PIC16單片機(jī)課設(shè)智能時(shí)鐘報(bào)告

PAGE17-《PIC單片機(jī)》課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：0112007XX指導(dǎo)教師： 2014年12月30日目錄1、硬件介紹 -2-1.1電源模塊 -2-1.2LCD模塊 -2-1.3矩陣按鍵模塊 -4-1.4時(shí)鐘模塊（DS1307）+溫度模塊（TC74） -4-1.4.1時(shí)鐘模塊（DS1307） -4-1.4.2溫度模塊（TC74） -4-1.6PROTEUS仿真圖 -6-2、軟件介紹 -7-2.1Main程序 -7-2.2初始化 -8-2.3自定義字符 -8-2.4顯示歡迎語(yǔ) -9-2.5時(shí)間及溫度顯示 -10-2.6中斷設(shè)置 -11-2.6.1按鍵功能說(shuō)明 -13-2.6.2按鍵修改說(shuō)明 -14-2.6.3光標(biāo)移動(dòng)說(shuō)明 -15-2.7蜂鳴器設(shè)置音樂(lè) -15-3、設(shè)計(jì)結(jié)果 -15-4、設(shè)計(jì)體會(huì) -16-1、硬件介紹這次課設(shè)所用到的硬件模塊有，PIC16F887單片機(jī)芯片，LCD1602芯片，4×4鍵盤(pán)，DS1307時(shí)鐘芯片，TC74溫度計(jì)芯片，還有PWM控制的蜂鳴器模塊。現(xiàn)將各個(gè)模塊的硬件原理圖畫(huà)于下方：1.1電源模塊圖1-1電源模塊電源部分包括接RE3/MCLR的復(fù)位電路，按下S17可復(fù)位單片機(jī)；電源并接的電容C24、C23起到消除干擾，穩(wěn)定電源電壓的作用；RA6、RA7接外部4M晶振，為單片機(jī)提供時(shí)基頻率。1.2LCD模塊圖1-2LCD模塊PROTEUS接線：本次設(shè)計(jì)采用點(diǎn)陣型LCDYB1602A，圖中采用4位數(shù)據(jù)線接線方式，可以節(jié)省單片機(jī)的I/O口，原理圖中電位器用于調(diào)整背光亮度接VEE腳。（因在PROTEUS中無(wú)法仿真背光亮度，故仿真圖未畫(huà)出）該LCD為16×2型，5×8點(diǎn)陣。1.3矩陣按鍵模塊圖1-3矩陣鍵盤(pán)模塊1-4行接RB0-RB3,1-4列接RB4-RB7。1.4時(shí)鐘模塊（DS1307）+溫度模塊（TC74）1.4.1時(shí)鐘模塊（DS1307）DS1307是實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它提供秒、分、時(shí)、日、月、年和星期等數(shù)據(jù)，并能自動(dòng)計(jì)算閏年至2100年。時(shí)鐘晶振是典型的32.768kHz。1.4.2溫度模塊（TC74）溫度傳感器TC74是Microchip公司的一款I(lǐng)2C接口的數(shù)字式溫度傳感器。其測(cè)溫范圍為-40至125℃。PROTEUS接線：DS1307和DC74的時(shí)鐘線接RC3/SCL，數(shù)據(jù)線接RC4/SDA；DS1307的SOUT脈沖輸出接RA4，以供修改數(shù)據(jù)時(shí)顯示閃爍控制。1.5蜂鳴器模塊圖1-4蜂鳴器模塊本設(shè)計(jì)中采用CCP2，故接RC2。1.6PROTEUS仿真圖2、軟件介紹2.1Main程序2.2初始化其中：D端口設(shè)置為輸出，控制YB1602，D7設(shè)置高電平使能LCD背光；B口工作于矩陣按鍵掃描模式，B口低4位為輸入，且電平變化中斷使能，設(shè)置ANSELH，使B端口為I/O口，B口上拉使能；RC2輸出低電平，方向?yàn)檩斎耄蝗种袛嗍鼓?外設(shè)中斷使能，T0IE和RBIE使能，清中斷標(biāo)志位RBIF；LCD寫(xiě)入自定義字符；發(fā)送控制序列，4位數(shù)據(jù)格式，2行，清屏；DS1307初始化時(shí)間為2014年11月27日15時(shí)32分00秒星期四。2.3自定義字符constcharDDD[8][8]={{0b01111,0b01001,0b01001,0b01111,0b01001,0b01001,0b01111,0b00000},//“時(shí)”1{0b00010,0b11111,0b00010,0b01110,0b00010,0b01010,0b00110,0b00000},//“時(shí)”2{0b01011,0b00100,0b10011,0b10010,0b10011,0b10010,0b10011,0b00000},//“間”1{0b11111,0b00001,0b11001,0b01001,0b11001,0b01001,0b11011,0b00000},//“間”2{0b00111,0b01000,0b00011,0b00000,0b00111,0b00000,0b00000,0b00000},//“氣”1{0b11000,0b00000,0b10000,0b01000,0b11000,0b01010,0b01100,0b00000},//“氣”2{0b10011,0b01010,0b00011,0b11000,0b00011,0b01010,0b10111,0b00000},//“溫”1{0b11110,0b00010,0b11110,0b00000,0b11110,0b11010,0b11111,0b00000}//“溫”2};voidZK(void)//用來(lái)存LCD1602自定義符號(hào)”時(shí)間“”氣溫“的子程序{unsignedi,j,k; DELAY(2); k=0b01000000; for(i=0;i<8;i++) { LCD_WRITE(k,COM); //寫(xiě)地址,每個(gè)字符為8個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)(5x8點(diǎn)陣) for(j=0;j<8;j++) //對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)的行循環(huán),共8行 LCD_WRITE(DDD[i][j],DATA); k+=8; }}2.4顯示歡迎語(yǔ)constcharWelcomeWord1[11]//WelcometoconstcharWelcomeWord2[15]//ElectricClockconstcharIDCode1[10]//011200715constcharIDCode2[10]//BestwishvoidDISP_Welcome(void){signedchari,j,k,l; LCD_WRITE(0b00000001,COM);//清屏顯示，光標(biāo)歸零 DELAY(30); LCD_WRITE(LINE1,COM); for(i=0;i<10;i++) LCD_WRITE(WelcomeWord1[i],DATA);//顯示W(wǎng)elcometo LCD_WRITE(LINE2,COM); for(i=0;i<14;i++)LCD_WRITE(WelcomeWord2[i],DATA);//顯示ElectricClock DELAY(500); LCD_WRITE(0b00000001,COM);//清屏顯示，光標(biāo)歸零 DELAY(30); for(i=0,k=0;i<16;i++) { LCD_WRITE(LINE1,COM); for(l=i;l>0;l--) LCD_WRITE('',DATA); if(i>7)k++; for(j=0;j<9-k;j++) LCD_WRITE(IDCode1[j],DATA);//顯示011200715，并右移出屏幕 DELAY(100);//調(diào)節(jié)數(shù)值可調(diào)節(jié)移動(dòng)移動(dòng)速度 } LCD_WRITE(0b00000001,COM);//清屏顯示，光標(biāo)歸零 DELAY(30); for(i=0,k=0;i<25;i++) { LCD_WRITE(LINE2,COM); for(l=16-i;l>0;l--) LCD_WRITE('',DATA); if(i>16)k++; for(j=k;j<9;j++) LCD_WRITE(IDCode2[j],DATA);//顯示BestWish，并左移出屏幕 for(l=i-9;l>0;l--) LCD_WRITE('',DATA); DELAY(100); } LCD_WRITE(0b00000001,COM);//清屏顯示，光標(biāo)歸零 DELAY(30);}2.5時(shí)間及溫度顯示各時(shí)間單位、自定義字符、其他符號(hào)位置如圖所示。其中，星期由英文單詞縮寫(xiě)表示，分別為Sat、Sun、Mon、Tue、Wed、Thu、Fri。自定義字符顯示函數(shù)（以自定義的第1至4個(gè)字符為例）： for(i1=0;i1<4;i1++) { LCD_WRITE(LINE1+i1,COM); LCD_WRITE(0x00+i1,DATA); }時(shí)間顯示函數(shù)（以“年”為例）： LCD_WRITE(YEAR,COM);//寫(xiě)命令 LCD_WRITE('2',DATA); LCD_WRITE('0',DATA); LCD_WRITE(((TIME[6]&0xF0)>>4)+0x30,DATA);//取“年”的高四位 LCD_WRITE((TIME[6]&0x0F)+0x30,DATA);//取“年”的低四位 2.6中斷設(shè)置 WPUB=0xFF;//B口設(shè)為弱上拉 TRISB=0x0F;//先將B口低4位設(shè)為輸入 IOCB=0x0F;//B口低4位電平變化中斷 PORTB=0x0F;//先讓B口高4為輸出低電平 if(RB0==0) //若RB0為0，檢測(cè)到第一行有按鍵按下{H=0;PORTB=0b11111110;}//H=0，代表第一行有按鍵按下，然后將有按鍵按下的那行的RB值拉低if(RB1==0)//以下的意思同上{H=1;PORTB=0b11111101;} if(RB2==0) {H=2;PORTB=0b11111011;} if(RB3==0) {H=3;PORTB=0b11110111;} TRISB=0xF0;//將RB口高4位設(shè)為輸入 IOCB=0xF0;//B口高4位電平變化中斷 PORTB=0xF0;//讓B口高4為輸出高電平 if(RB4==0)//若RB4=0，說(shuō)明第一列有按鍵按下，L=0;//L=0，代表第一列 if(RB5==0)//以下意思同上L=1; if(RB6==0) L=2; if(RB7==0)L=3;TRISB=0x0F;//掃描一次按鍵完畢將RB口重新設(shè)為低4位輸入PORTB=0x0F;//重新設(shè)RB口高4位輸出低電平 IOCB=0x0F;//B口低4位電平變化中斷 RBIF=0;//清電平變化中斷標(biāo)志2.6.1按鍵功能說(shuō)明0123456789前移后移1：時(shí)間顯示2：鬧鐘設(shè)置3：返回默認(rèn)模式待開(kāi)發(fā)1：鬧鐘開(kāi)啟2：鬧鐘關(guān)閉確認(rèn)鍵受篇幅所限，省略KEY_Number[H][L]值為10、11即前移后移鍵所對(duì)應(yīng)的流程圖，其主要?jiǎng)幼鳛橹梦灰苿?dòng)標(biāo)志位FLAG.Move，并賦值對(duì)應(yīng)的前移后移標(biāo)志位FLAG.Front_Back。 相應(yīng)程序如下：switch(KEY_Number[H][L]) {case(10):FLAG.Move=1;iplus=1;FLAG.Front_Back=1;break;//前移光標(biāo)case(11):FLAG.Move=1;iplus=1;FLAG.Front_Back=0;break;//后移光標(biāo) case(12): FLAG.Affirm_Alarm=1; if(N1<4) {FLAG.CA_Change=1; N1+=1; }//FLAG.CA_Change=1時(shí)鐘顯示和鬧鐘修改模式開(kāi)啟 if((N1==2)&&(FLAG.Alarm==0))//時(shí)間顯示修改 {FLAG.Alarm=1; R1=LCD_READ(); LCD_WRITE(0b00000001,COM);//清屏顯示，光標(biāo)歸零 DELAY(30); } if((N1==3)&&(FLAG.Alarm==1))//鬧鐘設(shè)置修改 {FLAG.Alarm=0; KEY.SET=4; R1=LCD_READ(); LCD_WRITE(0b00000001,COM);//清屏顯示，光標(biāo)歸零 DELAY(30); } if((FLAG.CA_Change==1)&&(N1==4)) {FLAG.CA_Change=0;N1=0;FLAG.Alarm=1;}//FLAG.CA_Change=1時(shí)鐘顯示和鬧鐘修改模式關(guān)閉 break; case(14):if(FLAG.On_Off==0)FLAG.On_Off=1;//鬧鐘開(kāi)啟 elseFLAG.On_Off=0;//鬧鐘關(guān)閉 break; case(15)://確認(rèn)鍵 if(((FLAG.CA_Change==1)&&(FLAG.Affirm==0)))//時(shí)間顯示模式下的確認(rèn)鍵 FLAG.Affirm=1;//FLAG.Affirm=1確認(rèn)修改 break; }2.6.2按鍵修改說(shuō)明程序以修改“年“為例：case(1)://年份設(shè)置 if(FLAG.Affirm==1) { TIME[6]=KEY1*16+KEY2; BCD1(TIME[6]); DS1307_WRITE(0x06,TIME[6]); LCD_WRITE(YEAR+2,COM); LCD_WRITE(SW+0x30,DATA); LCD_WRITE(YEAR+3,COM); LCD_WRITE(GW+0x30,DATA); FLAG.Affirm=0; }2.6.3光標(biāo)移動(dòng)說(shuō)明以時(shí)間修改前移為例：if((FLAG.Front_Back==1)&&(FLAG.Move==1))//時(shí)間顯示模式下前移光標(biāo) {KEY.SET-=1;//KEY.SET代表光標(biāo)對(duì)應(yīng)時(shí)間位置 if(KEY.SET==0)//使循環(huán)移動(dòng) KEY.SET=7; FLAG.Move=0; }2.7蜂鳴器設(shè)置音樂(lè)查閱資料得中音do為523.3Hz，Re為587.3Hz，Mi為659.3Hz，So為784Hz，低音La為440Hz，Si為493.9Hz，經(jīng)計(jì)算得對(duì)應(yīng)PWM設(shè)置的寫(xiě)入值。連續(xù)調(diào)用不同頻率的PWM可得樂(lè)音，即鬧鐘鈴聲。以Do為例：voidPWM1(void){ TRISC2=0; //RC2/CCP1為輸出 PR2=238; //周期為1ms,X=0b0010010110 CCPR1L=0b01111101;//高八位放入CCPR1L CCP1CON=0b00001100; //PWM模式，低二位為10 T2CON=0b00001101; //TMR2預(yù)分頻1:16，開(kāi)始工作}3、設(shè)計(jì)結(jié)果歡迎界面：時(shí)間顯示模式：時(shí)間修改模式（修改時(shí)對(duì)應(yīng)位會(huì)全黑閃爍）：鬧鐘關(guān)閉：鬧鐘開(kāi)啟：4、設(shè)計(jì)體會(huì)經(jīng)過(guò)近一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，雖然知道距離真正掌握單片機(jī)程序設(shè)計(jì)的技術(shù)還要有很長(zhǎng)的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)積累過(guò)程，但在課堂和完成課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中學(xué)到的單片機(jī)知識(shí)已經(jīng)讓我受益匪淺。平時(shí)課程的實(shí)驗(yàn)主要都是單一模塊，如TMR，AD等，但在課程設(shè)計(jì)中，則要求我們能綜合運(yùn)用各種