【正文】 鍵盤(pán)掃描程序設(shè)計(jì) .................................................................................... 22 溫度傳感器程序設(shè)計(jì) ................................................................................ 23 語(yǔ)音播報(bào)程序設(shè)計(jì) .................................................................................... 25 溫度報(bào)警 程序設(shè)計(jì) .................................................................................... 26 顯示電路子程序 ....................................................................................... 26 時(shí)鐘電路程序設(shè)計(jì) .................................................................................... 27 ii 主程序設(shè)計(jì) ............................................................................................... 28 第四章 結(jié)論 .................................. 32 參考文獻(xiàn) ..................................... 33 致謝 ........................................ 34 附錄 A 總的原理圖 ............................. 35 附錄 B 程序清單 ..................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。實(shí)現(xiàn)溫度和時(shí)間的顯示、語(yǔ)音播報(bào)，時(shí)間和鬧鐘的設(shè)置。 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 設(shè)計(jì)任務(wù) 本論文將要設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的多功能數(shù)字溫度計(jì)，它具有實(shí)時(shí)溫度顯示并報(bào)溫以及時(shí)鐘顯示與報(bào)時(shí)，定時(shí)鬧鐘的功能。具有簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)，并且很準(zhǔn)確和穩(wěn)定。 AT89S52 簡(jiǎn)介： AT89S52 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě) 1000 次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51 指令系統(tǒng)及 80S52 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89S52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解 決方案。所以為了保證單片機(jī)正常工作需要為其設(shè)計(jì)較穩(wěn)定的 5V電源。 2) C C4 為電解電容分別選用 470μ F16V 和 100μ F16V, C C2 均選用 104 瓷片電容 。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復(fù)位， RST 引腳的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。如果直接將按鍵并聯(lián)在電容兩端，按下按鍵后電容直接通過(guò)按鍵的觸點(diǎn)放電，將會(huì)在瞬時(shí)產(chǎn)生較大的沖擊電流，容易使按鍵的觸點(diǎn)氧化。 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 方案一： 采用 DS12C887 時(shí)鐘 芯片。 2)超低功耗 ,典型值為 VDD=,Tamb=25℃ 。 圖 時(shí)鐘電路圖 參數(shù)選擇： 1）時(shí)鐘芯片選用 PCF8563。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類(lèi)型的圖形點(diǎn)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(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。但是 AD590 需要把被測(cè)溫度轉(zhuǎn)化為電流再通過(guò)放大器和 A/D 轉(zhuǎn)換器才能輸出數(shù)字量送給單片機(jī)進(jìn)行溫度控制。支持 3V~的寬電壓，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活，更方便。單總線通常要求外接一個(gè)約為 的上拉電阻，當(dāng)總線閑置時(shí)，其狀態(tài)為高電平。 溫度寄存器中的溫度值以 9 位數(shù)據(jù)格式表示，最高位為符號(hào)位，其余 8位以二進(jìn)制補(bǔ)碼形式表示溫度值。溫度報(bào)警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，可通過(guò)軟件寫(xiě)入戶報(bào)警上下限。 溫度 LSB 溫度 MSB TH用戶字節(jié) 1 TL用戶字節(jié) 2 配置寄存器 保留 保留 保留 CRC TM R1 1R0 1 1 1 1 .... 圖 (c) DS18B20字節(jié)定義 由表 可見(jiàn)， DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間比較長(zhǎng)，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間越長(zhǎng)。表 (a) 是一部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。操作協(xié)議為：初使化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā) ROM 功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。 圖 按鍵控制電路 語(yǔ)音播報(bào)模塊 方案一：通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)，存儲(chǔ)器， D\A 轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)的采樣、處理、存儲(chǔ)和實(shí)現(xiàn)。 綜上所述，選擇方案二，即 ISD1420。 圖 (c) ISD1420 芯片引腳圖 ISD1420 各引腳說(shuō)明如下： A0A7— 地址輸入端，當(dāng) A6 和 A7 不全為高電平時(shí)， A0A7為分段錄音信息地址線，不同的地址對(duì)應(yīng)不同的錄音片斷。 XCLK— 外接時(shí)鐘輸入端， ISD1420 具有內(nèi)部時(shí)鐘，一旦接人外部時(shí)鐘，內(nèi)部時(shí)鐘會(huì)自動(dòng)失去作用。錄音期間 REC 應(yīng)始終保持低電平， REC 變高或存儲(chǔ)空間變滿時(shí)錄音過(guò)程結(jié)束，這時(shí)在錄音截止的地方會(huì)記錄一個(gè)信息結(jié)束標(biāo) 記（ EOM）。另外， A0 和 A1 都需要接地，因?yàn)槲覀円_保分段間隔不小于 ，所以至少要四段，否則錄音的信息可能會(huì)重疊，導(dǎo)致放音時(shí)達(dá)不到自己的要求。 程序下載模塊 程序下載模塊電路圖如圖 所示。 AT24C02 有一個(gè) 16 字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器。 20 圖 存儲(chǔ)模塊電路 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)總括 硬件設(shè)計(jì)是相當(dāng)簡(jiǎn)單，因?yàn)楹芏嗟墓δ芏家呀?jīng)封裝好在一個(gè)個(gè)的芯片里面，但是要將這些功能部件完美的組合在一起，則需要軟件的力量，底層代碼的編寫(xiě)那將是一個(gè)不小的工程，每個(gè)模塊傳輸數(shù)據(jù)的方法都不一樣，對(duì)應(yīng)每一個(gè)功能部分我們都寫(xiě)一個(gè) .h 的頭文件，將其功能函數(shù)封裝在里面，這樣，在主函數(shù)中，我們只調(diào)用這些函數(shù)就可以了，底層代碼一定要精確，對(duì)于每個(gè)部件像 12864液晶， pcf8563 時(shí)鐘芯片， 18B20 溫度傳感器這些芯片，對(duì)時(shí)序的要求是非常的嚴(yán)格的，必須不斷的調(diào)試，反復(fù)的校驗(yàn)，這個(gè)必須要將對(duì)應(yīng)的手冊(cè)吃透。當(dāng)所設(shè)的功能鍵按下時(shí)，本系統(tǒng)應(yīng)完成該鍵所設(shè)的功能。操作協(xié)議為：初始化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā) ROM 功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。 while(ms) { for(i = 0。 pcf8563_star()。 lcd_clr()。 //語(yǔ)音播報(bào)時(shí)間值 月 speak_temp(time[2])。 //顯示年 lcd_pos(11H)。 //顯示分 lcd_pos(15H)。 //設(shè)定顯示位置 lcd_wdat(temp)。 } speak_temp(temp) //語(yǔ)音播報(bào)溫度值 } } } } 主程序是這個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，是系統(tǒng)良好運(yùn)行的基礎(chǔ)，也是對(duì)各個(gè)功能是否能實(shí)現(xiàn)的一個(gè)控制，在此處可以根據(jù)你要實(shí)現(xiàn)的控制來(lái)調(diào)整程序，所以在很大程度上節(jié)省了功能變動(dòng)帶來(lái)的影響。 35 附錄 A 總的原理圖 。 多功能數(shù)字溫 度計(jì)強(qiáng)調(diào)的就是它應(yīng)該具有多種功能，所以本次溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，它是具有溫度、時(shí)間的實(shí)時(shí)顯示和語(yǔ)音播報(bào)，以及鬧鐘、時(shí)間的設(shè)定，而它最大的特色在于使用了語(yǔ)音提示電路，這是一般的溫度計(jì)所沒(méi)有的。 31 if(temp=30||temp=60) { for(i=1。 //顯示秒 lcd_pos(16H)。 //顯示月 lcd_pos(12H)。 //語(yǔ)音播報(bào)時(shí)間值 時(shí) speak_temp(time[4])。 //設(shè)置默認(rèn)的時(shí)鐘時(shí)間 while (1) { lcd_clr()。 InitCom(unsigned char BaudRate)。 i++) { _nop_()。部分控制 DS18B20 指令功能如表 所示： 開(kāi)始 掃描鍵值 是否有鍵按下 延時(shí)去抖動(dòng) 是否有鍵按下 提取鍵值 調(diào)用按鍵子程序 結(jié)束 是 是 否 否 24 圖 溫度 傳感器 程序流程圖 開(kāi)始 初始化單總線 是否應(yīng)答 跳過(guò)讀序列號(hào)操作 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 初始化單總線 是否應(yīng)答 發(fā)出 rom命令送出 rom碼 讀取溫度寄存器 計(jì)算并返回溫度值 返回 否 否 是 是 否 25 表 控制 DS18B20 指令表 指 令 指令代碼 操 作 說(shuō) 明 跳過(guò) ROM CCH 忽略 64 位 ROM 編碼 溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動(dòng) DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換 讀暫存器 BEH 讀暫存器 9 個(gè)字節(jié)內(nèi)容 寫(xiě)暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫(xiě)入暫存器的 TH、 TL 字節(jié) 復(fù)制暫存器 48H 把暫存器的 TH、 TL 字節(jié)寫(xiě)到 E2RAM 中 重新調(diào) E2RAM B8H 把 E2RAM 中的 TH、 TL 字節(jié)寫(xiě)到暫存器 TH、 TL 中 讀電源供電方式 B4H 啟動(dòng) DS18B20 發(fā)送電源供電方式的信號(hào)給主 CPU 語(yǔ)音播報(bào)程序設(shè)計(jì) 單片機(jī)語(yǔ)根據(jù)語(yǔ)音信息與分段地址的對(duì)照表和當(dāng)前溫度組合出播報(bào)當(dāng)前的溫度語(yǔ)音數(shù)據(jù)地址，再通過(guò) 控制語(yǔ)音芯片放音，把處理的數(shù)據(jù)地址通過(guò)P0端口寫(xiě)給語(yǔ)音芯片，程序流程如圖 所示： 對(duì)應(yīng)按鍵是否按下 讀取公共模塊程序 判斷當(dāng)前溫度時(shí)間 讀取對(duì)應(yīng)語(yǔ)音程序 結(jié)束 開(kāi)始 是 否 26 圖 語(yǔ)音播報(bào)子程序 溫度報(bào)警程序設(shè)計(jì) 初始默認(rèn)上下限報(bào)警值，或鍵盤(pán)設(shè)定報(bào)警值，取量實(shí)時(shí)測(cè)溫度值與溫度上下限值比較，超過(guò)報(bào)警范圍，導(dǎo)通三極管，觸發(fā)蜂鳴器與指示燈報(bào)警，當(dāng)實(shí)時(shí)溫度恢復(fù)到報(bào)警范圍內(nèi)溫度時(shí)，自動(dòng)停止報(bào)警。閉合和釋放過(guò)程都要經(jīng)過(guò)一定的過(guò)程才能達(dá)到穩(wěn)定，這一過(guò)程是處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱(chēng)為抖動(dòng)。一個(gè)主函數(shù)貫穿整個(gè)功能文件，簡(jiǎn)潔的將系統(tǒng)的功能統(tǒng)一起來(lái)。 AT24C02 支持總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議 IIC，總線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。此模塊設(shè)計(jì)的時(shí)候，很容易出現(xiàn)串口的連線連接錯(cuò)誤的情況，在設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意，否則串口不能正常工作，程序也就不能夠下載到單片機(jī)中。 表 信息與地址對(duì)照表 18 語(yǔ) 音 信 息 分段 地址 A7