【正文】 L SFR 的值小十 {EPCnL, CCAPnL}時，輸出為低，當 PCA CL SFR 的值等于或大于 {EPCnL, CCAPnL}時，輸出為高。當 CL 的值由 FF 變?yōu)?0 溢出時， {EPCnH, CCAPnH}的內(nèi)容裝載到 {EPCnL,CCAPnL}中。這樣就可實現(xiàn)無干擾地更新 PWM。要使能 PWM 模式，模塊 CCAPMn 寄存器的 PWMn 不 II ECOMn 位必須置位。 (3) I/O 口工作類型設(shè)置 STC12C5410AD 帶有 24 個 I/O 引腳，它的 I/O 與傳統(tǒng)的 I/O 不同，每個 I/O 口均可由軟 件設(shè)置成 4 種工作類型之一，使得功能口和通用 I/O 口復用。 4 種類型分別為 :準雙向口 (標準 8051 輸出模式 )、推挽輸出、僅為輸入 (高阻 )和開漏輸出功能。在對同一個 I/O 口進行操作前要選擇其要實現(xiàn)的功能，這樣大大地增強了端口的功能和靈活性。其中一些 I/O 口還可以與 STC12C5410AD 中的特殊模塊相結(jié)合完成更為復雜的工作。如與捕獲比較模塊相結(jié)合可以實現(xiàn)串行通信，與 A/D 模塊結(jié)合實現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換等。此外， STC12C5410AD 的 I/O 端口電氣特性也十分突出，幾乎所有的 I/O 口都有 20mA 的驅(qū)動能力，對于一般的液晶顯示屏、蜂鳴器可以直接驅(qū)動而無需輔助電路。許多端 口內(nèi)部都集成了上拉電阻，可以方便地與外圍器件相接。 (4) A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換寄存器 STC12C5410AD 單片機的 A。轉(zhuǎn)換口在 P1 口 (～ )，有 8 路 10 位高速 A/D 轉(zhuǎn)換器，STC12C5410AD 系列是 10 位精度的 A/D，速度均可達到 1 OOKHz(10 萬次 /秒 )08 路電壓輸入型 A/D，可以完成溫度檢測、電池電壓檢測、按鍵掃描、頻譜檢測等功能。上電復位后 P1口是弱上拉型的 I/O 口，可以通過軟件設(shè)置將 8 路中的任何一路設(shè)置為 A/D 轉(zhuǎn)換，不需作為A/D 使用的口可繼續(xù)作為 I/O 口使用。這樣， A/D 轉(zhuǎn)換和 I/O 口可以靈活的運用，節(jié)省了軟件及時間。 (5)有配套的仿真開發(fā)工具 STC12C5410AD 的 Flash 存儲器給用戶的開發(fā)帶來方便。用戶可以將芯片焊接在線路板上后進行下載程序、調(diào)試程序和修改程序。同時， STC12C5410AD 的片內(nèi)已集成了程序斷點控制等邏輯功能。因此，它的開發(fā)工具較為簡單，只需 1 套 PC 環(huán)境下的調(diào)試軟件和 1 個連接十并口的仿真器。仿真器與 STC12C5410AD 經(jīng)串口連接。因此，用戶只要在設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)時為調(diào)試需要預留好 STC12C5410AD 的串口接口的引出插座，即可實現(xiàn) 系統(tǒng)的程序下載調(diào)試、系統(tǒng)現(xiàn)場編程硬件仿真或軟件升級功能，而且無需外加編程電壓。 時鐘芯片的選型 我采用的 是 DALLAS 公司推出的 DS1302。該芯片是涓流充電時鐘芯片，內(nèi)含有一個實時時鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM ，通過簡單的串行接口與單片機進行通信。實時時鐘 /日歷電路提供秒、分、時、日、日期、月、年的信息。每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整，時鐘操作可通過 AM/PM 指示決定采用 24 或 12 小時格式。 DS1302 與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信，僅需用到三個口線：（ 1） RES（ 復位）；（ 2） I/O 數(shù)據(jù)線；（ 3） SCLK。 串行時鐘時鐘 /RAM 的讀 /寫數(shù)據(jù)以一個字節(jié)或多達 31 個字節(jié)的字符組方式通信。 DS1302 工作時功耗很低，保持數(shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于 1mW。 DS1302 是由 DS1202 改進而來，增加了以下的特性：雙電源管腳用于主電源和備份電源供應(yīng)， Vcc1 為可編程涓流充電電源，附加七個字節(jié)存儲器。它廣泛應(yīng)用于電話、傳真、便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領(lǐng)域。如圖 為它的原理圖。 圖 DS1302 的原理圖 溫濕度芯片的選型 溫濕度模塊采用的是瑞士 Sensirion公司的 SHT11溫濕度傳感器。 該芯片具有 I2C總線接口的單片全校準數(shù)字式相對濕度和溫度傳感器。該傳感器采用獨特的 CMOSens TM技術(shù)，具有數(shù)字式輸出、免調(diào)試、免標定、免外圍電路及全互換的特點。 傳統(tǒng)的模擬式濕度傳感器一般都要設(shè)計信號調(diào)理電路并需要經(jīng)過復雜的校準和標定過程，因此測量精度難以保證，且在線性度、重復性、互換性、一致性等方面往往不盡人意。 SHT11是基于 CMOSensTM技術(shù)的新型溫濕度傳感器。該傳感 器將 CMOS芯片技術(shù)與傳感器技術(shù)結(jié)合起來，從而發(fā)揮出它們強大的優(yōu)勢互補作用。 如圖 。 該芯片能將溫度感測、濕度感測、信號變換、 A/D轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個芯片上，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 。該芯片包括一個電容性聚合體濕度敏感元件和一個用能隙材料制成的溫度敏感元件。這兩個敏感元件分別將濕度和溫度轉(zhuǎn)換成電信號，該電信號首先進入微弱信號放大器進行放大；然后進入一個 14位的 A/D轉(zhuǎn)換器；最后經(jīng)過二線串行數(shù)字接口輸出數(shù)字信號。 SHT11在出廠前，都會在恒濕或恒溫環(huán)境巾進行校準，校準系數(shù)存儲在校準寄 存器中；在測量過程中，校準系數(shù)會自動校準來自傳感器的信號。此外， SHT11內(nèi)部還集成了一個加熱元件，加熱元件接通后可以將 SHT11的溫度升高 5℃左右，同時功耗也會有所增加。此功能主要為了比較加熱前后的溫度和濕度值，可以綜合驗證兩個傳感器元件的性能。在高濕 (95％ RH)環(huán)境中，加熱傳感器可預防傳感器結(jié)露，同時縮短響應(yīng)時間，提高精度。加熱后 SHT11溫度升高、相對濕度降低，較加熱前，測量值會略有差異。圖 3。 6為它的原理圖。 圖 SHT11實物圖 圖 SHT11內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖 SHT11原理圖 無線模塊的選型 無線通訊模塊采用的是 SM31 無線模塊。 SM31 型微功率無線數(shù)傳模塊采用 Chipcon 公司高接收靈敏度無線集成芯片 CC1020 RF 芯片， Atmel 公司的微功耗，低噪音，高速 8 位單片機，也內(nèi)置多種高糾錯信道編碼通信技術(shù)，用戶使用時，無需任何編碼，具有更高的抗干擾性強，通信穩(wěn)定的特點。圖 為它的實物圖。 采用高效前向糾錯信道編碼技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)抗突發(fā)干擾和隨機干擾能力；采用透明的 數(shù)據(jù)傳輸，提供透明的數(shù)據(jù)接口，能適應(yīng)任何標準或非標準的用戶 協(xié)議；自動過濾掉空中產(chǎn)生的噪音號及假數(shù)據(jù) ,使用方便，采用 雙串口，同時提供 TTL/RS232/RS485共 3種接口方式，大的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，接口波特率為 1200～ 115200Bit/s,格式為 8N1/8E1用戶可自定義，可 1次傳輸無限長度的數(shù)據(jù)，用戶可靈活編程設(shè)置。可廣泛用于各種場合的短距離無線通信領(lǐng)域。 圖 SM31無線模塊實物圖 語音芯片的選型 ISD2560是 ISD系列單片語音錄放集成電路的一種。這是一種永久記憶型語音錄放電路，錄音時間為 60s，可重復錄放 10 萬次。該芯 片采用多電平直接模擬量存儲專利技術(shù)，每個采樣值可直接存儲在片內(nèi)單個 EEPROM 單元中，因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲，從而避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”。該器件的采樣頻率為 ，同一系列的產(chǎn)品采樣頻率越低錄放時間越長 ,但通頻帶和音質(zhì)會有所降低。原理圖如圖 。此外， ISD2560 還省去了 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換器。其集成度較高，內(nèi)部包括前置放大器、內(nèi)部時鐘、定時器、采樣時鐘、濾波器、自動增益控制、邏輯控制、模擬收發(fā)器、解碼器和 480ｋ字節(jié)的 EEPROM。 SD2560 內(nèi)部 EEPROM 存儲單元均勻分為 600 行，有 600 個地址單元，每個地址單元指向其中一行，每一個地址單元的地址分辨率為 100ms。此外， ISD2560 還具備微控制器所需的控制接口。通過操縱地址和控制線可完成不同的任務(wù)， 以實現(xiàn)復雜的信息處理功能，如信息的組合、連接、設(shè)定固定的信息段和信息管理等。 ISD2560可不分段，也可按最小段長為單位來任意組合分段。 圖 ISD2560 原理圖 顯示的選型 128X64 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二 級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 12864, 內(nèi)置 8192 個 16*16點漢字，和 128 個 16*8 點 ASCII 字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示 84 行 1616 點陣的漢字 . 也可完成圖形顯示 .低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。 實物圖如圖 ，圖 為它的原理圖。 圖 128X64 實物圖 圖 128X64 原理圖 紅外遙控器的選型 紅外控制模塊是由紅外發(fā)射器與紅外接收器組成。紅外控制模塊在設(shè)計中所起的作用是輸入和在線修改時間、鬧鐘的數(shù)據(jù)?？稍诰€開啟觀看鬧鐘時間，可開啟和關(guān)閉時鐘報時功能，可關(guān)閉鬧鐘等功能。實物圖如圖 。 圖 紅外遙控器實物圖 紅外 遙控器使用方便，功能多．目前已廣泛應(yīng)用在電視機、 VCD、 DVD、空調(diào)等各種家用電器中，且價格便宜，市場上非常容易買到。 而且紅外遙控器發(fā)出的是紅外線不受陽光的干擾，所以選擇紅外遙控器。 4．系 統(tǒng)軟件設(shè)計 單片機 C 語言的概述 c 語言是很好用的結(jié)構(gòu)化語言， 80 年代后， c 語言開始在單片機上運用 。過去長期困擾人們的所謂 “ 高級語言產(chǎn)生代碼太長，運行速度太慢，運行效率不高，所以不適合單片機使用 。 所以 單片機 c 語言集成開發(fā)環(huán)境成功的解決了這個難題，使得單片機 c 語言的效率大大的提高，而且在關(guān)鍵部位還能嵌入?yún)R編語言代碼，從而挖掘程序的最高潛力。目前， 8051 上的 C 語言的代碼長度，已經(jīng)做到了匯編水平的 ~ 倍。 4K 字節(jié)以上的程度， C 語言的優(yōu)勢更能得到發(fā)揮。至于運行速度的問題，只要有好的仿真器，找出 關(guān)鍵的代碼，再進一步做一下人工優(yōu)化，就可很容易達到美滿。單片機 c 語言是高效的單片機開發(fā)語言 。 系統(tǒng)工作過程分析 1．初始化 2．進入初始化參數(shù)設(shè)定界面，輸入初始時間、鬧鐘時間。 3．設(shè)定參數(shù)后，按開始鍵進入時鐘界面（系統(tǒng)開始全面運行）。 4．控制器（單片機）定時向溫濕度模塊讀取數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)處理。 5．控制器（單片機）定時到時鐘芯片（ IS1302）讀取時間。 6．在得到溫濕度、時間數(shù)據(jù)之后，控制器（單片機）把時間，溫濕度顯示在液晶顯示屏上。 7．控制器（單片機）定時把溫濕度數(shù)據(jù)，時間數(shù)據(jù)通過無 線模塊傳送給其它時鐘。 8．控制器（單片機）檢查鬧鈴標志位。如果是執(zhí)行鬧鈴程序，如果否跳過該程序。 9．在外部中斷中，當檢測到要語音報時，系統(tǒng)進入語音報時程序。執(zhí)行報時功能。 10．在外部中斷中，當檢測到要修改時間或修改鬧鐘時間時，系統(tǒng)進入修改界面，而且系統(tǒng)的時間程序仍在運行，如果沒修改數(shù)據(jù)或是修改數(shù)據(jù)沒保存，當跳出修改界面后，時間將不會該變。 控制系統(tǒng)程序設(shè)計 1. 顯示 128 64 液晶顯示屏，具有四行顯示功能，而且內(nèi)部含有國標一級，二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模；所以可以同時顯示時間、日期 、溫度、濕度等內(nèi)容。在顯示方式上是采用動態(tài)的顯示方式，所以能實時顯示傳感器中的數(shù)據(jù)。 2. SHT11 溫濕度傳感器 SHT11 是利用溫濕度傳感器分別產(chǎn)生相對溫度或濕度的信號，然后經(jīng)過放大，分別送至A/D 轉(zhuǎn)換器進行模 /數(shù)轉(zhuǎn)換、校準和糾錯，最后通過二線串行接口將相對濕度數(shù)據(jù)送至主控制器進行處理。所以在程序開始時，微處理器先用一組 啟動傳輸 時序表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯樱?SCK 時鐘為高電平時， DATA 翻轉(zhuǎn)為低電平；緊接著 SCK 變?yōu)榈碗娖?，隨后又變?yōu)楦唠娖?；?SCK 時鐘為高電平時， DATA 再次翻轉(zhuǎn)為高電平。 主機發(fā)出啟 動命令，隨后發(fā)出一個后續(xù) 8位命令碼，該命令碼包含 3個地址位 (芯片設(shè)定 地址為 000)和 5個命令位；發(fā)送完該命令碼，將 DATA總線設(shè)為輸入狀態(tài)等待 SHT11的響應(yīng)；SHT11接收到上述地址和命令碼后，在第 8個時鐘下降沿，將 DATA下拉為低電平作為從機的ACK；在第 9個時鐘下降沿之后，從機釋放 DATA(恢復高電平 )總線；釋放總線后，從機開始測量當前溫度或濕度，測量結(jié)束后，再次將 DATA總線拉為低電平；主機檢測到 DATA總線被拉低后，得知溫度或濕度測量已經(jīng)結(jié)束，給出 SCK時鐘信號；從機在第 8個時鐘下降沿，先輸出高字 節(jié)數(shù)據(jù)；在第 9個時鐘下降沿，主機將 DATA總線拉低作為 ACK信號。然后釋放總線 DATA；在隨后 8個 SCK周期下降沿，從機發(fā)出低字節(jié)數(shù)據(jù)；接下來的 SCK下降沿，主機再次將 DATA總線拉低作為接收數(shù)據(jù)的 ACK信號；最后 8個 SCK下降沿從機發(fā)出 CRC校驗數(shù)據(jù)，主機不予應(yīng)答 (NACK)則表示測量結(jié)束。 3. 語音 語音模塊采用的是 ISD2560語音芯片。 ISD2560雖然提供了地址輸入線，但它的內(nèi)部信息段的地址卻無法讀出。本系統(tǒng)采用單片機來控制，不需讀出信息地址，而直