下功能键，是系统的功能更加人性化。按下功能键时，位选键与增加键才能作用,则位选键与增加键的相关程序应放在 while（SET>=1）程序中。 3.3.2 软件设计结构图开始单片机、LCD、 DS1307 初始化 SET=0 SET!=0 按下功能键推出修改修改时间写入时钟芯片读取时间并显示整点蜂鸣器响 3.3.2 相关程序说明主函数格式： while（1）｛ while（SET==0） { } 读取时钟芯片在数组中的程序；显示时间数据程序；蜂鸣器相关程序； while(SET>=1) { } ｝调用位选键与修改键的相关程序； 4、实验验证时钟、温度正常显示模式界面

按下功能键的界面按下位选键后可修改月份，修改为 9 月份后的界面

当第一次按下 SET 键后，显示模式为显示光标并且光标闪烁。按下位选键可选着修改的时间，按下“加”键盘，可对年、月、日，、小时、分钟、秒进行修改，且修改后的值为新的计数值起点。当进行修改时，停止对时钟芯片与温度传感器进行读操作，故 LCD 显示的值为修改值。当第二次按下 SET 键时，表示要退出修改模式，进入正常计时模式，不显示光标。在修改模式中，若连续 10s 没有按下键盘，则系统自动退出修改模式，有利于防止意外按下功能键，提高系统的可靠性与人性化。整个系统的操作结果符合设计要求，功能完善。 5、总结本次课程设计锻炼了我自学能力，同时也提高我综合运用能力，经过查阅芯片资料，参考书本内容，独立完成了数字电子时钟的设计，功能达到预期的效果。在本次设计中，程序的调试是我最大的收获，没有那个程序能一下子就成功，只有经过不断的调试，查找出错误的原因，才是编程能力的实际体现。同时程序结构的安排也是影响程序运行的一个很重要的因素。最后，我还从此次设计中明白，程序是靠一步一步写出来的，只有动手写才能真正理解程序，光看资料不动手是写不出好的程序，也不可能完成任务。参考书目： [1]江和，《PIC16 系类单片机 C 程序设计与 PROTUES 仿真》，北京航空航天大学出版社，2010.6 [2]江和、鲍光海，《PIC 单片机课程设计指导书》，2012.3

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