【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 高電平時(shí)能量得到補(bǔ)充,這種供電方式稱為寄生電源供電。DS18B20 也可以由 3～ 的外部電源供電。所以在硬件上，DS18B20 與單片機(jī)的連接有兩種方法，一種是 VCC 接外部電源，GND 接地，I/O 與單片機(jī)的 I/O 線相連；另一種是用寄生電源供電，此時(shí) UDD、GND 接地，I/O 接單片機(jī) I/O。無(wú)論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，I/O 口線要接 5KΩ 左, 如圖 所示:把 DS18B20 數(shù)據(jù)線與 AT89S52 的 ,再加上上拉電阻。 12圖 DS18B20 與 AT89S52 的接口電路按鍵的開(kāi)關(guān)狀態(tài)通過(guò)一定的電路轉(zhuǎn)換為高、低電平狀態(tài)。按鍵閉合過(guò)程在相應(yīng)的 I/O 端口形成一個(gè)負(fù)脈沖。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)，稱為抖動(dòng)。本系統(tǒng)中用到四個(gè)功能控制按鍵，用 P2 的 4 個(gè) I/O 口接 4 個(gè)獨(dú)立式按鍵即可滿足需要，軟件消除抖動(dòng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下時(shí)，延時(shí) 1020ms 再查詢是否有鍵按下，若沒(méi)有鍵按下，說(shuō)明上次查詢結(jié)果為干擾或抖動(dòng)；若沒(méi)有鍵按下，說(shuō)明上次查詢結(jié)果為干擾或抖動(dòng)；若仍有鍵按下，則說(shuō)明閉合鍵已穩(wěn)定。準(zhǔn)確判斷去執(zhí)行相應(yīng)的程序。電路圖如圖 所示。圖 鍵盤控制電路 13報(bào)警模塊的工作原理是當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到的溫度高于溫度的上限或低于溫度的下限設(shè)定值時(shí)單片機(jī)的 發(fā)出高電平信號(hào)促使 PNP 三極管導(dǎo)通點(diǎn)亮發(fā)光二極管，蜂鳴器也發(fā)出響聲，產(chǎn)生聲光報(bào)警。電路圖如圖 所示。圖 報(bào)警電路該模塊是由 RT1602 液晶顯示器件組成, 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影” ，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。第 4 腳：RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第 5 腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS 和 RW 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第 6 腳：E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第 7～14 腳：D0～D7 為8 位雙向數(shù)據(jù)線。由上可知 1602 基本操作時(shí)序如表 4。其第 15～16 腳：背光電源腳。RT1602 與單片機(jī)的應(yīng)用連接電路圖如圖 所示。表 LCD1602 基本操作時(shí)序基本時(shí)序操作 輸入 輸出讀狀態(tài) RS=L,R/W=H,E=H DO～D7=狀態(tài)讀數(shù)據(jù) RS=H,R/W=H,E=H 無(wú)寫指令 RS=L,R/W=L,E=高脈沖,DO～D7=指令碼 DO～D7=數(shù)據(jù)讀指令 RS=H,R/W=L,E=高脈沖,DO～D7=數(shù)據(jù) 無(wú) 14 圖 液晶顯示模塊接口電路本模塊采用的核心語(yǔ)音芯片 ISD1402 語(yǔ)音芯片是美國(guó) ISD(Information Storage Device)公司的產(chǎn)品。它包括時(shí)鐘振蕩器、128K 可編程電擦除只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）、低噪前置放大器、自動(dòng)增益控制電路、抗干擾濾波器、差分功率放大器等電路。ISD1400 系列語(yǔ)音芯片采用直接存儲(chǔ)模擬信號(hào)，自動(dòng)待機(jī)省電，可編程電擦除只讀存儲(chǔ)和總線技術(shù)。ISD1400 是一種具有高保真、錄音數(shù)據(jù)永久保存、省電、適用于同單片機(jī)接口特點(diǎn)的新一代語(yǔ)音芯片。ISD1420是 ISD1400 系列中錄音時(shí)長(zhǎng)為 20s 語(yǔ)音芯片。ISD1420 是采用模擬存取技術(shù)集成的可反復(fù)錄放的 20 秒語(yǔ)音芯片，掉電語(yǔ)音不丟失，最大可分 160 段，最小每段語(yǔ)音長(zhǎng)度為 125ms，每段語(yǔ)音都可由地址線控制輸出，每 125ms 為一個(gè)地址，由 A0A7 八根地址線控制。 ISD1420語(yǔ)音芯片錄放音電路設(shè)計(jì)分段錄音時(shí)，ISD1420 的 A0A7 用作地址輸入線，AA7 不可同時(shí)為高電平，所以地址范圍為 00H9FH，即為十進(jìn)制碼 0159 共 160 個(gè)數(shù)值。這表明ISD1420 的 EEPROM 模擬存儲(chǔ)器最多可被劃分為 160 個(gè)存儲(chǔ)單元，也就是說(shuō) 15ISD1420 最多可存儲(chǔ) 160 個(gè)語(yǔ)音段，語(yǔ)音段的最小時(shí)間長(zhǎng)度為 。不同分段的選擇是通過(guò)對(duì) A0A7 端接不同的高低電平來(lái)實(shí)現(xiàn)。ISD1420 分段錄音可以通過(guò)硬件（開(kāi)關(guān)）來(lái)實(shí)現(xiàn)也可以通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖 為硬件實(shí)現(xiàn)錄音和放音的電路圖。圖 語(yǔ)音芯片錄音和放音電路其中 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。MIC—話筒輸入端，話筒輸入信號(hào)通過(guò)電容交流耦合至此引腳并傳給片上預(yù)放大器，耦合電容 C7 的值和該端內(nèi)阻 R7(10K)決定語(yǔ)音信號(hào)通頻帶下限頻率。 MICREF—話筒參考輸人端，MICREF 是預(yù)放大器的反相輸入端，配合外電路可使片上預(yù)放大器具有較高的噪聲抑制比和共模抑制比。ANA IN—模擬信號(hào)輸人端，對(duì)于話筒輸入，ANA IN 引腳應(yīng)通過(guò)外部電容C4與ANA OUT引腳連接，耦合電容C4決定片上控制預(yù)放大器通頻帶的下限頻率。ANA OUT—預(yù)放大器的輸出端，預(yù)放大器的電壓增益取決于 AGC 電平，對(duì)于小信號(hào)輸入電平，其增益最大為 24dB，對(duì)于強(qiáng)信號(hào)，增益較低。AGC—自動(dòng)增益控制端，AGC 動(dòng)態(tài)地調(diào)整預(yù)放大器增益，使加至 MIC 輸入端的非失真信號(hào)的范圍擴(kuò)展。內(nèi)阻抗（5 歐）和外部電容決定 AGC 的響應(yīng)時(shí)間，外部電容和外部電阻的 RC 時(shí)間常數(shù)決定 AGC 的釋放時(shí)間。SP+、SP —喇叭輸出端，該端可直接驅(qū)動(dòng) 16 歐的喇叭。 16XCLK—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。改電路不用外部時(shí)鐘該引腳接地，一般不推薦使用外部時(shí)鐘，除非要求時(shí)鐘信號(hào)特別精確。RECLED—工作狀態(tài)指示端，在錄音或放音時(shí)該端輸出低電平，可驅(qū)動(dòng)一個(gè)LED 來(lái)指示狀態(tài)。在錄音過(guò)程中指示燈一直亮著，在放音結(jié)束時(shí)，指示燈閃爍一下。PLAYE—邊沿觸發(fā)放音控制端，該端輸人一低脈沖，芯片即進(jìn)入放音狀態(tài)，直至遇到信息結(jié)束標(biāo)記（EOM）或到存儲(chǔ)空間的末尾時(shí)回放過(guò)程結(jié)束，電路自動(dòng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)?；胤胚^(guò)程中 PLAYE 變化不會(huì)影響回放過(guò)程。PLAYL—電平觸發(fā)放音控制端，該端電平變?yōu)榈碗娖讲⒈３?，芯片進(jìn)入放音狀態(tài)，放音過(guò)程持續(xù)到該端電平由低變高或遇到信息結(jié)束標(biāo)記（EOM），結(jié)束后電路進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。REC—錄音觸發(fā)端，REC 一旦變?yōu)榈碗娖?，芯片就進(jìn)入錄音狀態(tài)，REC 的權(quán)限優(yōu)先于 PLAYE 和 PLAYL，在放音期間若遇 REC 接低電平時(shí)，放音就會(huì)立即停止并轉(zhuǎn)入錄音狀態(tài)開(kāi)始錄音。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）。VCCD、VCCA—數(shù)字電源正端和模擬電源正端。VSSD、VSSA—數(shù)字地和模擬地。電路實(shí)現(xiàn)錄音功能說(shuō)明如下，SSS3 分別是控制錄音和放音按鍵，當(dāng)按下 S1 時(shí)開(kāi)始錄音，SS3 為兩種方式的放音按鍵，當(dāng)按一下 S2 時(shí)開(kāi)始放音，是下降沿觸發(fā)的，而 S3 為電平控制的，必須一直按著此鍵直至放音結(jié)束。LED和限流電阻組成錄放音指示電路，當(dāng)錄音結(jié)束、錄音超出時(shí)限（存儲(chǔ)器溢出）或放音結(jié)束時(shí)，ISD1420 的 25 腳呈高電平，LED 熄滅。對(duì) ISD1420 進(jìn)行分段錄音之前要先列出語(yǔ)音信息與分段地址的對(duì)照表，如表 所示。然后檢查電路連接、接線和電源情況。并通過(guò)對(duì)照表來(lái)設(shè)置 8 個(gè)開(kāi)關(guān)選擇要錄音的地址，最后按下錄音鍵直至錄音結(jié)束，松開(kāi)錄音鍵，重復(fù)此操作就可以將自己需要錄入的內(nèi)容全部錄入到芯片中。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。用戶錄制的語(yǔ)音每一段結(jié)束后芯片自動(dòng)設(shè)有段結(jié)束標(biāo)志（EOM） ，芯片錄滿后設(shè)有溢出標(biāo)志（OVF） 。 17表 分段語(yǔ)音信息與地址對(duì)照表語(yǔ) 音 信 息分段地址A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A01 00H 0 0 0 0 0 0 0 02 08H 0 0 0 0 1 0 0 03 10H 0 0 0 1 0 0 0 04 18H 0 0 0 1 1 0 0 05 20H 0 0 1 0 0 0 0 06 28H 0 0 1 0 1 0 0 07 30H 0 0 1 1 0 0 0 08 38H 0 0 1 1 1 0 0 09 40H 0 1 0 0 0 0 0 0十 48H 0 1 0 0 1 0 0 0攝氏度 50H 0 1 0 1 0 0 0 0現(xiàn)在溫度是 58H 1 0 0 1 1 0 0 0 ISD1420與 AT89S52接口電路設(shè)計(jì)ISD1420 錄音和放音電路可以通過(guò)硬件開(kāi)關(guān)控制。本設(shè)計(jì)錄音是用硬件控制，但是播報(bào)溫度放音是通過(guò) AT89S52 來(lái)控制的。單片機(jī)某一段的起始地址進(jìn)行放音操作，遇到段結(jié)束標(biāo)志（EOM）即自動(dòng)停止放音，單片機(jī)收到段結(jié)束標(biāo)志（EOM）就開(kāi)始觸發(fā)下一段語(yǔ)音的起始地址，如此控制，即可以將很多、不同段的語(yǔ)音組合在一起成一句話放音出來(lái)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的自動(dòng)組合。ISD1420 與AT89S52 的接口連接入下：AT89S52 的 P1 端口連接地址線 ISD1420 的 A0A7，ISD1420 放音電路通過(guò) AT89S52 的 口控制 PLAYER 放音。具體連接圖見(jiàn)圖 。 185 軟件部分 開(kāi)發(fā)工具介紹 單片的使用除了硬件，同樣也要軟件的使用，我們寫匯編程序編程 CPU 可執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，一種是機(jī)器匯編。機(jī)器匯編通過(guò)匯編軟件變?yōu)闄C(jī)器碼，用于 MSC51 單片機(jī)的匯編軟件有早期的 A51，隨著單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從使用普通匯編語(yǔ)言到高級(jí)語(yǔ)言的不斷發(fā)展，Keil 是目前最流行開(kāi)發(fā) MCS51 系列單片機(jī)的軟件。Keil c51 匯編，PLM 語(yǔ)言和 C 語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)，界面友好。Keil 是美國(guó) keil software 公司出品的 52 系列兼容單片機(jī) c 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C 語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。 Keil C51 軟件提供豐富的庫(kù)，與匯編相比，C 語(yǔ)言在功能上，結(jié)構(gòu)上，可讀性，可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生產(chǎn)的匯編代碼，就能體會(huì)到 KeilC51DE 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解，在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。主程序是在程序運(yùn)行的過(guò)程中必須先經(jīng)過(guò)初始化，包括鍵盤程序，測(cè)量程序，以及各個(gè)控制端口的初始化工作。系統(tǒng)在初始化完成后就進(jìn)入讀取溫度測(cè)量程序，實(shí)時(shí)的測(cè)量當(dāng)前的溫度，得到溫度后判斷溫度是否超過(guò)溫度設(shè)置的上下限。超出（低于）溫度上下限，調(diào)用報(bào)警子程序。再顯示電路在 LCD 上顯示。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的總體流程圖 所示 19初始化判斷溫度在設(shè)定范圍顯示溫度子程序報(bào)警子程序顯示時(shí)間子程序測(cè)量溫度子程序判斷顯示模式子程序顯示溫度上下限子程序鍵盤掃描子程序圖 主程序流程圖對(duì)于系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，鍵輸入程序是整個(gè)鍵盤控制應(yīng)用系統(tǒng)的核心。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。本系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)功能如下表。按鍵閉合過(guò)程在相應(yīng)的 I/O 端口形成一個(gè)負(fù)脈沖。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)，稱為抖動(dòng)。為了保證 CPU 對(duì)鍵一次閉合，僅作一次鍵輸入處理，必須去抖動(dòng)影響。本設(shè)計(jì)采用軟件去抖的辦法是在檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè)5－10ms 的延遲程序后在確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正鍵按下的狀態(tài)，從而消除了抖動(dòng)影響。鍵盤子程序流程圖如下 所示（延時(shí)子程序未在流程圖中畫出） 。開(kāi)機(jī) 20表 按鍵功能表按鍵 實(shí)現(xiàn)功能SW5 按下一次 進(jìn)入時(shí)間秒設(shè)置模式SW5 按下二次 進(jìn)入時(shí)間分設(shè)置模式SW5 按下三次 進(jìn)入時(shí)間時(shí)設(shè)置模式SW5 按下四次 進(jìn)入溫度上限設(shè)置模式SW5 按第五次 進(jìn)入溫度下限設(shè)置模式SW5 按下第六次 退出設(shè)置模式SW6 按下一次 在設(shè)置模式下對(duì)應(yīng)數(shù)值加一SW7 按下一次 在設(shè)置模式下對(duì)應(yīng)數(shù)值減一SW8 按下一次 播報(bào)當(dāng)時(shí)溫度值鍵盤開(kāi)始掃描ct==0。P1=ct。 SW5 按下 SW6 按下 SW7 按下 SW8 按下ct++。if(ct5)ct==0。if(ct==4||ct==5)顯示溫度上下限子程序；else 顯示時(shí)間子程序If(ct=0)無(wú)效。If(ct=1)秒加 1。If(ct=2)分加 1。If(ct=3) 時(shí)加 1If(ct=4)上限加 1If(ct=5)下限