《PIC 单片机》 课程设计
学生姓名： 邱荣华 学 号： 011100225 专业班级： 电气工程与自动化2011级2班 指导教师： 江和
2014年6月13日
1. 课程设计题目和要求
课程设计的性质和目的
《PIC 单片机课程设计》是电气工程及其自动化专业及相近专业的一门重要的专业实践课，本课程在《PIC 单片机》课程的基础上，通过硬件设计与软件编程与调试的实践，进一步掌握PIC 单片机的应用方法，熟练PIC 单片机的C 程序的编写与调试，是毕业设计前的一次重要的实践，为今后走上工作岗位打下坚实的单片机应用基础。
要达到的目标：
1. 熟悉MPLAB IDE和PROTUES 的使用。
2. 熟练掌握PIC16F887单片机的编程技巧，加深对理论教学内容的理解与掌握。 3. 通过自主选题、编程、调试到完成任务，从而提高分析和解决问题的能力，培养自主创新能力。 1.2课程设计内容和要求
设计一个具有完整功能、有一定工作量与一定难度的单片机应用线路，并绘制能用于仿真的proteus 线路图，编制相应的单片机c 语言，分别在proteus 仿真界面和实物板上调试运行正确。最后用实物进行运行演示，并写出符合规范的课程设计报告。
2. 设计方案
2.1利用PIC16F887单片机设计一个万年历，通过IIC 通信将DS1307时钟芯片中的时间用LCD 液晶屏显示。同时，该设计还兼具温度显示功能，可以通过键盘设置当前时间、日期。 2.2 硬件框图：
根据所要实现的预期功能，硬件必须要有最小系统模块、LCD 显示模块、时钟模块、温度模块、按键模块等
2.3 protues仿真图的绘制：
初步了解此次课程设计所用的开发板，并根据所选课题，进一步了解该课题
用到的相应模块。在protues
中找到相信模块中的元件，绘制好仿真图。
2.4最小系统
最小系统包括16F887单片机、复位模块、4M 外部晶振、排针等部件组成如下最基本电路，其中芯片供电的引脚略去。本课设板所用的单片机为PIC16F887，是877A 的升级，其主要参数与887A 类似。
2.5 LCD显示模块
如图所示，为了节省I/O口，采用4位接线法，RD 口的低四位和LCD 的高4
位连接，RD7用于背光显示(RD7=1)，RD4、RD5、RD6用于读写和使能控制. 上电
后要延时15ms 后，才能进行初始。
编写LCD 初始化程序、写4位数据/命令子程序、写8位数据/命令子程序、显示整行子程序、读LCD 子程序、忙时检测子程序。
定义常数字符数组，在开机后显示”qiuronghua 011100225” 等字样
2.6 时钟和温度模块
选用始终芯片DS1307、温度芯片TC74，皆通过IIC 和单片机通信，时钟芯片带备用3V 电池，电阻RA4和RA5设置为数字电阻。DS1307 是实时时钟芯片，它提供秒、分、时、日、月、、年和星期等数据，并能自动计算闰年至2100年。通常时钟芯片是要接备用电池，当主电源掉电时，备用电源为DS1307 提供维持电源，此电源只供DS1307 使用，此时时钟仍正常运行，时钟晶振是典型的32.768kHz 。
始终和温度模块的实现首先要进行正确的IIC 初始化: void IIC_CSH()
时钟程序要通过编写和调用始终读写子程序实现：
void write_DS1307(char addr,char data) void READ_DS1307(char addr,char n)
从时钟芯片读出的是BCD 码，需要进行转换才可以送入LCD 显示。
至于温度模块是比较简单的，设置好好就只需要定时从里面读数显示即可。显示温度需要注意当其值为负数时候需要进行取补码再显示，同时显示负号。
2.7按键模块
采用普通按键实现时间的修改、设定，mod 键进入时间设置，time_set实现位置（秒、分、时，日，月，年）的选择，其他两个按键是加减功能。
部分检测消抖程序：
if(mod==0) {
delaynms(30);//消抖 if(mod==0) {
while(!mod);//等待按键释放 M++; if(M==3)
{ M=0;flag=0;f=0;
}
} }
由于星期几和日期有对应关系，所以只需要调整日期，就可改变星期几。 相关程序：
void GregorianDay(void) {
int leapsToDate; int day1;
int MonthOffset[]= { 0,31,59,90,120,151,181,212,243,273,304,334 }; if(year==0) {if(month
day1 = MonthOffset[month - 1] + day; else
day1= MonthOffset[month - 1] + day+1; } else
{leapsToDate = year / 4 ; if((year % 4 == 0) && (month > 2)) day1=1; else day1=0;
day1 += year*365 + leapsToDate+1+ MonthOffset[month - 1] + day; }
片
}
week = (day1+5) % 7;
write_DS1307(3, dec_bcd(week)); //转换为BCD 码后，将秒写入芯
2.8程序流程图
3调试
程序编译成功后，选择调试工具为protues 仿真，观察仿真结果并根据仿真中出现的问题对程序进行进一步的修改。 调试成功后出现的效果：
3.1仿真调试出现的问题
1、程序出现类似 ";" expected、no identifier in declaration等错误。
处理：此类错误一般是由于大括号、封号漏写或者多写，也可能是在中文环境下的符号。仔细检查出错程序位置附近，检查封号、大括号的数量和格式。 2、出现function declared implicit int、undefined identifier "N"等错误。
处理：函数未声明、变量为定义所引起的错误，在相应的地方添加函数声明，变量定义。
3.2烧写程序及硬件调试
将程序烧写至picket3烧写器中，进行硬件调试。
出现的问题：
1. 无法显示时间和温度，IIC 通信停止。
解决办法：TC74仿真和实物的地址不一样，只需把地址1001101改为1001000 2. 按键调整时光标没有和仿真一样闪动
解决办法：由于程序刷新太快，人眼无法分辨，所以只需在按键后面加50ms 的延时即可。
3. 不能掉电保护，每次脱机或者复位都会进行时钟初始化
解决办法：DS1307初始化前先进行判断秒的最高位是否为1，为1则进行初始化
4心得体会
通过本次的课程设计任务，我掌握学会了MPLAB IDE,PROTUES仿真软件的使用基础。单片机是现在科技研究的潮流，各种电子产品都可以见到单片机的身影。而本课设正是帮助我把课堂上所学习到的理论，运用到了实际中，是我受益匪浅。 在此次课程设计初期，本来想拷贝一份程序过来进行修改，经过一些挣扎后，最后还是决定通过自己编写。对于一个单片机初学者，对于课堂所学的知识还只有个模糊的认识，再加之课程设计在课程结束一段时间才进行选题，一些编程知识有些淡忘，所以只好重新复习了课本。在编写过程中遇到了不少问题，就之前提到的配置位问题，由于疏漏，配置位设置错误，导致做了6个小时的无用功在查程序。或者是因为大大小小的失误，都耗费了很多的时间。这也让我明白了，作为一个工科学生，做事要严谨认真，虽然都是小问题，但恰恰是细节的问题决定一件事情的最终走向。随着编程的继续，我的查错能力也慢慢有了提升。
总之，本次课程设计让我受益匪浅，让我战胜自己的惰性，提高了分析解决问题的能力，也提高了自己的逻辑能力，当然，更关键的是让我明白，不注意细节性问题会付出很大的代价。
《PIC 单片机》 课程设计
学生姓名： 邱荣华 学 号： 011100225 专业班级： 电气工程与自动化2011级2班 指导教师： 江和
2014年6月13日
1. 课程设计题目和要求
课程设计的性质和目的
《PIC 单片机课程设计》是电气工程及其自动化专业及相近专业的一门重要的专业实践课，本课程在《PIC 单片机》课程的基础上，通过硬件设计与软件编程与调试的实践，进一步掌握PIC 单片机的应用方法，熟练PIC 单片机的C 程序的编写与调试，是毕业设计前的一次重要的实践，为今后走上工作岗位打下坚实的单片机应用基础。
要达到的目标：
1. 熟悉MPLAB IDE和PROTUES 的使用。
2. 熟练掌握PIC16F887单片机的编程技巧，加深对理论教学内容的理解与掌握。 3. 通过自主选题、编程、调试到完成任务，从而提高分析和解决问题的能力，培养自主创新能力。 1.2课程设计内容和要求
设计一个具有完整功能、有一定工作量与一定难度的单片机应用线路，并绘制能用于仿真的proteus 线路图，编制相应的单片机c 语言，分别在proteus 仿真界面和实物板上调试运行正确。最后用实物进行运行演示，并写出符合规范的课程设计报告。
2. 设计方案
2.1利用PIC16F887单片机设计一个万年历，通过IIC 通信将DS1307时钟芯片中的时间用LCD 液晶屏显示。同时，该设计还兼具温度显示功能，可以通过键盘设置当前时间、日期。 2.2 硬件框图：
根据所要实现的预期功能，硬件必须要有最小系统模块、LCD 显示模块、时钟模块、温度模块、按键模块等
2.3 protues仿真图的绘制：
初步了解此次课程设计所用的开发板，并根据所选课题，进一步了解该课题
用到的相应模块。在protues
中找到相信模块中的元件，绘制好仿真图。
2.4最小系统
最小系统包括16F887单片机、复位模块、4M 外部晶振、排针等部件组成如下最基本电路，其中芯片供电的引脚略去。本课设板所用的单片机为PIC16F887，是877A 的升级，其主要参数与887A 类似。
2.5 LCD显示模块
如图所示，为了节省I/O口，采用4位接线法，RD 口的低四位和LCD 的高4
位连接，RD7用于背光显示(RD7=1)，RD4、RD5、RD6用于读写和使能控制. 上电
后要延时15ms 后，才能进行初始。
编写LCD 初始化程序、写4位数据/命令子程序、写8位数据/命令子程序、显示整行子程序、读LCD 子程序、忙时检测子程序。
定义常数字符数组，在开机后显示”qiuronghua 011100225” 等字样
2.6 时钟和温度模块
选用始终芯片DS1307、温度芯片TC74，皆通过IIC 和单片机通信，时钟芯片带备用3V 电池，电阻RA4和RA5设置为数字电阻。DS1307 是实时时钟芯片，它提供秒、分、时、日、月、、年和星期等数据，并能自动计算闰年至2100年。通常时钟芯片是要接备用电池，当主电源掉电时，备用电源为DS1307 提供维持电源，此电源只供DS1307 使用，此时时钟仍正常运行，时钟晶振是典型的32.768kHz 。
始终和温度模块的实现首先要进行正确的IIC 初始化: void IIC_CSH()
时钟程序要通过编写和调用始终读写子程序实现：
void write_DS1307(char addr,char data) void READ_DS1307(char addr,char n)
从时钟芯片读出的是BCD 码，需要进行转换才可以送入LCD 显示。
至于温度模块是比较简单的，设置好好就只需要定时从里面读数显示即可。显示温度需要注意当其值为负数时候需要进行取补码再显示，同时显示负号。
2.7按键模块
采用普通按键实现时间的修改、设定，mod 键进入时间设置，time_set实现位置（秒、分、时，日，月，年）的选择，其他两个按键是加减功能。
部分检测消抖程序：
if(mod==0) {
delaynms(30);//消抖 if(mod==0) {
while(!mod);//等待按键释放 M++; if(M==3)
{ M=0;flag=0;f=0;
}
} }
由于星期几和日期有对应关系，所以只需要调整日期，就可改变星期几。 相关程序：
void GregorianDay(void) {
int leapsToDate; int day1;
int MonthOffset[]= { 0,31,59,90,120,151,181,212,243,273,304,334 }; if(year==0) {if(month
day1 = MonthOffset[month - 1] + day; else
day1= MonthOffset[month - 1] + day+1; } else
{leapsToDate = year / 4 ; if((year % 4 == 0) && (month > 2)) day1=1; else day1=0;
day1 += year*365 + leapsToDate+1+ MonthOffset[month - 1] + day; }
片
}
week = (day1+5) % 7;
write_DS1307(3, dec_bcd(week)); //转换为BCD 码后，将秒写入芯
2.8程序流程图
3调试
程序编译成功后，选择调试工具为protues 仿真，观察仿真结果并根据仿真中出现的问题对程序进行进一步的修改。 调试成功后出现的效果：
3.1仿真调试出现的问题
1、程序出现类似 ";" expected、no identifier in declaration等错误。
处理：此类错误一般是由于大括号、封号漏写或者多写，也可能是在中文环境下的符号。仔细检查出错程序位置附近，检查封号、大括号的数量和格式。 2、出现function declared implicit int、undefined identifier "N"等错误。
处理：函数未声明、变量为定义所引起的错误，在相应的地方添加函数声明，变量定义。
3.2烧写程序及硬件调试
将程序烧写至picket3烧写器中，进行硬件调试。
出现的问题：
1. 无法显示时间和温度，IIC 通信停止。
解决办法：TC74仿真和实物的地址不一样，只需把地址1001101改为1001000 2. 按键调整时光标没有和仿真一样闪动
解决办法：由于程序刷新太快，人眼无法分辨，所以只需在按键后面加50ms 的延时即可。
3. 不能掉电保护，每次脱机或者复位都会进行时钟初始化
解决办法：DS1307初始化前先进行判断秒的最高位是否为1，为1则进行初始化
4心得体会
通过本次的课程设计任务，我掌握学会了MPLAB IDE,PROTUES仿真软件的使用基础。单片机是现在科技研究的潮流，各种电子产品都可以见到单片机的身影。而本课设正是帮助我把课堂上所学习到的理论，运用到了实际中，是我受益匪浅。 在此次课程设计初期，本来想拷贝一份程序过来进行修改，经过一些挣扎后，最后还是决定通过自己编写。对于一个单片机初学者，对于课堂所学的知识还只有个模糊的认识，再加之课程设计在课程结束一段时间才进行选题，一些编程知识有些淡忘，所以只好重新复习了课本。在编写过程中遇到了不少问题，就之前提到的配置位问题，由于疏漏，配置位设置错误，导致做了6个小时的无用功在查程序。或者是因为大大小小的失误，都耗费了很多的时间。这也让我明白了，作为一个工科学生，做事要严谨认真，虽然都是小问题，但恰恰是细节的问题决定一件事情的最终走向。随着编程的继续，我的查错能力也慢慢有了提升。
总之，本次课程设计让我受益匪浅，让我战胜自己的惰性，提高了分析解决问题的能力，也提高了自己的逻辑能力，当然，更关键的是让我明白，不注意细节性问题会付出很大的代价。