【正文】 ATA7BUSY8U2語(yǔ)音芯片C13C8LS1揚(yáng)聲器+5V 系統(tǒng) PCB 圖 1212121 2121212123456789101112131415161213456789243211 2 31232112121 21 2 1 21 21 21 21 21 21 21 21234567891817161514131211101920 212223242526272829303132333435363738394012348765123487651231212 23 實(shí)物圖 24 元件清單 名稱 數(shù)量 STC89C52 1 30PF 電容 2 10UF 電容 1 1000UF 電容 1 10K 電阻 3 10K 電位器 1 DIP40 插座 1 LCD1602 1 輕觸按鍵 5 12M 晶振 1 DS18B20 1 8550 三極管 1 DS1302 1 蜂鳴器 1 語(yǔ)音芯片NY3P035AP632401D 1 揚(yáng)聲器 1 DIP8 插座 2 板子 1 銅柱 4 螺帽 4 USB 座子 1 25 系統(tǒng)源程序 ///說(shuō)明：第一個(gè)鍵 :按一下，當(dāng)前時(shí)間設(shè)置；通過(guò)第二個(gè)鍵來(lái)選擇年月日時(shí)分秒 //按第二下， 鬧鐘 1 設(shè)置；通過(guò)第二個(gè)鍵選擇時(shí)分秒 //添加頭文件 include //單片機(jī)頭文件 include //液晶 include //時(shí)鐘 include //按鍵 include //溫度傳感器 void DisplayInit(void) //初始化 LCD 和時(shí)鐘的顯示 ,初始化定時(shí)器 { LCDInit()。然后檢查鍵盤掃描程序，重新建立一個(gè)新的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 軟件調(diào)試 本系統(tǒng)是一個(gè)較為復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，程序更為復(fù)雜，所以在編程和調(diào)試出現(xiàn)了相對(duì)更多的問(wèn)題。這兩種類型的軟件設(shè)計(jì)方法都有其自身的特點(diǎn)，專注于算法的軟件設(shè)計(jì)，不斷提高軟件完成功能效率，以及與之密切相關(guān)的硬件，都有不斷變化的可能性，關(guān)鍵就在于我們?cè)O(shè)計(jì)者是怎么進(jìn)行操作的。 B e e p = = 0 ？g F u n c t i o n c ou n t + +N清 除 屏 幕 顯示松 手 檢 測(cè)減 少 相 應(yīng) 值 松 手 檢 測(cè)N結(jié) 束g F u n c t i o n c ou n t = = 4 ？N重 置 時(shí) 間Y圖 按鍵掃描程序流程圖 鍵盤掃描程序流程圖如圖 所示，當(dāng)進(jìn)入到按鍵掃描子函數(shù)后，首先判斷按下的是哪個(gè)按鍵，如果是按鍵 1 的話，則檢測(cè)單片機(jī)是否處于鬧鐘的觸發(fā)狀態(tài)，是的話，將鬧鐘標(biāo)志位清 0，不是 0 的話，那么變量 gFunctioncount加 1，進(jìn)入時(shí)鐘設(shè)置界面，如果是的話重新檢測(cè)按鍵，如果是按鍵 2的話，則用于選定不同的所需的時(shí)間參數(shù)，按鍵 3和按鍵 4實(shí)現(xiàn) 時(shí)間參數(shù)的確定，如果仍然是按鍵 1 時(shí)，則變量 gFunctioncount 加 1，進(jìn)入鬧鐘設(shè)置模式，此時(shí)通過(guò)按鍵確定并設(shè)置鬧鐘參數(shù)。單片機(jī)通過(guò)對(duì)該芯片發(fā)送序列的脈沖信號(hào)來(lái)查找該 ROM 的地址，以此來(lái)發(fā)出聲音。 溫度傳感器工作原理 溫度傳感器 DS18B20 測(cè)溫在 55 至 +125 攝氏度范圍內(nèi)，具有 12位的精度。此外， DS1302 采用雙電源供電，主電源和備用電源， VCC1 作為備用電源，在模塊整體供電中提供電壓相對(duì)低的電壓，而 VCC2 作為主電源， VCC1 和 VCC2 的供電模式?jīng)Q定如下： VCC2VCC1+ 時(shí) 由 VCC2 供電 9 VCC2VCC1 時(shí) 由 VCC1 供電 圖 DS1302 引腳示意圖 如圖 為 DS1302 的引腳圖。 8 12345678RESET91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40U1單片機(jī)+5VS2SWPBS3SWPBS4SWPBS5SWPB 圖 鍵盤模塊電路圖 蜂鳴器模塊設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)還帶有鬧鐘功能，用戶可以通過(guò)按鍵設(shè)定好鬧鐘，當(dāng)當(dāng)前時(shí)間跟鬧鐘時(shí)間一致的時(shí)候，單片機(jī)就可以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲。用 STC89C52 的 P0 口作為數(shù)據(jù)線，用 、 、 分別作為 LCD的 EN、 R/W、 RS。 5 第三章 .系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 主控模塊 單片機(jī)在全部設(shè)計(jì)中起到了統(tǒng)領(lǐng)全局，承前啟后的作用，在該設(shè)計(jì)中單片機(jī)需要完成的任務(wù)主要有對(duì)鍵盤掃描，對(duì) DS18B20 進(jìn)行及時(shí)的檢測(cè)，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，驅(qū)動(dòng)液晶顯示需要顯示的內(nèi)容，所以，在本設(shè)計(jì)中我們選用 52 系列的單片機(jī)作為系統(tǒng)的總控制模塊。 因此本設(shè)計(jì)采用方案二中的 DS18B20 芯片進(jìn)行溫度采集。電源電壓在 4 V— 30 V范圍內(nèi)， AD590 可充當(dāng)一個(gè)高阻抗 ， 調(diào)節(jié)系數(shù)為 1 181。 方案三： 選用 LCD 液晶顯示屏，它可以清晰可見 的顯示文字，圖像，功能很是強(qiáng)大，關(guān)于本設(shè)計(jì)的要求，我們使用一個(gè) LCD1602 即能滿足要求，成本低，雖然接口線有點(diǎn)多，但是調(diào)試會(huì)很方便。 主 控模塊的選型和論證 方案一： 采用 MSP430F149， MSP430F169 系列單片機(jī)，該單片機(jī)是 TI 公司 1996 年開始推向市場(chǎng)的一種 16 位超低功耗的混合信號(hào)處理器。設(shè)計(jì)過(guò)程中使用 Keilc51 軟件，采用 C 語(yǔ)言編程；此外，還要從多方面保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的性能指標(biāo) 本設(shè)計(jì) 可以對(duì)時(shí)間 進(jìn)行實(shí)時(shí)的 校準(zhǔn)，讀取 時(shí)間 方便、 能 直觀顯示 實(shí)時(shí)時(shí)間 、功能 方面體現(xiàn) 多樣 話 、 簡(jiǎn)單明了的電路 、 低廉的成本都是該設(shè)計(jì)的 優(yōu)點(diǎn)， 滿足未來(lái)電子設(shè)計(jì)的發(fā)展要求 ，市場(chǎng)前景 好 。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī)； LCD1602；蜂鳴器； DS1302；鬧鐘；語(yǔ)音報(bào)時(shí)； II Abstract This paper is aim to introduce a design which is based on simple chip microputer clock. It owns two main functions, namely, showing time, including year, month, day, hour, minute and second。除此之外，系統(tǒng)還附帶整點(diǎn)報(bào)時(shí)，以及任何時(shí)候通過(guò)按鍵語(yǔ)音報(bào)時(shí)功能。 顯示采用 LCD，以實(shí)現(xiàn)顯示年、月、日、時(shí)、分鐘、秒、星期、溫度。 2 第二章 總體方案論證與設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)可以由主控、顯示、時(shí)鐘、溫度檢測(cè)、電源等模塊組成，以下是討論這幾個(gè)模塊的選型和論證。但是由于數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描需要借助 74LS164 移位寄存器， 74LS164 在調(diào)試的時(shí)候，電路方面常出故障，所以不采用 LED 數(shù)碼管作為顯示。 因此本設(shè)計(jì)中采用方案二中的 DS1302 作為時(shí)鐘模塊 3 溫度檢測(cè)模塊的選型和論證 方案一： AD590 感溫電流源 的 輸出電流與絕對(duì)溫度成比例。 使用場(chǎng)合廣，價(jià)格低，實(shí)用性強(qiáng)。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖見圖 。 表 1 寄存器選擇控制 RS R/W 操作說(shuō)明 0 0 寫入指令寄存器（清除屏 幕內(nèi)容顯示 等） 0 1 讀位 地 址計(jì)數(shù)器（ DB0~DB6） 和 busy flag（ DB7） 1 0 寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等） 1 1 從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) 液晶顯示部分與 STC89C52 的接口 如 圖 所示。鍵盤模塊電路圖如圖 所示。采用 24 小時(shí)或是 12 小時(shí)的格式。 溫度檢測(cè)模塊設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)還帶有一個(gè)溫度檢測(cè)的功能，系統(tǒng)可以通過(guò)讀取 DS18B20 的溫度數(shù)據(jù)并在 LCD1602 上顯示，使整個(gè)時(shí)鐘的功能更加豐 富。 DS18B20 硬件電路設(shè)計(jì) GND1DQ2VCC3U3DS18B20+5V10kR5+5V 圖 DS18B20 溫度檢測(cè)電路圖 如圖 所示的是 DS18B20 的硬件設(shè)計(jì)， DQ 作為溫度傳感器 DS18B20 數(shù)據(jù)輸出端口，單片機(jī)通過(guò)檢測(cè)可以實(shí)時(shí)輸出溫度值的數(shù)據(jù)， 由于該溫度傳感器是單線通信，所以當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)為低電平有效，接收數(shù)據(jù)是為高電平有效， 即輸出邏輯 1，但是，在接收狀態(tài)下，必須外接上拉電阻將其拉為高電平，才能正常輸出邏輯 1. 語(yǔ)音模塊設(shè)計(jì) 語(yǔ)音模塊設(shè)計(jì)采用 NY3P035芯片，該芯片內(nèi)部含有一個(gè) ROM表。 amp。 從軟件的功能的角度可以分為兩大類：一類 是在軟件的設(shè)計(jì)，可以完成各種實(shí)質(zhì)性的功能，如測(cè)量，計(jì)算，顯示，打印，導(dǎo)出控制和通信，以及其他的監(jiān)控軟件，其目的是作為軟件調(diào)度軟件的組織來(lái)執(zhí)行模塊的作用和運(yùn)作之間的關(guān)系。 解決：剛開始懷疑是對(duì)語(yǔ)音芯片設(shè)計(jì)有問(wèn)題，但是通過(guò)查找芯片手冊(cè)，發(fā)現(xiàn)對(duì)于語(yǔ)言報(bào)時(shí)模塊中的核心芯片設(shè)計(jì)沒(méi)有任何問(wèn)題，接著懷疑是程序方面有問(wèn)題，因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)時(shí)，必須要進(jìn)行的步驟是要單片機(jī)對(duì)語(yǔ)音芯片的內(nèi)部 ROM進(jìn)行查表，但是通過(guò)分步驟的對(duì)程序進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，程序也沒(méi)有問(wèn)題，最后仔細(xì)檢查了一下整個(gè)電路設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)忘記在電路中設(shè)計(jì)喇叭了，誤以為電路中有蜂鳴器就可以發(fā)聲，由于模塊已經(jīng)設(shè)計(jì)完，只好用跳線外接了一個(gè)小喇叭，測(cè)試發(fā)現(xiàn)，問(wèn)題得到解決，語(yǔ)音報(bào)時(shí)內(nèi)容為：“今 天是 XX 年 X 月 X 日”“現(xiàn)在是 X 時(shí) X 分X 秒，星期 X”。 解決：重新檢查矩陣鍵 盤電路的連接，發(fā)現(xiàn)焊接鍵盤電路時(shí)有虛焊，重新焊接好矩陣鍵盤按鍵沒(méi)有反應(yīng)的問(wèn)題得到解決。 感謝在這次設(shè)計(jì)中對(duì)我提供幫助的老師，同學(xué)，謝謝教我怎樣查找芯片關(guān)鍵資料，教會(huì)我使用 protel 的老師，謝謝你們。)。 //在液晶上顯示日的十位 LCDDispNum(8,1,(Riamp。 //在液晶上顯示顯示字符： LCDDispNum(4,2,(Fen4))。0x0f))。 //如果星期等于 5 則顯示 Fri. else if(XingQi == 6) LCDDispString(12,1,Sat.)。amp。amp。 else { Music((Shi4)+1)。 } //讀取溫度的值 ReadTemperature()。 void LCDWriteData(unsigned char dat)。 } /********************************************************* Function: void LCDInit(void)。/*設(shè)置 8 位格式 ， 2 行 ， 5x7， 有的液晶做的不好 ，寫三遍保險(xiǎn) ?。。?！ */ LCDWriteCommand(0x0c)。 void LCDDispChar(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char dat)。/*寫命令延時(shí) */ } /********************************************************* Function: void LCDWriteData(unsigned char dat)。/*選擇寫數(shù)據(jù) */ LCD_RW=0。 Called By: main()。 Description: 在某個(gè)屏幕位置上 (x,y)位置顯示一個(gè)數(shù)字 ， 可外部調(diào)用。 /*顯示在第二排的時(shí)候的 x 的地址 */ LCDWriteCommand(addr