【正文】 傳統(tǒng)的時鐘已不能滿足人們的需求。單片機在多功能數(shù)字鐘中的應用已是非常普遍的，人們對數(shù)字鐘的功能及工作順序都非常熟悉。由單片機作為數(shù)字鐘的核心控制器，可以通過它的時鐘信號進行計時實現(xiàn)計時功能，將其時間數(shù)據(jù)經(jīng)單片 機輸出，利用顯示器顯示出來。輸出設備顯示器可以用液晶顯示技術和數(shù)碼管顯示技術。 單片機即單片微處理器或微控制器，是實現(xiàn)自動控制性價比最高的計算機，其發(fā)展非常迅速。目前 8位單片機已經(jīng)能夠滿足控制領域中多數(shù)場合需求，因此在今后相當長的時間內(nèi)，8位單片機仍將是控制領域的 主角。該系列單片機采用了 RISC 精簡指令系統(tǒng)和哈佛總線，易學易用；運算速度快，體積小巧，工作電壓低，功耗小，驅(qū)動能力強，適合用電池供電；由于其程序存儲器采用了低價的 Flash 技術，其價格幾乎和掩模型相近，適合中小批量生產(chǎn)； PIC 最大的特點是不搞單純的功能堆積，而是從實際出發(fā)，重視產(chǎn)品的性能與價格比，靠發(fā)展多種型號來滿足不同層次的應用需求，已經(jīng)發(fā)展出基本級產(chǎn)品、中級產(chǎn)品和高級產(chǎn)品 3個層次系列許多型號的產(chǎn)品，而且抗干擾能力強 ，程序保密性好，可靠性高，廣泛應用于鼠標器、 IC 卡、兒童玩具、家用電器、電信通信、工業(yè)控制、智能儀器儀表到汽車電電子、金融電子等許多領域，尤其適合機、電、儀一體化的智能型產(chǎn)品。 基于 PIC16F877A 單片機字符液晶顯示數(shù)字時鐘 5 第一章 方案對比與選擇 方案 1 采用 PIC16F877A 單片機、 LCD 1602A 字符液晶顯示、 32768Hz 低頻振蕩器 、使用 TMR1 延時等 。 TMR1 是一個 16位的定時器，可以允許計數(shù) 65536個脈沖。假定 TMR1 的時間常數(shù)設置為 0000H，那么 TMR1 的溢出時間剛好是 2S。 采用軟件延時需要用一段或多段的延時子程序來延時整個程序。經(jīng)過比較易行易懂易通性，本方案采用方案 1。它是將計算機的基本部件微型化并集成到一塊芯片上的微型計算機，通常片內(nèi)都 含有CPU、 ROM、 RAM、并行 I/O、串行 I/O、定時器 /計數(shù)器、中斷控制、系統(tǒng)時鐘及系統(tǒng)總線等。隨著信息化社會和知識經(jīng)濟的發(fā)展，單片機的應用越來越引起人們的重視。單片機的身影無處不在地存在于工業(yè)控制、消費電子、計算機及周邊產(chǎn)品、通信和辦公設備等領域。毫不夸張地說 ，我們生活在一個單片機的世界里。 PIC16F877A 單片機的結(jié)構與特點 PIC16F877A 單片機 引腳 結(jié)構 基于 PIC16F877A 單片機字符液晶顯示數(shù)字時鐘 7 PIC16F877A 的內(nèi)部結(jié)構 單片機的特點 （ 1） 哈佛雙總線結(jié)構 馮 PIC單片機采用了指令總線和數(shù)據(jù)總線分開的哈佛雙總線結(jié)構，其程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器在物理空間（即地址）上完全獨立，讀取指令的總線和存取數(shù)據(jù)的總線也 完全分開，數(shù)據(jù)總線的寬度為8位，指令總線的寬度可以是 12/14/16 位。 諾依曼結(jié)構的計算機的瓶頸現(xiàn)象。這樣的指令系統(tǒng)具有基于 PIC16F877A 單片機字符液晶顯示數(shù)字時鐘 8 易學易用的特點，而且所有指令都是單字指令，程序空間的效率即緊湊性比一般單片機高得多。 （ 4） 執(zhí)行速度 PIC 單片機的執(zhí)行速度非?？?，即使是基本級的 PIC12C5XX，指令周期也只有 1us，中級產(chǎn)品當采用 20MHz 晶體振蕩器時，指令周期為 200ns；而 PIC18FXXX執(zhí)行速度更快，達到 16MIPS，并且具有硬件乘法器，單個指令周期內(nèi)就可完成 8位乘 8位的無符號乘法，僅僅只要 63ns。 （ 6） 尋址方式 所有 PIC 單片機都采用直接 、間接或相對尋址 3種尋址方式中的一種，尋址方式比較簡單。 本章小結(jié) PIC 單片機之所以能夠獲得廣泛應用，是因為它具有一系列特點。這些特性都是使PIC 單片機得到迅速推廣應用的技術基礎。 LCD 1602A字符 液晶顯示器具有微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，在本題的制作中，用液晶來實現(xiàn)數(shù)字信息的顯示時比較合適的一種選擇。 引腳 4 RS/RS 為寄存器選擇，高電平 1 時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0時選擇指令寄存器。 引腳 6 E E(或 EN)端為使能 (enable)端，下降沿使能。 LCD 1602A 字符液晶 具有微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點 ，在生活中也得到廣泛應用。電路圖布線要求簡單易懂、程序流程圖 更要簡單清晰易懂。 使用 ICD 2 進行調(diào)試 （ 1） 調(diào)試準備步驟。 ① 連接。連接成功之后在 Output 窗口的 MPLAB ICD 2 信息頁里將提示 Target Device PIC16F877 found, revision=0*4,如果提示 ICDWarnn0020:Invaild target device id??那么檢查電源設置以及 6芯電纜的連接情況。接下來要進行編譯，以便生成相應的調(diào)試文件。 編譯的結(jié)果將在 Output 窗口和 Build 頁顯示。需要根據(jù)該頁的提示改正程序之后，重新進行編譯，直至編譯器沒有發(fā)現(xiàn)錯誤。當在 Output 窗口的 Build 頁中提示編譯成功之后，編譯過程生成了相應的 .hex 文件。 如果編程過程中出現(xiàn)“ CONFIG 區(qū)校驗失敗”的提示，檢查芯片的 MCLR 腳電路。 (2)運行及調(diào)試。 ICD 2 提供了多種運行及調(diào)試的手段。 ① 運行方式。 ● Run：全速運行，如果運行過程中遇到斷點將會停止。 ● Halt：停止運行。使用單步的功能可以觀察到當前語句執(zhí)行的效果。使用這個功能時系統(tǒng)將路過子程序的調(diào)用過程，直接執(zhí)行到調(diào)用的下一個語句，這樣在遇到 CALL 語句時就可以利用這個功能直接看到調(diào)用的結(jié)果了。對于匯編程序來說，執(zhí)行此功能后程序 PC將指向基于 PIC16F877A 單片機字符液晶顯示數(shù)字時鐘 15 芯片的復位地址；對于 C語言源程序來說，執(zhí)行此功能后程序 PC則是指向 main()函數(shù)首地址。 斷點功能是在調(diào)試中經(jīng)常使用到的功能，這項功能使芯片在運行到相應的程序語句時停止。在運行調(diào)試 的過程中，可能經(jīng)常會需要觀察一些寄存器的值。 ICD2 在線 調(diào)式結(jié)果 經(jīng)過不斷努力修改與調(diào)式，最終得到我們所需的結(jié)果。在調(diào)式過程中 液晶顯示器 第一行能夠顯示 年份 “ 2020 年 07 月 01 日 ”第二行能夠顯示時間“ 00： 00：00” 。目前，應用最廣泛的開發(fā)環(huán)境是 Microchip 公司推出的集成開發(fā)平臺 MPLAB_IDE。 MPLAB_ICE2020 是Microchip 公司自己設計制造和高性能 硬件在線仿真器 。 基于 PIC16F877A 單片機字符液晶顯示數(shù)字時鐘 16 第六章 結(jié)束語 我在這一次多功能時間顯示控制的設計過程中，受益匪淺。這為自己今后進一步深化 學習，積累了一定寶貴的經(jīng)驗。同時，充分發(fā)揮了我的主管能動性，自主學習，學到了很多沒有學到的知識，較好地完成了畢業(yè)設計。在此期間我遇到很多困難，尤其是在做仿真時結(jié)果經(jīng)常出不來，經(jīng)過仔細檢查，仿真線路是沒有錯誤的，可結(jié)果就是不行。這說明這可能是仿真軟件有問題。通過這次設計我發(fā)現(xiàn)，只有理論水平提高了你才能夠?qū)⒄n本知識與實踐相整合，理論知識服務于教學實踐，以增強自己的動手能力。通過這次設計，我們知道了理論和實際的距離，也知道了理論和實際相結(jié)合的重要性，也從中得知了很多書上無法得知的知識。 基于 PIC16F877A 單片機字符液晶顯示數(shù)字時鐘 17 參考文獻 [1]俞光 昀 .PIC 系列單片機原理和開發(fā)應用技術 .北京： 北京大學出版社， 2020 [2]李榮正 .PIC 單片機實驗教程 .北京： 北京航空航天大學出版社， [3]小季電子工作室 .液晶數(shù)字鐘精簡版 .小季電子工作室， [4]李榮正 .PIC 單片機原理及應用 [M].北京：北京航空航天大學出版社， 2020 [5]李學海 .PIC 單片機實用教程 —— 基礎篇 [M].北京：北京航空航天大學 出版社， 2020 [6]劉和平 .單片機原理及應用 .重慶：重慶大學出版社， 2020 [7]劉和平 .PIC16F87X 數(shù)據(jù)手冊 .北京： 北京航空航天大學出版社， 2020 [8]Microchip Technical ， 2020 [9]Microchip Technical , 2020 [10]PIC16F87X DATA MICROCHIP TECHNOLOGY [11]Microchip 2020 Product Selector 致謝 在這設計的這段時間中得到 了覃文石老師的指導，他淵博的知識及嚴格的要求和嚴謹?shù)淖黠L都給我留下了深刻的印象，將是我終身受益。還有余鵬老師在這段時間對我的指導與幫助，讓我順利的完成設計思路與制作過程。還有一直以來指導過我的老師表示感謝。 基于 PIC16F877A 單片機字符液晶顯示數(shù)字時鐘 18 附錄 字符液晶數(shù)字時鐘程序 RS equ 02H 。 E equ 00H 。時間 1 TTEMP2 EQU 21H 。地址寄存器 DATATEMP EQU 26H 。表格堆棧臨時比較寄存器 /液晶指針 SPTEMP equ 24h 。 FSR /修改內(nèi)存數(shù)據(jù)指針 TEMP equ 25h 。7:NIAN4 6:NIAN3 5:NIAN2 4:NIAN1 。7:SHI2 6:SHI1 5:FEN2 4:FEN1 。 STATUS_TEMP EQU 29H MIAO3 EQU 2AH FSR_TEMP EQU 2BH NIAN4 EQU 30H NIAN3 EQU 31H NIAN2 EQU 32H NIAN1 EQU 33H YUE2 EQU 34H YUE1 EQU 35H RI2 EQU 36H RI1 EQU 37H SHI2 EQU 38H SHI1 EQU 39H FEN2 EQU 3AH FEN1 EQU 3BH MIAO2 EQU 3CH MIAO1 EQU 3DH ORG 00H 。239。039。139。139。/39。039。739。/39。039。139。039。039。:39。039。039。:39。039。039。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 10 11 12 MAIN CALL REST1 。液晶初始化 CALL DELAY MOVLW 83H CALL WRIT 。寫首地址 1 MOVLW 08H MOVWF SPBTEMP CLRF SPTEMP LOOP2 MOVFW SPTEMP CALL TABLE2 CALL WRRAM INCF SPTEMP,1 DECFSZ SPBTEMP,1 GOTO LOOP2 MOVLW 0EH MOVWF TEMP MOVLW NIAN4 MOVWF FSR LOOP3 CLRF INDF 。 0 中斷初始化 BSF STATUS,RP0 。0010011139。0 GOTO ADD1 LOOP6 BTFSS BIAO2,2 。************************************************** 。****************************** ADD1 BCF BIAO2,1 BSF BIAO2,2 。0 GOTO LOOP6 BSF BIAO2,3 。清低位 INCF MIAO2,1 MOVF