【正文】 置、 環(huán)境溫 度 測(cè) 量、交直流 供電電 源等功能。 It use buzzer for voice instructions。制造者們根據(jù)社會(huì)的需求為人類(lèi)定制各種各樣的產(chǎn)品。這個(gè)鬧鐘只會(huì)在每天早晨 4 點(diǎn) 響 —— 這是赫特金斯每天起床的時(shí)間。在它鬧響后，你必須按一下才能讓它停。 在下面 論 文中主要介紹新型 電 子 鬧鐘 。 本課題研究的意義 20 世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子 產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來(lái)越快。忘記了要做的事情，當(dāng)事情不是很重要的時(shí)候，這種遺忘無(wú)傷大雅。注射后，一般等待 5 分鐘，一旦超時(shí)，所作的皮試試驗(yàn)就會(huì)無(wú)效。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、定時(shí)啟閉電路、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備 、溫度檢測(cè) ，甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以 鬧鐘 數(shù)字 化為基礎(chǔ)的。 第 1 章 —— 緒論，主要對(duì)本課題的研究背景以及通篇內(nèi)容進(jìn)行概述。 (3)時(shí)鐘模塊的設(shè)計(jì)及原理，列出了時(shí)鐘模塊的幾種方案及其優(yōu)缺點(diǎn)，選擇適合本設(shè)計(jì)的方案，并對(duì)所選方案中的芯片 DS12C887 進(jìn)行了說(shuō)明，畫(huà)出了 DS12C887芯片與單片機(jī)的連接電路圖。 (7)電源電路的設(shè)計(jì)，根據(jù)系統(tǒng)采用的單片機(jī)的要求，設(shè)計(jì)了交直流交叉供電的電源系統(tǒng)。本章為論文的主要部分，提出了設(shè)計(jì)的要求，比較和論證了本設(shè)計(jì)的總體方案和各功能模塊的硬件電路設(shè)計(jì)方案，完成了 各模塊的硬件電路設(shè)計(jì)和 交直流交叉供電的穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)的主機(jī) 方案主要 有兩種 [2]，如 下： 方案一： 采用 AT89C2051 微處理器控制。 方案二：采用 AT89C51 單 片機(jī) 來(lái)實(shí)現(xiàn) 系 統(tǒng) 的控制。 方案二 設(shè)計(jì) ， 系統(tǒng)框圖 ， 如圖 所示。由于 將 多功能 8位 CPU和 閃爍內(nèi) 存 組 合在 單個(gè) 芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精 簡(jiǎn)版本。 GND：接地。在FIASH 編 程 時(shí) ， P0 口作 為 原 碼輸 入口， 當(dāng) FIASH 進(jìn) 行校 驗(yàn)時(shí) ， P0 輸出原 碼，此時(shí) P0外部必 須 被拉高。 P2口： P2 口 為 一 個(gè)內(nèi) 部上拉 電阻 的 8 位 雙向 I/O 口， P2口 緩沖器可接收， 輸 出 4 個(gè) TTL門(mén)電 流， 當(dāng) P2口被寫(xiě) “1” 時(shí) ，其管 腳被內(nèi)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 部上拉 電阻 拉高，且作 為輸 入。在 給 出地址 “1” 時(shí) ，它利用 內(nèi) 部上拉 優(yōu)勢(shì) ， 當(dāng)對(duì) 外部八位地址 數(shù) 據(jù)存 儲(chǔ) 器 進(jìn) 行 讀寫(xiě)時(shí) ， P2口 輸 出其特殊功能寄存器的 內(nèi) 容。作 為輸 入，由于外部下拉 為 低 電平 ， P3 口 將輸 出電 流 (ILL)這 是由于上拉的 緣 故。 ALE/PROG： 當(dāng)訪問(wèn) 外 部?jī)?nèi) 存 時(shí) ，地址 鎖 存 允許 的 輸 出 電平 用于 鎖存地址的地位字 節(jié) 在 FLASH 編 程期 間 ，此引 腳 用于 輸 入 編 程 脈沖 。如想禁止 ALE的 輸 出可在 SFR8EH 地址上置 0。 /PSEN：外部程序 內(nèi) 存的 選 通信 號(hào) 。注意加密方式 1 時(shí) ， /EA將內(nèi) 部 鎖定為 RESET； 當(dāng) /EA 端保持高 電平時(shí) ，此 間內(nèi) 部程序 內(nèi) 存。 AT89C51單片機(jī)的 振蕩器特性 XTAL1 和 XTAL2 分 別為 反向放大器的 輸 入和 輸 出， 該 反向放大器可以配置 為 片 內(nèi) 振 蕩 器 ，可采用 石晶振 蕩 或 陶瓷振 蕩 。在芯片擦 除 操作中，代 碼數(shù)組 全 被寫(xiě) “1” 且在任何非空存 儲(chǔ) 字 節(jié) 被重復(fù) 編 程以前， 該 操作必 須 被 執(zhí) 行。在掉 電 模式下，保存 RAM的 內(nèi) 容并且 凍結(jié) 振 蕩 器，禁止所用其它芯片功能，直到下一 個(gè) 硬件復(fù) 位為止。如采用外部 時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng) 器件， XTAL1 應(yīng) 不接。 10uF)，并保 證電 路的 對(duì)稱(chēng) 性， 選擇 正牌廠家生 產(chǎn) 的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 瓷片或云母 電 容，如果可能的 話 ， 溫 度系 數(shù) 要 盡 可能低。前者 電 路 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單 ，成本低，但復(fù)位系 統(tǒng) 可靠性 較 低；后者成本 較 高、但復(fù)位系 統(tǒng) 可靠性 較 高 ，尤其是高可靠重復(fù)復(fù)位。比 較 常 見(jiàn) 的廠家有MAXIM、 Philips、 IMP 及 DALLS 等， 51 系 列微 處 理器常用的型 號(hào) 有MAX831L、 MAX80 X25043/5 等。 從理論 上 來(lái)說(shuō) ， 51 系列 單 片機(jī)復(fù)位引 腳 只要外加 兩個(gè) 機(jī)器周期的有效信 號(hào) 即可復(fù)位，即 只要保 證 t =RC2M(機(jī)器周期 )便可。 方案二：采用 帶 RAM 的 時(shí)鐘 芯片 DS12C887。它在 沒(méi) 有 電壓輸 入的情 況 下， 內(nèi) 部 RAM，時(shí)間 ，日期， 鬧鐘設(shè) 置信息都不 會(huì)丟 失。 DS12C887的管腳說(shuō)明 DS12C887 內(nèi) 部由振 蕩電 路，分 頻電 路，周期中 斷 /方波 選擇電 路，14 字 節(jié)時(shí)鐘 和控 制單 元， 114 字 節(jié) 用 戶非 易失 RAM，十 進(jìn) 制 /二 進(jìn) 制累加器， 總線 接口 電 路， 電 源 開(kāi)關(guān)寫(xiě) 保 護(hù)單 元和 內(nèi)部鋰電 池等部分 組成。本文主要 討論 Intel 模式。 表 周 期性中斷率和方波中斷頻率 寄存器 A 中的控制 PI 周期中斷周期 SQW輸出頻率 RS3 RS2 RS1 RS0 0 0 0 0 無(wú) 無(wú) 0 0 0 1 256 Hz 0 0 1 0 128 Hz 0 0 1 1 s 8129 Hz 0 1 0 0 s 4096 Hz 0 1 0 1 s 2048 Hz 0 1 1 0 s 1024 Hz 0 1 1 1 512 Hz 0 0 0 0 256 Hz 0 0 0 1 128 Hz 0 0 1 0 64 Hz 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 0 0 1 1 32 Hz 0 1 0 0 16 Hz 0 1 0 1 125ms 8 Hz 0 1 1 0 250ms 4 Hz 0 1 1 1 500ms 2 Hz DS/RD： 數(shù) 據(jù) 選擇 或 讀輸 入 腳 ， 該 引 腳有兩 種工作模式， 當(dāng) MOT接 VCC 時(shí) ， 選用 Motorola 工作模式，在 這 種工作模式中，每 個(gè)總線周期的后一部分 的 DS 為 高 電平 ，被 稱(chēng)為資 料 選 通。此 時(shí) ， 該 引 腳 的作用是 區(qū) 分 進(jìn) 行的是 讀操 作還 是 寫(xiě) 操作， 當(dāng) R/W為 高 電平時(shí)為讀 操作， R/W為 低 電平時(shí)為寫(xiě)操作； 當(dāng) MOT接 GND 時(shí) ， 該 管 腳 工作在 Intel 模式，此 時(shí)該 引腳 作 為寫(xiě)允許輸 入，即 Write Enable。 表 DS12C887的地址及取值 ADDRESS LOCATION FUNCTION DECIMAL RANGE RANGE BINARY DATA MODE BCD DATA MODE 0 Seconds 0059 003B 0059 1 Seconds alarm 0059 003B 0059 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 2 Minutes 0059 003B 0059 3 Minutes alarm 0059 003B 0059 4 Hours12hr Mode 112 010C AM,818C PM 0112 AM,8192 PM Hours24hr Mode 023 0017 0023 5 Hours alarm12hr 112 010C AM,818C PM 0112 AM,8192 PM Hours alarm24hr 023 0017 0023 6 Day of the week Sunday=1 17 0107 0107 7 Data of the month 131 011F 0131 8 Month 112 010C 0112 9 Year 099 0063 0099 50 Century 19,20 NA 19,20 DS12C887 與單片機(jī)的連接圖 在各種 設(shè)備、 家 電 、 儀器 、 工業(yè) 控制系 統(tǒng) 中，可以很容易地用DS12C887 來(lái)組 成 時(shí)間獲取單 元，以 實(shí)現(xiàn) 各種 時(shí)間 的 獲 取。 相比較，方案二完全能 滿 足 題 目的要求，且分辨率 較 高，重復(fù)性和可靠性好，所以采用方案二。它 繼 “ 一 線總線 ”的早期 產(chǎn) 品后， 開(kāi) 辟了 溫 度 傳 感器技 術(shù)的新概念。 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 具有 3 引 腳 TO－ 92 小體 積 封 裝 形式， 提供 12 位 (二進(jìn)制 )溫度讀數(shù)指示器件的溫度信息。因?yàn)槊恳粋€(gè) DSl8B20 在出廠時(shí)已經(jīng)給定了唯一的序號(hào)，因此任意多個(gè)DSl8B20 可以存放在同一條單線總線上，這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件。 64位 光刻 ROM 的排列是：開(kāi)始 8 位 (28H)是產(chǎn)品類(lèi)型標(biāo)號(hào)， 接著的 48 位是該 DS18B20 自身的序列號(hào)，最后 8位是前面 56 位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼 (CRC=X8+X5+X4+1)。 圖 DS18B20及 DS18B20Z的管 腳 排列及封裝 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 DS18B20 中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以 12 位轉(zhuǎn)化為例 ： 用 16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀 數(shù)形式提供，以 ℃/LSB形式表達(dá)，其中 S 為符號(hào)位。 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存 RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的 E2RAM， 后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。第九個(gè)字節(jié)是冗余檢驗(yàn)字節(jié)。 (DS18B20出廠時(shí)被設(shè)置為 12位 )。蜂鳴器 分 有無(wú)源和有源兩種，前者需要輸 入聲音頻率信號(hào)才能正常發(fā)聲，后者只需適當(dāng)直流電源電壓即可：元件內(nèi)部已封裝了音頻振蕩電路，在得電狀態(tài)下即起振發(fā)聲。 ZLG7289 的概述 ZLG7289是 廣 州周立功 單 片機(jī) 發(fā) 展有限公司自行 設(shè)計(jì) 的具有 SPI串行接口功能的可同 時(shí)驅(qū)動(dòng) 8位 共陰極 數(shù)碼 管或 64只 獨(dú) 立 LED的智 能顯 示 驅(qū)動(dòng) 芯片 該 芯片同 時(shí)還 可 連 接多 達(dá) 64鍵 的 鍵盤(pán) 矩 陣單 即可完成E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U1A T 8 9 C 5 1R11 0 kC71 0 u Fv c cC53 0 P FC63 0 P FY11 1 . 0 5 9 2 M H Z1 2 3U4D S 1 8 B 2 0 5VR21 0 kCSC L KD I OK E Y5VU5B E L L本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 LED顯 示、 鍵盤(pán) 接口的全部功能 [12]。 電 特性 為： Vcc=， Fosc=16MHz， Ta=25℃。 ZLG7289的管腳說(shuō)明 VDD( 2腳 )：正電源。 CLK(7腳 )： 同步時(shí)鐘輸入端向芯片發(fā)送數(shù)據(jù)及讀取鍵盤(pán)數(shù)據(jù)時(shí)此引腳電平上升沿表示數(shù)據(jù)有效。 DP(17腳 )： 小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)輸出。 /RST(28腳 )： 復(fù)位端。 1234C11 0 0 u FC31 0 0 u F~9~ 2 2 0C21 0 4C41 0 4V i n1GND2+ 5 V3U5L M 7 8 0 5 C T5V 圖 電 源模 塊設(shè)計(jì)圖 7805 三端 穩(wěn)壓 集成芯片，其 標(biāo)稱(chēng) 最大 輸 出 電 流均 為 ，但 在實(shí)際應(yīng) 用中， 該 最大 輸 出 電 流值往往取 決 于 兩個(gè) 方面： (1)足 夠 的散熱 面 積 ； (2)不同的生 產(chǎn) 廠家。因此， 選為 9V。 原理分析 單 片機(jī)最小系 統(tǒng)組 成 的 單 片機(jī)系 統(tǒng) [14]， 是整 個(gè) 硬件系 統(tǒng) 的核心，它即 協(xié)調(diào) 整機(jī)工作，又 是數(shù) 據(jù) 處 理 器， 是軟 硬件系 統(tǒng)連 接的 橋 梁。 DS12C887 內(nèi)部 114個(gè) RAM作為時(shí)鐘和控制寄存器，在有電的情況下由程序