Tabla de contenidoOBJETIVOS DEL PROYECTO............................................................2

OBJETIVO GENERAL............................................................2

OBJETIVO ESPECIFICOS.......................................................2

JUSTIFICACION..............................................................................3

DESARROLLO TEORICO..................................................................4

Microcontrolador PIC................................................................4

PIC16F886.................................................................................5

DS1307......................................................................................6

Resistor......................................................................................8

Código de colores......................................................................9

TRANSITOR 2N2222.................................................................11

DHT-22....................................................................................12

Buzzer de 5VDC.......................................................................13

MÓDULOS LCD........................................................................14

Pantalla de cristal líquido........................................................15

Potenciómetro........................................................................16

Led...........................................................................................17

BATERIA 3V CR 2032................................................................18

MATERIALES............................................................................19

PROCEDIMIENTO Y FUNCIONAMIENTO DEL RELOJ MULTIFUNCIONAL.......................................................................20

PARTES Y DIAGRAMA DEL CIRCUITO RELOJ MULTIFUNCIONAL. .21

CONCLUCIONES...........................................................................22

RECOMENDACIONES...................................................................22

BIBLIOGRAFIA..............................................................................23

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OBJETIVOS DEL PROYECTO

OBJETIVO GENERAL

Elaborar un circuito que simule el comportamiento de un Reloj Multifuncional el cual tenga las funciones de reloj, temperatura y fecha.

OBJETIVO ESPECIFICOS

Diseñar el esquema del funcionamiento del reloj, temperatura y fecha por medio del programa PROTEUS.

Programar el PIC-16F886 por medio del programa CCS C COMPILER.

Simular el diseño implementado en PROTEUS y verificar que el circuito funcione correctamente.

Identificar las experiencias del comportamiento interno del circuito y sus componentes

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JUSTIFICACION

Para el circuito se utilizó el PIC16F886 el cual es

programado por el programa CCS C COMPLILER para que el

PIC funcione en conjunto con el RS1307, el DHT22 y la LCD

el PIC está programado de manera que permita

comunicarse con el DS1307 el cual registra y ejecuta los

datos de fecha y hora también el PIC se comunica con el

DHT22 extrayendo los datos de temperatura y humedad,

finalmente el PIC al tener todos los datos de fecha, hora y

temperatura los visualiza en el LCD para el puedan se

visualizados los datos en tiempo real.

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DESARROLLO TEORICO

Microcontrolador PIC

Los PIC son una familia de microcontroladores tipo RISC fabricados por Microchip Technology Inc. y derivados del PIC1650, originalmente desarrollado por la división de microelectrónica de General Instrument.

El nombre actual no es un acrónimo. En realidad, el nombre completo es PICmicro, aunque generalmente se utiliza como PeripheralInterface Controller (controlador de interfaz periférico).

El PIC original se diseñó para ser usado con la nueva CPU de 16 bits CP16000. Siendo en general una buena CPU, ésta tenía malas prestaciones de entrada y salida, y el PIC de 8 bits se desarrolló en 1975 para mejorar el rendimiento del sistema quitando peso de E/S a la CPU. El PIC utilizaba microcódigo simple almacenado en ROM para realizar estas tareas; y aunque el término no se usaba por aquel entonces, se trata de un diseño RISC que ejecuta una instrucción cada 4 ciclos del oscilador.

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PIC16F886

Velocidad de CPU: 20MHz Familia/Series del Controlador: PIC16F Tipo de Interfaz Integrada: EUSART Modelo de MCU: DIP Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL): - Memoria Programable, Tamaño: 14KB Núm. de Entradas/Salidas: 24 Núm. de Contactos: 28 Tamaño de Memoria RAM: 368Byte Tensión de Alimentación Máx.: 5.5V Tensión de Alimentación Mín.: 2V

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DS1307

Formato de Reloj: HH:MM:SS Modelo de Clock IC: DIP Tipo de IC de Reloj: RTC Formato de Datos: Día; Fecha; Mes; Año Tipo de Interfaz IC: I2C, Serie Núm. de Contactos: 8 Temperatura deTRABAJO  Máx.: 70°C Temperatura de Trabajo Mín.: 0°C Tensión de Alimentación Máx.: 5.5V Tensión de Alimentación Mín.: 4.5V

Descripción general El DS1307 es un reloj en tiempo real con interfaz I2C, de bajo consumo de energía, con código binario decimal (BCD), de más de 56 bytes de Ram (No volátil). La dirección y datos son transferidos a través de 2 hilos serie. El reloj/calendario provee información de segundos, minutos, horas, día, fecha, mes y año. El final de fecha de mes se ajusta automáticamente durante los meses menores de 31 días, incluyendo correcciones para los años bisiestos. Funciona en los formatos de 24 o 12 horas con indicador AM/PM. Tiene incorporado un circuito sensor de tensión que detecta fallas de energía y cambia automáticamente al suministro de batería de respaldo.

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PIN 1 (X1) y PIN 2 (X2): Cristal de Cuarzo Estándar de 32.768KHz. La circuitería del oscilador interno está diseñada para operaciones con una capacitancia de carga (CL) de 12.5pF. X1 es la entrada del oscilador y puede conectarse opcionalmente con un oscilador externo de 32.768kHz. La salida del oscilador interno, X2, es flotante si un oscilador externo se conecta a X1. PIN 3 (VBAT): La entrada para el suministro de respaldo es de 3V con una celda de Litio Estándar u otra fuente de energía. La batería debe mantener un límite máximo y mínimo apropiado para su operación. Si la fuente de suministro no es requerida, VBAT debe ponerse a tierra. Pin 4 (GND): Tierra Pin 5 (SDA): Entrada/Salida serial de datos. SDA es la entrada/salida de datos para la interfaz serial I2C. El pin SDA se conecta como sumidero y necesita una resistencia de pull up externa. El voltaje de pull up máximo puede ser de 5.5V sin tener en cuenta el voltaje Vcc. Pin 6 (SCL): Entrada serial de reloj. SCL es la entrada de reloj para la interfaz I2C y se usa para sincronizar la transferencia de datos en la interfaz serial. El voltaje de pull up máximo puede ser de 5.5V y no depende de Vcc. Pin 7 (SQW/OUT): Maneja la señal de salida de onda cuadrada. Cuando está habilitada, se pone el bit SQWE en 1, y la salida SQW/OUT tiene una de las 4 frecuencias de onda cuadrada 1Hz, 4kHz, 8kHz, 32kHz. El pin SQW/OUT se conecta como sumidero y necesita una resistencia de pull up externa. SQW/OUT opera con un voltaje Vcc o VBAT. El voltaje de pull up máximo puede ser de 5.5V y no depende de Vcc. Si no se usa, este pin puede dejarse como salida flotante. Pin 8 (Vcc): fuente de poder primario. Cuando el voltaje es aplicado dentro de los límites normales, el dispositivo es totalmente accesible y pueden escribirse y leerse los datos. Cuando un suministro auxiliar

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se conecta al dispositivo y VCC está por debajo de VTP, la lectura y escritura se inhibe. Sin embargo, la función de almacenamiento de tiempo continúa sin ser afectado por el bajo voltaje de la entrada.

ResistorSe denomina resistor al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente como resistencias. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., se emplean resistencias para producir calor aprovechando el efecto Joule.

Es un material formado por carbón y otros elementos resistivos para disminuir la corriente que pasa. Se opone al paso de la corriente. La corriente máxima y diferencia de potencial máxima en un resistor viene condicionada por la máxima potencia que pueda disipar su cuerpo. Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del diámetro sin que sea necesaria otra indicación. Los valores más comunes son 0,25 W, 0,5 W y 1 W.

Existen resistores de valor manualmente ajustable, llamados potenciómetros, reostatos o simplemente resistencias variables. También se producen dispositivos cuya resistencia varía en función de parámetros externos, como los termistores, que son resistores que varían con la temperatura; los varistores que dependen de la tensión a la cual son sometidos, o lasfotorresistencias que lo hacen de acuerdo a la luz recibida.

Código de colores

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Para caracterizar un resistor hacen falta tres valores: resistencia eléctrica,

disipación máxima y precisión o tolerancia. Estos valores se indican

normalmente en el encapsulado dependiendo del tipo de éste; para el tipo de

encapsulado axial, el que se observa en las fotografías, dichos valores van

rotulados con un código de franjas de colores.

Estos valores se indican con un conjunto de rayas de colores sobre el cuerpo

del elemento. Son tres, cuatro o cinco rayas; dejando la raya de tolerancia

(normalmente plateada o dorada) a la derecha, se leen de izquierda a derecha.

La última raya indica la tolerancia (precisión). De las restantes, la última es el

multiplicador y las otras indican las cifras significativas del valor de la

resistencia.

El valor de la resistencia eléctrica se obtiene leyendo las cifras como un

número de una, dos o tres cifras; se multiplica por el multiplicador y se obtiene

el resultado en Ohmios (Ω). El coeficiente de temperatura únicamente se aplica

en resistencias de alta precisión o tolerancia menor del 1%.

Color de la banda

Valor de la 1°cifra significativa

Valor de la 2°cifra significativa

Multiplicador

Tolerancia

Coeficiente de temperatura

Negro 0 0 1 - -

Marrón 1 1 10 ±1% 100pp

m/°C

Rojo 2 2 100 ±2%50ppm/°C

Naranja 3 3 1 000 - 15ppm

/°C

Amarillo

4 4 10 000 ±4%25ppm/°C

Verde 5 5 100 000 ±0,5

%20ppm/°C

Azul 6 6 1 000 000

±0,25%

10ppm/°C

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Morado

7 7 10 000 000

±0,1%

5ppm/°C

Gris 8 8 100 000 000

±0.05%

1ppm/°C

Blanco 9 9 1 000 0

00 000 - -

Dorado - - 0,1 ±5% -

Plateado

- - 0,01 ±10% -

Ninguno

- - - ±20% -

Como leer el valor de una resistencia

En una resistencia tenemos generalmente 4 líneas de colores, aunque

podemos encontrar algunas que contenga 5 líneas (4 de colores y 1 que

indica tolerancia). Vamos a tomar como ejemplo la más general, las de 4

líneas. Con la banda correspondiente a la tolerancia a la derecha, leemos

las bandas restantes de izquierda a derecha, como sigue: Las primeras dos

bandas conforman un número entero de dos cifras:

La primera línea representa el dígito de las decenas.

La segunda línea representa el dígito de las unidades.

Luego:

La tercera línea representa la potencia de 10 por la cual se multiplica el

número.

El resultado numerico se expresa en Ohms.

Por ejemplo:

Observamos la primera línea: verde= 5

Observamos la segunda línea: amarillo= 4

Observamos la tercera línea: rojo= 2 o 100

Unimos los valores de las primeras dos líneas y multiplicamos por el

valor de la tercera

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54 X 102 = 5400Ω o 5,4 kΩ y este es el valor de la resistencia expresada en

Ohmios

Ejemplos

Figura 3: Resistencia de valor 2.700.000 Ω y tolerancia de ±10%.

La caracterización de una resistencia de 2.700.000 Ω (2,7 MΩ), con una

tolerancia de ±10%, sería la representada en la figura 3:

1ª cifra: rojo (2)

2ª cifra: violeta (7)

Multiplicador: verde (100000)

Tolerancia: plateado (±10%)

Figura 4: Resistencia de valor 65 Ω y tolerancia de ±2%.

El valor de la resistencia de la figura 4 es de 65 Ω y tolerancia de

±2% dado que:

1ª cifra: azul (6)

2ª cifra: verde (5)

3ª cifra: negro (0)

Multiplicador: dorado (10-1)

Tolerancia: rojo (±2%)

TRANSITOR 2N2222 La estructura de transistor: NPN Máxima disipación de potencia continua colector del transistor (Pc), W: 0.5 Limite el colector DC-base (Ucb), V: 75 Límite de colector-emisor del transistor de tensión (Uce), V: 40 Límite de tensión emisor-base (Ueb), V: 60 Temperatura límite de unión pn (Tj), C: 175 Voltaje colector emisor en corte 60V (Vceo) Corriente de colector constante 800mA (Ic) Potencia total disipada 500mW(Pd) Ganancia o hfe 35 mínima Frecuencia deTRABAJO  250 Mhz (Ft) Encapsulado de metal TO-18 Su complementario PNP es el Transistor 2N2907

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Un 2N2222A con su colector, emisor y base identificados por las letras "c","e" y

"b" respectivamente.

El 2N2222, también identificado como PN2222, es un transistor bipolar NPN de baja potencia de uso general.

Sirve tanto para aplicaciones de amplificación como de conmutación. Puede amplificar pequeñas corrientes a tensiones pequeñas o medias; por lo tanto, sólo puede tratar potencias bajas (no mayores de medio Watts). Puede trabajar a frecuencias medianamente altas.

Transistor 2N2222. Es un transistor de silicio y baja potencia, diseñado para aplicaciones de amplificación lineal y conmutación. Uno de sus principales fabricantes es la Philips Semiconductors. Identificado también como PN2222 por otros fabricantes..

DHT-22

Descripción del Producto

El DHT22 Sensor digital de temperatura y humedad. Utiliza un sensor

capacitivo de humedad y un termistor para medir el aire circundante, y muestra

los datos mediante una señal digital en el pin de datos (no hay pines de entrada

analógica) . Es bastante simple de usar, pero requiere sincronización

cuidadosa para tomar datos. El único inconveniente de este sensor es que sólo

se puede obtener nuevos datos una vez cada 2 segundos, así que las lecturas

que se pueden realizar serán mínimo cada 2 segundos.

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Sólo tienes que conectar el primer pin de la izquierda a la fuente de

alimentación 3 -5V , el segundo pin a tu pin de entrada de datos y el cuarto

(último) pin a tierra

Prestaciones

Sus principales características generales son: Alimentación: 3.3v – 5.5v, tomando como valor recomendado 5v.

Resolución decimal, es decir, los valores tanto para  humedad como para temperatura serán números con una cifra decimal.

Tiempo de muestreo: 2 segundos, es decir, sólo nos puede ofrecer datos cada 2 segundos.

En cuanto a sus prestaciones leyendo temperatura: Rango de valores desde -40ºC hasta 80ºC de temperatura.

Precisión: ±0.5ºC, ±1ºC como máximo en condiciones adversas.

Tiempo de respuesta: <10 segundos, es decir, de media, tarda menos de 10 segundos en reflejar un cambio de temperatura real en el entorno.

Si hablamos de sus prestaciones leyendo humedad relativa: Rango de valores desde 0% hasta 99.9% de Humedad Relativa.

Precisión: ±2%RH, a una temperatura de 25ºC.

Tiempo de respuesta: <5 segundos, es decir, de media, tarda menos de 5 segundos en reflejar un cambio de humedad relativa real en el entorno. Además, para darse esta afirmación, los tests indicaron que la velocidad del aire debe ser de 1 m/s.

Buzzer de 5VDC

Zumbador, buzzer en inglés, es un transductor electroacústico que produce un sonido o zumbido continuo o intermitente de un mismo tono (generalmente agudo). Sirve como mecanismo de señalización o aviso y se utiliza en múltiples sistemas, como en automóviles o en electrodomésticos, incluidos los despertadores.

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Inicialmente este dispositivo estaba basado en un sistema electromecánico que era similar a una campana eléctrica pero sin el badajo metálico, el cual imitaba el sonido de una campana.

Funcionamiento

Su construcción consta de dos elementos, un electroimán y una lámina metálica de acero. El zumbador puede ser conectado a circuitos integrados especiales para así lograr distintos tonos.

Cuando se acciona, la corriente pasa por la bobina del electroimán y produce un campo magnético variable que hace vibrar la lámina de acero sobre la armadura.

Caracteristicas:

Diametro: Φ12mm Alto: 9.5mm Voltaje disponible:

Voltaje     5VDC

Rango de voltaje   4-7VDC

Corriente (mA)  <=32mA

Salida sonido  >= 85dB

Frec. Resonancia  2300Hz     +-300 

Rango temperatura

 -20ºC a    45ºC

MÓDULOS LCDLos módulos LCD(Display de cristal liquido), son utilizados para mostrar mensajes que indican al operario el estado de una maquina, o para dar instrucciones de manejo, mostrar valores, etc. El LCD permite la comunicación entre las maquinas y los humanos este puede mostrar cualquier valor y consume menos que los displays de  7 segmentos, existen varias presentaciones; pero nosotros utilizaremos el mas común y comerciales que es el  2x16.  

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Pantalla de cristal líquido

Pantalla de cristal líquido Twisted Nematic (TN).

1. Film de filtro vertical para polarizar la luz que entra.

2. Sustrato de vidrio con electrodos de Óxido de Indio ITO. Las formas de

los electrodos determinan las formas negras que aparecen cuando la

pantalla se enciende y apaga. Los cantos verticales de la superficie son

suaves.

3. Cristales líquidos "Twisted Nematic" (TN).

4. Sustrato de vidrio con film electrodo común (ITO) con los cantos

horizontales para alinearse con el filtro horizontal.

5. Film de filtro horizontal para bloquear/permitir el paso de luz.

6. Superficie reflectante para devolver la luz al espectador. En un LCD

retroiluminado, esta capa es reemplazada por una fuente luminosa.

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Subpixel de un LCD de color.

Una pantalla de cristal líquido o LCD (sigla del inglés liquid crystal display) es una pantalla delgada y plana formada por un número de píxeles en color o monocromos colocados delante de una fuente de luz o reflectora. A menudo se utiliza en dispositivos electrónicos de pilas, ya que utiliza cantidades muy pequeñas de energía eléctrica.

Potenciómetro

Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta

manera, indirectamente, se puede controlar laintensidad de corriente que fluye

por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al

conectarlo en serie.

Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente.

Para circuitos de corrientes mayores, se utilizan losreostatos, que pueden

disipar más potencia.

Led

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Led (diodo emisor de luz).

Ledes1 de 5 mm, de color rojo, verde y azul.

Tipo pasivo optoelectrónico

Principio de funcionamiento electroluminiscencia

Invención Nick Holonyak(1962).

Símbolo electrónico

Configuración ánodo y cátodo

[editar datos en Wikidata]

Un led1 (del acrónimo inglés LED, light-emitting diode: ‘diodo emisor de luz’; el plural aceptado por la RAE es ledes2 ) es un componente optoelectrónico pasivo y, más concretamente, un diodo que emite luz.

Visión general

Los ledes se usan como indicadores en muchos dispositivos y en iluminación.

Los primeros ledes emitían luz roja de baja intensidad, pero los dispositivos

actuales emiten luz de alto brillo en el espectro infrarrojo, visible y ultravioleta.

Debido a su capacidad de operación a altas frecuencias, son también útiles en

tecnologías avanzadas de comunicaciones y control. Los ledes infrarrojos

también se usan en unidades de control remoto de muchos productos

comerciales incluyendo equipos de audio y video.

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Características

Formas de determinar la polaridad de un led de inserción

Existen tres formas principales de conocer la polaridad de un led:

La pata más larga siempre va a ser el ánodo.3

En el lado del cátodo, la base del led tiene un borde plano.

Dentro del led, la plaqueta indica el ánodo. Se puede reconocer porque es

más pequeña que el yunque, que indica el cátodo.

Funcionamiento

Cuando un led se encuentra en polarización directa, los electrones pueden

recombinarse con los huecos en el dispositivo, liberando energía en forma

de fotones. Este efecto es llamado electroluminiscencia y el color de la luz

(correspondiente a la energía del fotón) se determina a partir de la banda de

energía del semiconductor. Por lo general, el área de un led es muy pequeña

(menor a 1 mm2), y se pueden usar componentes ópticos integrados para

formar su patrón de radiación. Comienza a lucir con una tensión de unos 2

Voltios.

BATERIA 3V CR 2032Pila CR2032 de 3V usada para en placas base para suministrar energía a la BIOS para mantener los diferentes parámetros guardados tal como ajustes de memoria, hora y fecha, etc. Tipo IEC.

Libre de Mercurio.

Presentación: Blister individual.

Denominación

Tipo

Voltaje (V)

Capacidad (mAh)

Peso (g)

Diámetro (mm)

Altura (mm)

CR2032 Litio

3 235 30 20 3,20

MATERIALES

1 PIC 16F886

1 DS1307 RTC RELOJ DE TIEMPO REAL

1 CRYSTAL 32.768 KHZ

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1 LED AZUL

1 RESISTOR 220 OHMS

1 DHT22 SENSON DE TEMPERATURA

7 RESISTENCIAS 10 K OHMS

1 LCD 16X2

1 POTENCIOMETRO 5K OHMS

1 TRANSITOR 2N2222A

1 BUZZER PIEZOELECTRICO

4 PULSADORES

1 BATERIA DE 3V

1 BASE DE BATERIA DE 3V

1 PROGRAMADOR UNIVERSAL DE PIC

1 JUEGO DE CABLES PARA PROTOBOARD

PROCEDIMIENTO Y FUNCIONAMIENTO DEL RELOJ

MULTIFUNCIONAL

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Muestra Información de hora, día de la semana, fecha, mes, año, y datos de temperatura y humedad.

- Tiene bip de hora (6 bip) y tiene bip de media hora (3 bip).

- Tiene ajuste de brillo del backlight del lcd 16x2

- Al apagar no pierde ningún dato del reloj calendario debido a la batería CR2032, inclusive el nivel de brillo también es guardado en la memoria eprom del DS1307, lo único que no se guarda es los datos leídos por el sensor DHT22 (temperatura y humedad).

- Para ingresar al Menu de Configuración se pulsa el boton central ROJO durante 2 segundos, suena el sonido PAUSE de Mario Bros se suelta el boton central e ingresa al modo config., todos los valores se ajustan con los botones SUBE y BAJA, con el rojo se avanza de pantalla y el boton ATRAS retrocede de pantalla de configuración. En el video se aprecia bien eso.

- Al pulsar los botones en el momento del ajuste, reproduce sonidos de Mario Bros como en mis otros videos.

- Alimentación atravéz de USB (solo pin 1 y 4 del USB), +5v.

PARTES Y DIAGRAMA DEL CIRCUITO RELOJ MULTIFUNCIONAL

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CONCLUCIONES

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El circuito funciona correctamente llevando los registros de hora, fecha, y temperatura. Para el circuito se emplea un voltaje de 5V y 2A de corriente para el correcto funcionamiento de configuración del circuito de debe ajustar algunos errores de ingreso de fecha

RECOMENDACIONES

Para que la lcd muestre los caracteres especiales deben buscar el código apropiado porque en el programador y simulador del circuito puede funcionar correctamente pero al implementarlo puede que no se visualice correctamente el carácter.

Configurar correctamente el ingreso de la fecha ya que puede surgir errores de ingreso debido a años bisiestos y meses que no tienen 31 días.

BIBLIOGRAFIA

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http://www.youtube.com/watch?v=GeHVDoxcZGo

http://www.kemisa.es/circuito_reloj_calendario_pic16f873a.php

https://cifpn1hectorm.wordpress.com/2012/11/28/reloj-calendario-con-pcf8583-e-i2c/

https://mecatronic2.wordpress.com/2012/11/29/reloj-calendario/

https://esmelissjds.wordpress.com/category/reloj-calendario/

http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=26934.0

http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/9310540/Reloj-digital-con-pic-16f84-para-electronicos-entusiastas.html

https://es.wikipedia.org/wiki/Pantalla_de_cristal_l%C3%ADquido

https://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica

https://es.wikipedia.org/wiki/Bot%C3%B3n_(dispositivo)

https://es.wikipedia.org/wiki/Transistor

https://es.wikipedia.org/wiki/Potenci%C3%B3metro

https://es.wikipedia.org/wiki/Microcontrolador_PIC

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