【正文】 基于單片機的多功能時鐘設(shè)計，主要探討了一種帶數(shù)字溫度計的語音時鐘的實現(xiàn)方案。第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計3第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 整體框架概述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。AT89C52 有 40 個引腳，32 個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含 2個外中斷口，3 個 16 位可編程定時計數(shù)器，2 個全雙工串行通信口，2 個讀寫口線，AT89C52 可以按照常規(guī)方法進行編程，但不可以在線編程（S 系列的才支持在線編程） 。 功能性描述AT89C52 為 40 腳雙列直插封裝的 8 位通用微處理器，采用工業(yè)標準的 C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的 8xc52 相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。VCC（40 腳）和 VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V 電源的正負端；P0~P3：為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計中，P0 端口（32~39 腳）被定義為 N1 功能控制端口，分別與 N1 的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為 IR 輸入端，10 腳和 11 腳定義為 I2C 總線控制端口，分別連接 N1 的 SDAS（18 腳）和 SCLS（19 腳）端口，12 腳、27 腳及 28 腳定義為握手信號功能端口，連接主板 CPU 的相應(yīng)功能端，用于當前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進入的控制功能。在 Flash 編程時，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。與 AT89C51 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計5不同之處是， 和 還可分別作為定時/計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（）和輸入（） 。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVX RI 指令）時，P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。對 P3 口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。當振蕩器工作時，RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。對 Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG） 。 （5） PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù) 據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文6（8） XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出 實時時鐘芯片 DS1302DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時鐘芯片，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。X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振用來為芯片提供計時脈沖。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。圖 23 DS1302 的硬件接線圖時鐘芯片 DS1302 的工作原理：a) DS1302 的控制字節(jié)DS1302 控制字節(jié)的高有效位（位 7）必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入 DS1302 中，位 6 如果 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取RAM 數(shù)據(jù)；位 5 至位 1 指示操作單元的地址；最低有效位（位 0）如為 0 表示要進行寫操作，為 1 表示進行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 “CH”是時鐘暫停標志位，當該位為 1 時，時鐘振蕩器停止，DS1302 處于低功耗狀態(tài)；當該位為 0 時，時鐘開始運行。時鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。DS18B20 具 有 獨 特 的 單 線 接 口 ， 只 需 1 個 接 口 引 腳 即 可 通 信 ； 多 點 能 力 使 分布 式 溫 度 檢 測 應(yīng) 用 得 以 簡 化 ； 不 需 要 外 部 元 件 ； 可 用 數(shù) 據(jù) 線 供 電 ， 不 需 備 份電 源 ； 測 量 范 圍 從 55℃至 +125℃， 增 量 值 為 ℃。下 圖 （ 圖 24） 為 DS18B20 硬 件 接 線 圖 ：淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文8圖 24DS18B20 引腳接線引腳說明：GND 為接地引腳；DQ 為數(shù)據(jù)輸入輸出腳。 4） DS18B20 在 使 用 中 不 需 要 任 何 外 圍 元 件 ， 全 部 傳 感 元 件 及 轉(zhuǎn) 換 電路 集 成 在 形 如 一 只 三 極 管 的 集 成 電 路 內(nèi) 。 7） 在 9 位 分 辨 率 時 最 多 在 內(nèi) 把 溫 度 轉(zhuǎn) 換 為 數(shù) 字 ， 12 位 分 辨率 時 最 多 在 750ms 內(nèi) 把 溫 度 值 轉(zhuǎn) 換 為 數(shù) 字 ， 速 度 更 快 。DS18B20 數(shù)據(jù)線是開漏結(jié)構(gòu)，這就意味著,在沒有數(shù)據(jù)的時候,使總線在空閑的時候處于高電平狀態(tài).b) DS18B20 的 供 電 方 式DS18B20 的 供 電 方 式 有 兩 種 ： 寄 生 電 源 供 電 方 式 和 外 部 電 源 供 電 方 式 。單片機對其寫入 16 位格式命令時序。? 同相模擬輸入（ANA IN+）: 錄音信號的同相輸入端，輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動。信號通過耦合電容輸入，最大幅度為峰峰值 16 mV，本端的標稱輸入阻抗為56KΩ，單段驅(qū)動時，本端通過電容接地，兩種方式下，ANAIN+、ANAIN端的耦合電容值應(yīng)相同?；窗残畔⒙殬I(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文12? 串行輸出（MISO）: ISD 的串行輸出端。? 中斷（/INT）: 漏極開路輸出，ISD 在任何操作（包括快進）中檢測到EOM 或 OVF 時，本端變低并保持。? EOM 標志只在放音中檢測到內(nèi)部的 EOM 標志時，此狀態(tài)位置 1。快進模式下，RAC 的 是高電平 為低電平。商業(yè)級的芯片在整個溫度和電壓范圍內(nèi)，其頻率變化在177。由于內(nèi)部的防混淆及平滑濾波器已設(shè)定，故上述推薦的時鐘頻率不應(yīng)改變。通常，本端對地接 1uF 的電容，構(gòu)成內(nèi)部信號電平峰值檢測電路的一部分。本端接 VCCA 則禁止自動靜噪。 獨立式鍵盤每個鍵單獨占用一根 I/O 口線，每根 I/O 口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他 I/O 口線上的狀態(tài)，矩陣式鍵盤按鍵排列為行列式矩陣結(jié)構(gòu)，也稱行列式鍵盤結(jié)構(gòu)。CPU 在一個工作周期內(nèi)，利用完成其他任務(wù)的空余時間，調(diào)用鍵盤掃描子程序，經(jīng)程序查詢，若無鍵操作，則返回；若有鍵操作，則進而判斷是哪個鍵，并執(zhí)行相應(yīng)的鍵處理程序。按鍵設(shè)計圖如圖 29 所示：淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文14圖 29 按鍵設(shè)計第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計15第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 主程序設(shè)計包含主程序設(shè)計、語音芯片錄放音程序設(shè)計、實時時鐘程序設(shè)計、溫度芯片程序設(shè)計、液晶顯示程序設(shè)計五部分。在本系統(tǒng)中，將計數(shù)引腳 T0 和 T1 擴展為 2 個中斷源引腳。4）開啟定時器/計數(shù)器中斷。RST 是復(fù)位/片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。上電運行時，在 Vcc 之前，RST必須保持低電平。DS18B20 的通信方式為單線總線方式（詳見美國 DSLLAS 公司關(guān)于該芯片的數(shù)據(jù)手冊） ，本系統(tǒng)中以單片機模擬單線總線方式實現(xiàn)與其接口。2）發(fā)送 ROM 操作指令，即讀 ROM（33H） 、匹配 ROM（55H） 、忽略ROM（CCH）和搜素 ROM（F0H）其中之一。所以，必須等待足夠的時間，讓溫度轉(zhuǎn)換完成。AT89C52 讀/寫 0CM1286 時序圖如圖 34/35：淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文18圖 34 AT89C52 讀 OCM128641 的時序圖 35 AT89C52 寫 OCM128641 的時序 語音芯片 ISD4003語音報時和鬧鈴功能由語音芯片 ISD40034 實現(xiàn)。第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計19在本系統(tǒng)中，首先選取不同的起始地址分別錄入語音“現(xiàn)在時間” 、 “溫度” 、“攝氏度” 、 “0”到“10”的語音、 “點”和“分” ，然后再錄入鬧鈴音。 源程序TIMER0: CLR TR0 MOV TH0,0B8H MOV TL0,000H DJNZ R1,GOON PUSH ACC MOV A,P3 PUSH ACC MOV P3,0FFH MOV A,R7 PUSH ACC ACALL TIME MOV R1,50 POP ACC MOV R7,A POP ACC MOV P3,A POP ACCGOON: SETB TR0 RETITIME: MOV A,53H ADD A,01H淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文20 DA A MOV E7,A CLR C SUBB A,60H JNC MIN1 MOV 53H,R7 SJMP OKMIN1: MOV 53H,00H JB ,OK。不愧為一款非常優(yōu)秀的單片機仿真軟件。用戶甚至可以實時采用諸如 LED/LCD、鍵盤、RS232終端等動態(tài)外設(shè)模型來對設(shè)計進行交互仿真。1）支持許多通用的微控制器，如 PIC， HC11 以及 8051；2）交互的裝置模型包括:LED 和 LCD 顯示，RS232 終端，通用鍵盤；3）強大的調(diào)試工具，包括寄存器和存儲器，斷點和單步模式；4）IAR CSPY 和 Keil uVision2 等開發(fā)工具的源層調(diào)試；5）應(yīng)用特殊模型的 DLL 界面提供有關(guān)元件庫的全部文件；Proteus 與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機 CPU 的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況?？梢圆扇z查元器件與設(shè)計要求、規(guī)格和安裝是否一致。若有高壓，聯(lián)機仿真器調(diào)試時將會損壞仿真器，有時會使應(yīng)用系統(tǒng)中的集成塊發(fā)熱損壞。經(jīng)過實際的測試，該方案較好的實現(xiàn)了時間和鬧鐘的顯示與調(diào)整，溫度顯示和語音報時功能，具有較好的適應(yīng)性與穩(wěn)定性。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我能運用已學(xué)的知識解決我在設(shè)計中遇到的問題，使自己的動手能力和思考問題的能力得到了很大的提高。在這次設(shè)計中遇到了很多實際性的問題，在實際設(shè)計中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論性的東西與在實際運用中的還是有一定的出入的，所以有些問題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯誤思維。因此在整個設(shè)計過程中大部分時間是用在程序上面