【正文】 420 放音電路通過(guò) AT89S52 的 口控制 PLAYER 放音。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。用戶(hù)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）。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。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 39 所示。 電路實(shí)現(xiàn)錄音功能說(shuō)明如下 ， S S S3 分別是控制錄音和放音按鍵，當(dāng)按下 S1 時(shí)開(kāi)始錄音， S S3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。 VCCD、 VCCA— 數(shù)字電源正端和模擬電源正端。 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?；胤胚^(guò)程中 PLAYE 變化不會(huì)影響回放過(guò)程 。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。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。 SP+、 SP — 喇叭輸出端，該端可直接驅(qū)動(dòng) 16 歐的喇叭。 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。 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。 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 。圖 312 為硬件實(shí)現(xiàn)錄音和放音的電路圖。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)。 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， A A7 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。 ISD1420 是 ISD1400系列中錄音時(shí)長(zhǎng)為 20s 語(yǔ)音芯片。 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)。 圖 311 報(bào)警電路 語(yǔ)音播報(bào)電路 本電路采用的核心語(yǔ)音芯片 ISD1402 語(yǔ)音芯片是美國(guó) ISD(Information 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 Storage Device)公司的產(chǎn)品。電路中采用 PNP 管 9012 來(lái)控制蜂鳴器的開(kāi)關(guān)，由圖可以看出當(dāng) Bell 引腳為高電平時(shí)， PNP 管截止，蜂鳴器不工作；當(dāng) Bell 引腳為低電平時(shí)， PNP 管導(dǎo)通，蜂鳴器工作。RT1602 與單片機(jī)的應(yīng)用連接電路圖如圖 310 所示： 表 39 LCD 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(xiě)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) 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 310 液晶顯示模塊接口電路 報(bào)警電路 系統(tǒng)采用蜂鳴器作為鬧鈴輸出。由上可知 1602 基本操作時(shí)序如表 39。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 5腳： RW為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 39 DS18B20 測(cè)溫原理 LCD 顯示電路 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。計(jì)數(shù)器 1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器 1的 預(yù)置值減到 0 時(shí)，溫度寄存器的值將加 1，計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器 1 重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器 2計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器 2的脈沖輸入。 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 38 讀寫(xiě)時(shí)序 三 DS18B20 工作原理 DS18B20 測(cè)溫原理如圖 39所示。讀時(shí)間片的最短持續(xù)期限為 60μ s，各個(gè)讀時(shí)間片之間必須有最短為 1μ s的恢復(fù)時(shí)間。數(shù)據(jù)線必須保持在邏輯低電平至少 1μ s；來(lái)自 DS18B20 的輸出數(shù)據(jù)在讀時(shí)間片下降沿之后 15μ s 有效。從DS18B20 讀數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)產(chǎn)生讀時(shí)間片。如寫(xiě)入 0，則應(yīng)維持低電平 45～ 60μ s 以上，如寫(xiě)入 1，應(yīng)在第 8μ s 后釋放數(shù)據(jù)線，在 7μ s 時(shí)間內(nèi)拉到為邏輯高電壓， 并維持 45～ 60μ s 以上。 3換位理解 DSl8B20 傳感器對(duì)讀寫(xiě)時(shí)序的要求 DSl8B20 寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)產(chǎn)生讀時(shí)間片。s內(nèi)有效，因此主機(jī)必須在讀時(shí)序開(kāi)始后的 15181。當(dāng)傳送 0時(shí)， DS18B20 在該時(shí)序結(jié)束時(shí)釋放總線，再由上拉電阻將總線拉回空閑高電平狀態(tài)。在主機(jī)發(fā)起讀時(shí)序之后， DS18B20 開(kāi)始在總線上傳送 1 或 0。每次讀時(shí)序由主機(jī)發(fā)起，拉低總線至少 1181。s，且在兩次獨(dú)立的讀時(shí)序之間至少需要 1181。所以主機(jī)在發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)序，以便 DS18B20 能夠傳送數(shù)據(jù)。如果總線為高電平，則邏輯 1被寫(xiě)入 DS18B20；如果總線為低電平，則邏輯 0被寫(xiě)入 DS18B20。s~60181。s）。s內(nèi)釋放總線，然后由上拉電阻將總線拉至高電平。兩種寫(xiě)時(shí)序均以主機(jī)拉低總線開(kāi)始。s，且在兩次寫(xiě)時(shí)序之間至少需要 1181。主機(jī)在寫(xiě) 1 時(shí)序向 DS18B20寫(xiě)入邏輯 1，而在寫(xiě) 0 時(shí)序向 DS18B20 寫(xiě)入邏輯 0。在每一個(gè)時(shí)序，總線只能傳輸一位數(shù)據(jù)。s 產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。s，通過(guò)拉低總線 60181。 DS18B20 檢測(cè)到這個(gè)上升沿后，延時(shí) 15181。然后主機(jī)釋放總線并進(jìn)入接收 (RX)模式。 1初始化序列：復(fù)位脈沖和應(yīng)答脈：在初始化 過(guò)程中，主機(jī)通過(guò)拉低單總線至少 480181。除了應(yīng)答脈沖所有這些信號(hào)都由主機(jī)發(fā)出同步信號(hào)。 表 37 ROM 命令 命令 描述 協(xié)議 此命令發(fā)出后 1Wire總線上的活動(dòng) SEARCH ROM 識(shí)別總線上掛著的所有 DS18B20 的 ROM 碼 F0h 所有 DS18B20 向主機(jī)傳送 ROM 碼 READ ROM 當(dāng)只有一個(gè) DS18B20 掛在總線上時(shí)，可用此命令來(lái)讀取ROM 碼 33h DS18B20 向主機(jī)傳送 ROM 碼 MATCH ROM 主機(jī)用 ROM 碼來(lái)指定某一DS18B20，只有匹配的DS18B20 才會(huì)響應(yīng) 55h 主機(jī)向總線傳送一個(gè) ROM 碼 SKIP ROM 用于指定總線上所有的器件 CCh 無(wú) ALARM SEARCH 與 SEARCH ROM 命令類(lèi)似，但只有溫度超出警報(bào)線的DS18B20 才會(huì)響應(yīng) ECh 超出警報(bào)線的 DS18B20 向主機(jī)傳送ROM 碼 3功能命令： DS18B20 的功能命令如表 38所示： 表 38DS18B20 向主機(jī)傳送供電狀態(tài) 命令 描述 協(xié)議 此命令發(fā)出后1Wire 總線上的活動(dòng) 溫 度 轉(zhuǎn) 換 命 令 Convert T 開(kāi)始溫度轉(zhuǎn)換 44h DS18B20 向主機(jī)傳送轉(zhuǎn)換狀態(tài)（寄生電源不適用） 存 儲(chǔ) 器 命 令 Read Scratchpad 讀暫存器完整的數(shù)據(jù) BEh DS18B20 向主機(jī)傳送 總共 9 字節(jié)的數(shù)據(jù) Write Scratchpad 向暫存器的 3 和 4字節(jié)寫(xiě)入數(shù)據(jù)（ TH， TL 和精度） 4Eh 主機(jī)向 DS18B20 傳送 3 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù) Copy Scratchpad 將 TH， TL 和配置寄存器的數(shù)據(jù)復(fù)制到EEPROM 48h 無(wú) Recall E2 將 TH， TL 和配置寄存器的數(shù)據(jù)從EEPROM 中調(diào)到暫存器中 B8h DS18B20 向主機(jī)傳送調(diào)用狀態(tài) Read Power Supply 向主機(jī)示意電源供電 狀態(tài) B4h DS18B20 向主機(jī)傳送供電狀態(tài) 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 二． DS18B20 信號(hào)時(shí)序 DS18B20 采用嚴(yán)格的單總線通信協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的完整性。 2ROM 命令： ROM 命令通過(guò)每個(gè)器件 64bit 的 ROM 碼，使主機(jī)指定某一特定器件（如果有多個(gè)器件掛在總線上）與之進(jìn)行通信。由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和跟在其后的由 DS18B20 發(fā)出的應(yīng)答脈沖構(gòu)成。 表 36 輸出數(shù)據(jù)與溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系 3． DS18B20 不需額外的供電電源；當(dāng)總線為高電平時(shí)，功率由單總線上的上拉電阻通過(guò) DQ 引腳提供；高電平總線信號(hào)同時(shí)也向內(nèi)部電容 CPP 充電， CPP在總線低電平時(shí)為器件供電。如果溫度小于 0OC,高五位為 1，測(cè)到的數(shù)值需要取反加 1，再乘以 ，才得到實(shí)際的溫度值。第九個(gè)字節(jié)為前 8 個(gè)的 crc 效驗(yàn)碼。第 5字節(jié)則是用戶(hù)第 3字節(jié)的鏡像。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。開(kāi)漏單總線接口引腳。 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 DS18B20 結(jié)構(gòu)引腳圖 圖 35 DS18B20 引腳 DS18B20 的引腳較為簡(jiǎn)單，功能實(shí)現(xiàn)主要靠 DQ腳實(shí)現(xiàn)。 ，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫 。 、下限告警設(shè)置。 C之間。 － 55。 DS18B20 中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激 振蕩器。本文用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 圖 33 復(fù)位電路 在本設(shè)計(jì)中復(fù)位電路的設(shè)計(jì)是采用簡(jiǎn)單，用得比較廣的復(fù)位電路接法，如圖，它具有上電復(fù)位和按鍵復(fù)位的雙重復(fù)位功能。上電復(fù)位是指在給系統(tǒng)上電時(shí)，復(fù)位電路通過(guò)電容加到 RST 復(fù)位引腳一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，這個(gè)復(fù)位信號(hào)隨著 VCC對(duì)電容的充電過(guò)程而回落，所以 RST 引腳復(fù)位的高電平維持時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。一般采用的方法是在 RST 端和正電源 VCC 之間接一個(gè)按鍵，當(dāng)按下按鍵后， VCC 和 RST 端接通， RST 引腳處有高電平，而且按鍵動(dòng)作一般是數(shù)十毫秒、大于兩個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間，能夠安全的讓系統(tǒng)復(fù)位。復(fù)位引腳 RST 通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。單片機(jī) AT89S52 的 I/O 端口具體分配與下表 31: 圖 32 單片機(jī)與外圍設(shè)備 硬件連接圖 表 31 AT89S52 的 I/O 端口具體分配 AT89S52IO 端口 外接點(diǎn) LCD 顯示地址端口 語(yǔ)音芯片播音地址端口 DS18b20 通道 連接鍵盤(pán)控制端口 連接報(bào)警器端口 開(kāi)始播音口 LCD 讀 /寫(xiě)選擇端 LCD 數(shù)據(jù) /命令端 LCD 使能端 AT89S52 復(fù)位電路 系統(tǒng)復(fù)位是任何微機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的第一步，使整個(gè)控制芯片回到默認(rèn)的硬件狀態(tài)下即單片機(jī)的片 內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的初態(tài)開(kāi)始運(yùn)行。該模塊在硬件設(shè)計(jì)方面，其外圍電路提供能使之工作的晶振脈沖、復(fù)位按鍵，四個(gè) I/O 口分別用于外圍設(shè)備連接。 AT89S52 單片機(jī)綜合了微型處理器的基本功能。空閑模式下， CPU 暫停工作，而 RAM 定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。 AT89S52 具有如下特點(diǎn)： 40 個(gè)引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器， 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 2層中斷嵌套中斷， 2個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2個(gè)全雙工串行通信口，看門(mén)狗（ WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 每個(gè) 8051 處理周期包括 12 個(gè)振蕩周期每 12 個(gè)振蕩周期用來(lái)完成一項(xiàng)操作如取指令和計(jì)