【正文】 ” “現(xiàn)在，我們又要開始另一次偉大的旅行。 最后我用比爾感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無(wú)以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂(lè)是我最大的心愿。正是有了教師們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作順利完成，在此向河南科技學(xué)院機(jī)電學(xué)院全體老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來(lái)的辛勤栽培。 在論文的準(zhǔn)備過(guò)程中，我有幸拜讀了大家、前輩的鴻篇巨著，他們高屋建瓴、深入淺出的論述常令人贊嘆不已，他們的研究成果，使我對(duì)單片機(jī)有了更加深刻的理解，這對(duì)我來(lái)說(shuō)也是非常大的收獲。論文完成的一刻心情是復(fù)雜的，論文的寫作過(guò)程艱辛而不乏快樂(lè)，可用宋人“堂堂溪水出前村”的詩(shī)句概之。不同廠家的遙控接收頭的靈敏度也不一致，應(yīng)選擇確定。用 E3 消除輸出電壓中的高頻噪聲，并有濾波的作用。如此重復(fù)下去，結(jié)果在后接負(fù)載上便得到全波整流電壓。電路圖如圖 17 所示。一個(gè)穩(wěn)壓電源輸出電壓和最大輸出電流決定于所選三端穩(wěn)壓器。在穩(wěn)壓電源中一般用四個(gè)二極管組成橋式整流電路，整流電路的作用是將交流電壓 u2變換成脈動(dòng)的直流電壓 u3。有時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)型號(hào) 78前面和后面還有一個(gè)或幾個(gè)英文字母，如 W7 AN7L78CV 等。這類穩(wěn)壓器的輸出為固定電壓。具體的方案是用 W7805 集成穩(wěn)壓電源提供 +5V 的電壓供給單片機(jī)。 電源模塊 設(shè)計(jì)方案 電源部分的設(shè)計(jì)目的就是為各個(gè)硬件提供工作電源。因此，要注意移入的數(shù)據(jù)是否與器件當(dāng)前進(jìn)行的操作兼容，當(dāng)然，也允許在 SPI 周期里，同時(shí)執(zhí)行讀狀態(tài)和開始新的操作（即新移入 的數(shù)據(jù)與器件當(dāng)前操作可以不兼容）。 （ 4） SS 變低，輸入指令和地址后， ISD 才能開始錄放操作。 SPI 協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)內(nèi)部時(shí)鐘 時(shí) 鐘分頻 采樣時(shí)鐘 模擬收發(fā) 非易失性 多重電壓 存儲(chǔ)陣列 五極點(diǎn) 低通濾波器 五極點(diǎn) 平滑濾波器 AGC 電路 譯碼器 AMP AMP 電 源 電 路 控 制 電 路 XCLK AIN AIN+ ACAP VCCA VSSA VSSD VCCD SCLK SS MOSI MISO INT RAC AOUT 傳輸協(xié)議，協(xié)議假定微控制器的 SPI 移位寄存器在 SCLK 的下降沿動(dòng)作，因此對(duì)ISD4000 系列而言，在時(shí)鐘上升沿鎖存 MOSI 引腳數(shù)據(jù)，在下降沿將數(shù)據(jù)送至MISO 引腳。這種錄放電路采用了多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù)，將每個(gè)采樣值直接存儲(chǔ)在片內(nèi)的快閃存儲(chǔ)器中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)，音調(diào)和效果聲，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和金屬聲。根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。共陽(yáng)極數(shù)碼管字形編碼如表 6 所示。這樣，當(dāng)輸入 8 個(gè)脈沖時(shí)，從單片機(jī) RXD 端輸出的第一字節(jié)數(shù)據(jù)就進(jìn)入到了第一篇 74LS164 中，而當(dāng)?shù)诙€(gè) 8 個(gè)脈沖到來(lái)后，第一字節(jié)數(shù)據(jù)就進(jìn)入了第二片 74LS164，而隨后的第二字節(jié)的數(shù)據(jù)則進(jìn)入了第一片 74LS164。 Q1～ Q8 并行輸出端分別接數(shù)碼管的 h、 g、 f、 e、 d、 c、 b、a 各段對(duì)應(yīng)的引腳上。 CP 位時(shí)鐘輸入端，可連接到串行口的 TXD 端。 74LS164 內(nèi)部位 8 個(gè) D 觸發(fā)器，用以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行移位。在數(shù)據(jù)幀 接收時(shí)，將對(duì)一位（起始位）碼的碼寬進(jìn)行驗(yàn)證，若第一位低電平碼的脈寬小于 2ms，將作為錯(cuò)誤碼處理，當(dāng)間隔位的高電平脈寬大于 3ms 是，結(jié)束接收，然后根據(jù)累加器 A 中的脈沖個(gè)數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)輸出口的操作。 遙控接收系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 紅外遙控是本設(shè)計(jì)的核心部分，是體現(xiàn)智能的關(guān)鍵部分之一，因此紅外遙控部分也可以讓我作為設(shè)計(jì)者做論文濃重的一筆。 遙控碼的編碼格式 遙控碼采用脈沖個(gè)數(shù)編碼，不同的脈沖個(gè)數(shù)代表不同的碼，最小為 2 個(gè)脈計(jì)算陽(yáng)歷天數(shù)結(jié)束，總天數(shù)中的數(shù)據(jù)位當(dāng)前日期所在陽(yáng)歷年中第幾天 置陽(yáng)歷總天數(shù)為 0 當(dāng) 前 月 為1？ 總天數(shù)中加入該月天數(shù) 月數(shù)加 1 與 當(dāng) 前 月 相同？ 當(dāng)前號(hào)數(shù)是總天數(shù) 總天數(shù)中加入號(hào)數(shù) Y Y N N 沖，最大為 17 個(gè)脈沖。 遙控采用脈沖個(gè)數(shù)編碼，不同的脈沖個(gè)數(shù)代表不同的碼，最小為 2 個(gè)脈沖最 圖 6 計(jì)算陽(yáng)歷天數(shù)程序流程圖 大為 17 個(gè)脈沖。圖 9 是該應(yīng)用系統(tǒng)的遙控設(shè)計(jì)原理框圖及接收控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 原理框圖。 紅外遙控模塊 設(shè)計(jì)方案 采用單片機(jī)進(jìn)行遙控系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)，具有編程靈活多樣，操作碼個(gè)數(shù)可隨意設(shè)定等優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算出陽(yáng)歷總天數(shù)后就可以根據(jù)它來(lái)推算陰歷日期。按此方法， 50 年的陽(yáng)歷和陰歷對(duì)應(yīng)關(guān)系總共使用200 字節(jié)?？偣?4 字節(jié) 就可以儲(chǔ)存一年中任何一天陽(yáng)歷與陰歷對(duì)應(yīng)關(guān)系的有關(guān)數(shù)據(jù)，例如 2020 年的陰歷與陽(yáng)歷對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 4 所列。如果把一個(gè)只有 29 天的月成為小月，用 1 為標(biāo)志，把 30 天的月成為大月用 0 為 圖 5 陽(yáng)歷程序流程圖 標(biāo)志，那么 12 位二進(jìn)制就能表示一年 12 個(gè)月的大小。 陰歷程序 陰歷程序的實(shí)現(xiàn)是要靠陽(yáng)歷日期來(lái)推算的良藥根據(jù)陽(yáng)歷來(lái)推算陰歷日期，首先要設(shè)計(jì)方法。在首次對(duì) DS1302 進(jìn)行操作前，必須對(duì)它進(jìn)行初始化，然后從 DS1302 中讀出數(shù)據(jù)，在經(jīng)過(guò)處理后，送給顯存緩村單元。 引腳號(hào) 引腳名稱 功能 1 Vcc2 主電源 2,3 X1， X2 振蕩源，外接 32768Hz 晶振 4 GND 地線 5 RST 復(fù)位 /片選 6 I/O 串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出端 （雙向） 7 SCLK 串行數(shù)據(jù)輸入端 8 Vcc1 后備電源 DS1302 芯片引腳及引腳功能表 芯 片封裝圖如圖 4 所示，引腳功能表如表 2 所示。 DS1302 數(shù)據(jù)操作原理 DS1302 作為本設(shè)計(jì)的核心部分，應(yīng)采用可靠的設(shè)計(jì)方案，該芯片能耗低，使用方便。 日歷模塊 設(shè)計(jì)方案 按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，要求時(shí)鐘走時(shí)準(zhǔn)確，可靠性高，能耗低，且具有時(shí)間自動(dòng)調(diào)整功能，因此時(shí)鐘芯片選用美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘 DS1302。 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 采用 3 腳 PR35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 2 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 紅外遙控發(fā)射 電源電路 單片機(jī) 控制器 AT89S52 數(shù)碼顯示管 按鍵電路 溫度測(cè)量電路 語(yǔ)音電路 所示。而熱電偶和熱電阻測(cè)出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度，需要比較多的外部硬件支持。 3 整體硬件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原理圖如圖 1 所示： 系統(tǒng)的工作原理是 :主控制器每隔一段時(shí)間 (小于一秒鐘 )讀一次時(shí)鐘芯片的內(nèi)部寄存器的值，將讀出的日歷、時(shí)間信息實(shí)時(shí)的顯示在 LED 數(shù)碼顯示器上。所以智能萬(wàn)年歷無(wú)論從實(shí)用還是從培養(yǎng)能力 的角度都很有價(jià)值。然而，縱觀市場(chǎng)，數(shù)字萬(wàn)年歷千篇一律，多年來(lái)并沒(méi)有多少創(chuàng)新，在當(dāng)今時(shí)代，智能家居理念已深入人心，所以我們?cè)O(shè)計(jì)的產(chǎn)品更應(yīng)該加智能化，功能更加多樣化， 在未來(lái)的讓我們的生活更加和諧。本文主要介紹了基于單片機(jī)的智能電子萬(wàn)年歷的研制，該萬(wàn) 年歷能夠?qū)崟r(shí)顯示公歷年、月、日、時(shí) 、分、秒，以及對(duì)應(yīng)的農(nóng)歷日期 ， 同時(shí)還能夠?qū)崟r(shí)測(cè)取環(huán)境溫度 、使用遙控器對(duì)其進(jìn)行遙控操作 以及語(yǔ)音播報(bào)功能 。本系統(tǒng)的硬件部分主要由 AT89C52單片機(jī)、 AT89C2051單片機(jī)、 時(shí)鐘芯片、溫度傳感器等部件組成，文中給出了詳細(xì)的硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)及相關(guān)電路圖；軟件部分主要包含公歷轉(zhuǎn)農(nóng)歷的算法設(shè)計(jì)模塊、顯示模塊、時(shí)間的讀取、溫度的檢測(cè)模塊 、紅外線的發(fā)射與接收 模塊等，文中給出了系統(tǒng)的軟件程序流程圖及各功能模塊的軟件程序清單，最后介紹了整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 、仿真及調(diào)試過(guò)程 ，給出了下一步的改進(jìn)方案等。 本設(shè)計(jì)采用了單片機(jī)進(jìn)行控制，單片機(jī)芯片的微小體積和極低的成本科廣泛地嵌入到如玩具、家用電器、機(jī)器人、儀器儀表、汽車電子系統(tǒng)、工業(yè)控制單元、辦公自動(dòng)化設(shè)備、金融電子系統(tǒng)、艦船、個(gè)人信息終端及通信產(chǎn)品中，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。 針對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)上現(xiàn)有萬(wàn)年歷功能單一，不夠人性化的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一款以單片機(jī)為核心控制器，除了傳統(tǒng)的功能可遙控操作的、具備語(yǔ)音播報(bào)功能的萬(wàn)年歷，提高智能家居的水平，豐富人們的日常生活情趣，真正讓科技融入現(xiàn)在智能家居理念。同時(shí)，主控制器不斷的掃描按鍵電路、溫度測(cè)量電路、紅外遙控解碼電路及語(yǔ)音播報(bào)電路，當(dāng)有鍵按下時(shí)，識(shí)別出按鍵的值并按照相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)執(zhí)行不同的功能。其缺點(diǎn)如下： （ 1） 硬件電路復(fù)雜； （ 2） 軟件調(diào)試復(fù)雜； （ 3） 制作成本高。 圖 2 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 64 位 ROM 的位結(jié)構(gòu)如表 1 所示，開始 8 位是產(chǎn)品類型的編號(hào)；接著是每個(gè)器件的唯一序號(hào)，共有 48 位；最后 8 位是前面 56 位的 CRC 檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè) DS18B20 可以采用單線進(jìn)行通信的原因。采用該芯片作為時(shí)鐘芯片可以做到計(jì)時(shí)準(zhǔn)確。 在任何數(shù)據(jù)傳送時(shí)必須先初始化，把 RST 腳置為高電平，然后把 8 表 2 DS1302 引腳功能 圖 4 DS1302 封裝圖 位地址和命令字裝入移位寄存器，數(shù)據(jù)在 SCLK 的上升沿被輸入。 內(nèi)部寄存器地址和內(nèi)容 DS1302 共有 12 個(gè)寄存器，其中有 7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式。陽(yáng)歷程序流程圖如圖 5 所示。推算方法是，根據(jù)陽(yáng)歷當(dāng)前日期在一年中的天數(shù)來(lái)計(jì)算陰歷日期。如果有閏月，則把閏月的月份作為一字節(jié)的高 4 位，低 4 位表示閏月大小，大月為 0 小月為 1。 表 4 2020 年的陰歷與陽(yáng)歷對(duì)應(yīng)關(guān)系表 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 閏 2 月 大小 小 大 大 大 小 大 小 大 小 大 小 大 小 天數(shù) 29 30 30 30 29 30 29 30 29 30 29 30 二進(jìn)制 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 十六進(jìn)制 4 2 2 2 21 2020 年春節(jié)和元旦差 21 天，這樣 2020 年的信息表示為： 21,42H， 52H，21H。 2020—— 2050 年的關(guān)系表： 35,15H,51H,00H（ 2020） 23,11H,52H,41H（ 2020） 42,12H,65H,00H（ 2020） 31,11H,32H,00H（ 2020） 21,42H,52H,21H（ 2020） 39,52H,25H,00H（ 2020） 28,25H,04H,71H（ 2020） 48,66H,42H,00H（ 2020） 37,33H,22H,00H（ 2020） 開始 初始化 1302 1302 開始振蕩 從 1302 中讀出年、周、月、日、時(shí) 、分、秒 讀出的數(shù)據(jù)都為 BCD碼，將其高地位分離送顯存緩沖單元 25,15H,24H,51H（ 2020） 44,05H,52H,21H（ 2020） 33,22H,65H,00H（ 2020） 22,21H,25H,41H（ 2020） 40,24H,52H,00H（ 2020） 30,52H,42H,91H（ 2020） 49,55H,05H,00H（ 2020） 38,26H,44H,00H（ 2020） 27,53H,50H,60H（ 2017） 46,53H,24H,00H（ 2018） 35,25H,54H,00H（ 2019） 24,41H,52H,41H（ 2020） 42,45H,25H,00H（ 2021） 31,24H,52H,00H（ 2022） 21,51H,12H,21H（ 2023） 40,55H,11H,00H（ 2024） 28,26H,21H,61H（ 2025） 47,26H,61H,00H（ 2026） 36,13H,31H,00H（ 2027） 25,05H,31H,51H（ 2028） 43,12H,54H,00H（ 2029） 33,51H,25H,00H（ 2030） 22,42H,25H,31H（ 2031） 41,32H,22H,00H（ 2032） 30,55H,02H,71H（ 2033） 49,55H,22H,00H（ 2034） 38,26H,62H,00H（ 2035） 27,13H,64H,60H（ 2036） 45,13H,32H,00H（ 2037） 34,12H,55H,00H（ 2038） 23,10H,53H,51H（ 2039） 42,22H,45H,00H（ 2040） 31,52H,22H,00H（ 2041） 21,52H,44H,21H（ 2042） 40,55H,44H,00H（ 2043） 29,26H,50H,71H（ 2044） 47,26H,64H,00H（ 2045） 36,25H,32H,00H（ 2046） 25,23H,32H,50H（ 2047） 44,44H,55H,00H（