【文章內(nèi)容簡介】 時器 0。 其中： M M0 用來確定所選的工作方式，如表 22 所示 。 圖 23 TMOD定時器方式寄存器 表 22 工作方式選擇 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 6 C/T 定時器方式或計數(shù)器方式選擇位。 C/T=1 時，為計數(shù)器方式； C/T=0 時，為定時器方式。 GATE 定時器 /計數(shù)器運行控制位，用來確定對應(yīng)的外部中斷請求引腳（ INT0，INT1）是否參與 T0 或 T1 的操作控制。當(dāng) GATE=0 時，只要定時器控制寄存器 TCON中的 TR0（或 TR1）被置 1 時， T0（或 T1）被允許開始計數(shù)（ TCON 各位含義見后面敘述）；當(dāng) GATE=1 時，不僅要 TCON 中 TR0 或 TR1 置位；還需要 P3 口的 INT0或 INTl引腳為高電平；才允許計數(shù)。 特殊功能寄存器 TCON 用于控制定時器的操作及對定時器中斷的控制。其各位定義如圖 24 所示。其中 D0～ D3 位與外部中斷有關(guān)。 TR0、 TR1：定時器 T0、 T1 的運行控制位。該位置 1 或清 0 用來實現(xiàn)啟動計數(shù)或停止計數(shù)。 TF0、 TF1：定時器 T0、 T1 的溢出中斷標(biāo)志位。當(dāng) T0 計數(shù)溢出時由硬件自動置 1；在 CPU中斷處理時由硬件清為 0； TMOD和 TCON 寄存器在復(fù)位時其每一位均清零。 本設(shè)計中中斷寄存器和定時 器 配合使用，精確定 時 1ms。 使用定時器中斷模式之前， 要對定時器進行初始化，即 要確定定時器的工作模式、初值、開中斷和打開定時器。 I/O擴展芯片 本 設(shè)計 使 用 74HC595 來擴展并行 I/O 口，節(jié)約單片機資源。 其邏輯電路圖 如25 所示。 74HC595 內(nèi)含 8 位串入、串 /并出移位寄存器和 8 位三態(tài)輸出鎖存器。寄存器 和鎖存器分別有各自的時鐘輸入 (SCLK 和 SLCK) , 都是上升沿有效。當(dāng) SCLK圖 25 74HC595邏輯表 圖 24 TCON 寄存器 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 7 從低到高電平跳變時 , 串行輸入數(shù)據(jù) (SDA) 移入寄存器 。 當(dāng) SLCK 從低到高電平跳變時 , 寄存器的數(shù)據(jù)置入鎖存器。清除端 (CLR) 的低電平只對 移位 寄存器復(fù)位 (QS 為低電平 ) , 而對鎖存器無影響。當(dāng)輸出允許控制 (EN) 為高電平時 , 并行輸出 (Q0～ Q7) 為高阻態(tài) , 而串行輸出 (QS) 不受影響。 74HC595 最多需要 5 根控制線 , 即 SDA、SCLK、 SLCK、 CLR和 EN。 本設(shè)計的 I/O 擴展部分的電路圖如 26 所示。 其中 CLR 可以直接接到高電平 , 用軟件來實現(xiàn)寄存器清零 。 EN 直接接到低電平 ， 不需要軟件改變亮度 ； 把其余三根線和單片機的 I/ O 口相接 , 即可實現(xiàn) 單片機 對 LED 的控制。數(shù)據(jù)從 SDA 口送入 74HC595 , 在每個 SCLK 的上升沿 , SDA口上的數(shù)據(jù)移入寄存器 , 在 SCLK 的第 9 個上升沿 , 數(shù)據(jù)開始從 QS 移出。如果把第一個 74HC595 的 QS 和第二個 74HC595 的 SDA 相接 , 數(shù)據(jù)即移入第二個 74HC595 中 , 照此一個一個接下去 , 可接任意多個。數(shù)據(jù)全部送完后 , 給 SLCK一個上升沿 , 寄存器中的數(shù)據(jù)即置入鎖存器。此時如果 EN 為低電平 , 數(shù)據(jù)即從并口 Q0～ Q7 輸出 , 把 Q0～ Q7 與 LED的 8 段相接 , LED就可以實現(xiàn)顯示了。 驅(qū)動芯片 ULN2803 屬于 高電壓大電流 達林頓晶體管 系列 ，該 芯片 中的八 個 NPN 達林頓管 來驅(qū)動 低邏輯電平數(shù)字電路和大電流高電壓 要 求的燈，繼電器，打印機和其它類圖 26 74HC595 擴展 I/O 口電路 . . . . . . ( .39。, 39。 39。 \_/ 。: ____ __U__n_^_39。39。__[. ooo___ | |_!_||_!_||_!_||_!_| | c(_ ..(_ ..(_ ..( /,,] | |___||___||___||___| | ,_\___________39。_|,L______],|______________________| /。_(@)(@)==(@)(@) (o)(o) (o)^(o)(o)^(o) 95 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 8 似負(fù)載間的接口的理想器件。 廣泛應(yīng)用于計算機、工業(yè)和消費類的產(chǎn)品中、所有器件的集電極開路輸出和用于瞬變抑制的續(xù)流鉗位二極 管。 ULN2803 的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)TTL 兼容 。 其內(nèi)部邏輯 如圖 27 所示。 該驅(qū)動芯片最大可以提供 500mA 的驅(qū)動電流，每個 LED 燈需要 510mA 的驅(qū)動電流，每行有 16 個 LED燈，大約需要 160mA 的驅(qū)動電流，使用 ULN2803 可以滿足 設(shè)計 要求。本設(shè)計驅(qū)動電路連接圖 28 所示： 圖 27 ULN2803內(nèi)部框圖 圖 28 ULN2803 驅(qū)動電路 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 9 WT588D語音模塊 本設(shè)計 采用廣州唯創(chuàng)科技有限公司的 集單片機和語音電路于一體的可編輯語音芯片 WT588D 語音模塊 /芯片做為語音核心電路 ，實現(xiàn)語音播報功能 。 WT588D 系列語音單片機 功能多 、 音質(zhì)好 、 應(yīng)用范圍廣 、 性能穩(wěn)定，彌補了以往各類語音芯片應(yīng)用領(lǐng)域狹小的缺陷 。 WT588D 語音模塊 /芯片工作電壓為 ～ ，支持WAV、 MP WMA等 格式音頻， 有 MP3 控制模式、按鍵控制模式 （ 10 種按鍵觸發(fā)控制方式） 、按鍵組合控制模式、 并口控制模式、一線串口控制模式、三線串口控制模式以及三線串口控制控制端口擴展輸出模式， 豐富的使用模式為開發(fā)人員的應(yīng)用提供了很大便利條件。本設(shè)計采用上升沿按鍵模式。該語音芯片 支持 6K～22KHz 采樣率的音頻加載， 幾乎可以 將加載的音頻音質(zhì)完整無損的通過喇叭播放出來 。 WT588D 系列語音單片機能通過配套軟件 WT588D voiceChip 輕而易舉 的 做到語音組合播放、插入完美的陶冶靜音。 有 220 個 可控制的語 音地址位， 每個地址位能加載 128 段語音 可組合語音 。 WT588D 系列語音單片機模塊內(nèi) 置 SPIFLASH 存儲器， WT588D 系列語音單片機芯片可根據(jù)實 際用法外置 SPIFLASH 存儲器， 只需更換 SPIFLASH 的內(nèi)容 就可實現(xiàn)不同的 控制模式、語音組合 的切換 。 WT588D 系列語音單片機支持 SPIFLASH 內(nèi)容在線下載， 選用 WT588D模塊還是芯片，模塊本身帶有最小系統(tǒng)應(yīng)用電路，只需連接好音頻輸出，以及控制端，通電即可工作，應(yīng)用較方便。 WT588D 語音芯片體積小，適合應(yīng)用在要求電路板體積小的電路上。WT588D 采用數(shù)碼形式壓縮音頻，音域廣，播放語音時無底噪音，聲音還原度好，能與 MP3 相媲美。工業(yè)性能好，能確保 WT588D 在多種復(fù)雜的環(huán)境下正常的進行工作。通過配套的電腦操作軟件，就能對 WT588D完成所有功能的設(shè)置， WT588D軟件人性化界面操作，功能編輯簡單透徹。 語音模塊的硬 件原理圖如圖 29 所示。 本設(shè)計使用按鍵上升沿觸發(fā)方式，當(dāng)單片機收到 播放聲音信號時，單片機的 I/O 口發(fā)送低電平，給語音模塊的按鍵接口，圖 29 語音模塊原理圖 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 10 也就是語音模塊接收到單片機發(fā)送的低電平，由此信號觸發(fā)語音模塊發(fā)送指定的聲音。 點陣屏 點陣屏模塊 本 設(shè)計為 4 塊 8*8 的單色點陣屏拼接而成 。 其中 每 塊 8*8 單色點陣屏如圖 210所示。 本點陣模塊顯示顏色為紅色，點亮一個 LED的電壓為 ，電流為 510mA。 8*8 點陣工作原理說明 從圖 211 可以看出， 8*8 點陣共需要 64 個發(fā)光二極管組成，且每個發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點上，當(dāng)對應(yīng)的某一列置 0 電平，某一行置 1 電平，圖 210 8*8單色點陣 屏 圖 211 8*8點陣 LED結(jié)構(gòu) 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 11 則相應(yīng)的二極管就亮；因此要實現(xiàn)一根柱形的亮法，對應(yīng)的一列為一根豎柱，或者對應(yīng)的一行為一根橫柱，因此實現(xiàn)柱的亮的方法如下所述： 一根豎柱：對應(yīng)的列置 0 ，而行則采用掃描的方法來實現(xiàn)。 一根橫柱：對應(yīng)的行置 1 ，而列則采用掃描的方法來實現(xiàn) 。 電源電路 該電路直接可以將輸入的交流電源 轉(zhuǎn)化成 +5V 的直流電源 。該整流橋能夠通過的最 大電流為 2A；穩(wěn)壓管 W7805 能夠?qū)⑤斎?10V 的電壓降低為 +5V，其最大工作電流為 ，在它的輸入端并聯(lián)一個 微法的電容，輸出端并聯(lián)一個 微法的電容，可以保證它正常工作；發(fā)光二極管串接一個 10K 的 限流 電阻 作為電源工作指示燈。 單片機的時鐘電路 MCS51 片內(nèi)有一個高增益反相放大器，其輸入端（ XTAL1）和輸出端（ XTAL2）用于外接定時元件構(gòu)成自激振蕩電路。定時元件是由石英晶體和微調(diào)電容組成的并聯(lián)諧振電路。電容 C1 和 C2 對頻率有微調(diào)作用，電容容量的選擇范圍為 5pF~30pF.圖 212 電源電路 圖 213 單片機晶振電路 圖 214 單片機復(fù)位電路 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 12 振蕩頻率的選擇范圍為 ~12MHz。在本方案選擇 12MHZ石英晶體和 20pF 電容組成的并聯(lián)諧振電路作為 單片機的時鐘電路。根據(jù)該 電路可以知道單片機的指令周期為 1 微秒。 單片機的時鐘電路如圖 213 所示。 單片機的復(fù)位電路 RST/VPD 端的外部復(fù)位電路有兩種工作方式：上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位。根據(jù)單片機可靠復(fù)位要求，即要求 RST/VPD端保持 2 個機器周期以上的高電平，本系統(tǒng)采用按鍵手動復(fù)位，相當(dāng)于 RST端直接接高電平，復(fù)位電路如圖 214 所示 : 原理框圖 圖 215 電路為 1 塊 8 8 點陣顯示電路連接圖 。本設(shè)計利用一塊 8*8 點陣來體會和掌握點陣屏的顯示漢字的原理 ， 為 16*16 點陣屏做理論依據(jù)和技術(shù)支持。 (1).把 “單片機系統(tǒng) ”區(qū)域中的 P1 端口用 8 芯排芯連接到 “點陣模塊 ”區(qū)域中的“ DR1 － DR8 ”端口上； (2).把 “單片機系統(tǒng) ”區(qū)域中的 P3 端口用 8 芯排芯連接到 “點陣模塊 ”區(qū)域中的“ DC1 － DC8 ”端口上； 如果要顯示大的圖象可多個點陣拼在一起，