【正文】 出時間、日期的修改，顯示修改后的時間、日期；功能鍵E、G的作用是完成對溫度預警值的設定；功能鍵D、F作用是完成對濕度預警值的設定；功能鍵H的作用是完成對當前溫濕度、時間、日期的存儲；功能鍵I、J作用是完成從存儲器中讀取數(shù)據(jù)分別在LCD、LED上顯示。并通過當前溫濕度與預警值的比較來決定語音播報地址。本章將對各個部分分別進行研究和設計。表28 CH451的按鍵代碼按鍵代碼DIG7DIG6DIG5DIG4DIG3DIG2DIG1DIG0SEG047H46H45H44H43H42H41H40HSEG14FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48HSEG257H56H55H54H53H52H51H50HSEG35FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58HSEG467H66H65H64H63H62H61H60HSEG56FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68HSEG677H76H75H74H73H72H71H70HSEG77FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H3 系統(tǒng)硬件電路的設計本章設計系統(tǒng)總體的電路框圖如圖31所示。由于CH451只在LOAD的上升沿加載命令數(shù)據(jù)并處理，所以單片機不能將LOAD信號線用于其它用途，但是DIN和DCLK可以用于其它用途。LOAD用于加載串行數(shù)據(jù)，CH451在其上升沿加載移位寄存器中的12位數(shù)據(jù)，作為操作命令分析并處理。CH451內(nèi)部具有12位移位寄存器，在DCLK的上升沿，DIN上的位數(shù)據(jù)被移入移位寄存器的最高位寄存器，以此類推，原次低位數(shù)據(jù)移入最低位寄存器，在該上升沿后的第一個下降沿，原次低位數(shù)據(jù)從DOUT輸出。另外，在CH451上電復位后，單片機必須在DCLK輸出串行時鐘之前，先在DIN上輸出一個低電平脈沖（由高電平變?yōu)榈碗娖皆倩謴蜑楦唠娖剑ㄖ狢H451使能4線串行接口。其中，DIN、DCLK、LOAD是帶上拉的輸入信號線，默認是高電平；DOUT在未啟用鍵盤掃描功能時作為串行數(shù)據(jù)輸出線，在啟用鍵盤掃描功能后作為鍵盤中斷和數(shù)據(jù)輸出線，默認是高電平[21]。這些按鍵代碼具有一定的規(guī)律，如果需要鍵被釋放時的按鍵代碼，則將表中的按鍵代碼的位6置0，也就是將表中的按鍵代碼減去40H。單片機可以在任何時候讀取按鍵代碼，但一般在CH451檢測到有效按鍵而產(chǎn)生鍵盤中斷時讀取按鍵代碼，此時按鍵代碼的位6總是1，另外，如果需要了解按鍵何時釋放，單片機可以通過查詢方式定期讀取按鍵代碼，直到按鍵代碼的位6為0。CH451所提供的按鍵代碼為7位，位2～位0是列掃描碼，位5～位3是行掃描碼，位6是狀態(tài)碼（鍵按下為1，鍵釋放為0）。如果CH451檢測到有效的按鍵，則記錄下該按鍵代碼，并通過DOUT引腳產(chǎn)生低電平有效的鍵盤中斷，此時單片機可以通過串行接口讀取按鍵代碼；在沒有檢測到新的有效按鍵之前，CH451不再產(chǎn)生任何鍵盤中斷。CH451定期在顯示驅(qū)動掃描過程中插入鍵盤掃描。表27 CH451引腳引腳號引腳名稱類型引腳說明23VCC電源正電源端，持續(xù)電流不小于200mA9GND電源公共接地端，持續(xù)電流不小于200mA25LOAD輸入串行接口的數(shù)據(jù)加載，內(nèi)置上拉電阻26DIN輸入串行接口的數(shù)據(jù)輸入，內(nèi)置上拉電阻27DCLK輸入串行接口的數(shù)據(jù)時鐘，內(nèi)置上拉電阻同時用于看門狗的清除輸入24DOUT輸出串行接口的數(shù)據(jù)輸出和鍵盤中斷2215SEG7SEG0三態(tài)輸出及輸入數(shù)碼管的段驅(qū)動，高電平有效，鍵盤掃描輸入，高電平有效，內(nèi)置下拉18DIG7DIG0輸出數(shù)碼管的字驅(qū)動，低電平有效，鍵盤掃描輸出，高電平有效12RST輸出上電復位和看門狗復位，高電平有效13RST輸出上電復位和看門狗復位，低電平有效14ADJ輸入段電流上限調(diào)整，內(nèi)置強下拉電阻10CLK輸入可選外接電阻電容調(diào)整內(nèi)部時鐘頻率11CLK0輸出CLK 引腳時鐘的二分頻輸出28RST1輸入手工復位輸入，高電平有效CH451的鍵盤掃描功能支持88矩陣的64鍵鍵盤。下表為數(shù)據(jù)寄存器中字數(shù)據(jù)的位4～位0進行BCD譯碼后，所對應的段G～段A以及數(shù)碼管顯示的字符。通過設定，CH451還可以工作于BCD譯碼方式，該方式主要應用于數(shù)碼管驅(qū)動，單片機只要給出二進制數(shù)BCD碼，由CH451將其譯碼后直接驅(qū)動數(shù)碼管顯示對應的字符。當數(shù)據(jù)位為1時，對應的數(shù)據(jù)管的段或者發(fā)光管就會點亮；當數(shù)據(jù)位為0時，則對應的數(shù)據(jù)管的段或者發(fā)光管就會熄滅。CH451支持數(shù)據(jù)寄存器中的字數(shù)據(jù)左移、右移、左循環(huán)、右循環(huán)，并且支持各數(shù)碼管的獨立閃爍控制，在字數(shù)據(jù)左右移動或者左右循環(huán)移動的過程中，閃爍控制的屬性不會隨數(shù)據(jù)移動。占空比的值從1/16至16/16，占空比越大，數(shù)碼管的平均驅(qū)動電流越大，顯示亮度也就越高，但占空比與顯示亮度之間是非線性關(guān)系。當掃描極限設定為1時，唯一的數(shù)碼管DIG0將得到所有的動態(tài)驅(qū)動時間，從而等同于靜態(tài)驅(qū)動；當掃描極限設定為8時，8個數(shù)碼管DIG7～DIG0各得到1/8的動態(tài)驅(qū)動時間；當掃描極限設定為4時，4個數(shù)碼管DIG3～DIG0得到1/4的動態(tài)驅(qū)動時間，此時各數(shù)碼管的平均驅(qū)動電流將比掃描極限為8時增加一倍，所以降低掃描極限可以提高數(shù)碼管的顯示亮度。CH451內(nèi)部具有大電流驅(qū)動級，段驅(qū)動引腳SEG6～SEG0分別對應數(shù)碼管的段G～段A，段驅(qū)動引腳SEG7對應數(shù)碼管的小數(shù)點，字驅(qū)動引腳DIG7～DIG0分別連接8個數(shù)碼管的陰極；CH451也可以連接88矩陣的發(fā)光二級管LED陣列或者64個獨立發(fā)光管；CH451還可以通過外接反相驅(qū)動器支持共陽數(shù)碼管，或者外接大功率管支持大尺寸的數(shù)碼管。 CH451的功能CH451的引腳介紹如表27所示。l 完全內(nèi)置時鐘振蕩電路，通常不需要外接晶體或者阻容振蕩。(3) 外部接口l 高速的4線串行接口，支持多片級聯(lián)，時鐘速度從0到10MHz。l 鍵盤中斷，低電平有效輸出。(2) 鍵盤控制l 內(nèi)置64鍵鍵盤控制器，基于88矩陣鍵盤掃描。l 支持段電流上限調(diào)整，可以省去所有限流電阻。l 各數(shù)碼管數(shù)字獨立閃爍控制。l 可選數(shù)碼管的段與數(shù)據(jù)位相對應的不譯碼方式或者BCD譯碼方式。 CH451特點CH451有三大特點如下[17]：(1) 顯示驅(qū)動l 內(nèi)置大電流驅(qū)動級，段電流不小于25mA，字電流不小于150mA。 數(shù)碼管驅(qū)動及鍵盤控制芯片的選擇CH451是一個整合了數(shù)碼管顯示驅(qū)動和鍵盤掃描控制以及μP監(jiān)控的多功能外圍芯片。(4) 應答信號I2C總線數(shù)據(jù)傳送時，每成功地傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)后接收器都必須產(chǎn)生一個應答信號，應答的器件在第9個時鐘周期時，將SDA線拉低表示其已收到一個8位數(shù)據(jù)。從器件8位地址的最低位作為讀寫控制位，1表示對從器件。如圖215所示。24C02的特性：(1) 與400KHz I2C總線兼容(2) (3) 低功耗CMOS 技術(shù)(4) 寫保護功能：當WP為高電平時進入寫保護狀態(tài)(5) 頁寫緩沖器(6) 自定時擦寫周期(7) 1,000,000 編程/擦除周期(8) 可保存數(shù)據(jù)100年(9) 8腳DIP SOIC或TSSOP 封裝(10) 溫度范圍商業(yè)級工業(yè)級和汽車級 24C02的時序操作(1) 起始信號時鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從高到低的跳變作為I2C總線的起始信號。 (4) WP：寫保護如果WP管腳連接到Vcc，所有的內(nèi)容都被寫保護，只能讀。(2) SDA：串行數(shù)據(jù)/地址CAT24WC02雙向串行數(shù)據(jù)/地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，SDA是一個開漏輸出管腳，可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進行線或。 24C02管腳和特性24C02是一個8管腳的存儲芯片，其各引腳如圖214所示。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器。A4 – 連續(xù)尋址在通常的操作中當放音操作遇到結(jié)尾標志EOM 時地址指針將復原到0，A4操作模式將禁止地址指針的復位允許信息能連續(xù)錄制和播放當電路處于靜止狀態(tài)不是處于錄音或放音狀態(tài)即可的設置該腳為低電平將復位地址指針。A1 – 刪除EOM 結(jié)尾標志A1 操作模式允許多次記錄的信息組合成一個信息結(jié)束標志只出現(xiàn)在最后錄制信息的結(jié)尾當配置成這種模式后多次錄制的信息在放音時會形成連續(xù)的信息。操作模式描述：可以使用微處理器來控制操作模式 也可以直接使用直接連線來實現(xiàn)需要的功能。另外，在操作模式中，當A4=1，從錄音變換到放音，而不是從放音到錄音，器件地址指針復位到0。在使用操作模式時必須注意兩點。當?shù)刂返淖罡邇晌籄A6為高電平時，其余的地址位將被成為狀態(tài)標志位而不再是地址位。C 操作模式 ISD1420內(nèi)部具備有多種操作模式，并能以最少的元件實現(xiàn)較多的功能，下面將詳細描述。2) 特性 (1) 使用簡單的單片錄放音電路 (2) 高保真語音/音頻處理 (3) 開關(guān)接口放音可以是脈沖觸發(fā)或電平觸發(fā) (4) 錄放周期為20秒 (5) 自動功率節(jié)約模式 (6) 零功率存儲 (7) 處理復雜信息可使用地址操作 (8) 100年信息保存 (9) 片上時鐘 (10) 不需要編程器和開發(fā)系統(tǒng) (11) +5V 供電 (12) 提供裸片 DIP SOIC 封裝 (13) 提供工業(yè)級別溫度型號40176。根據(jù) A7 、A6的電平不同電路可以進入兩種不同的工作模式地址模式和操作模式如果A7 、A6至少有一位為低電平則電路認為A0A7全部為地址位A0A7的數(shù)值將作為本次錄音或放音操作的起始地址A0A7 ,全部為純輸入引腳不會象操作模式中A0A7還可能輸出內(nèi)部地址信息輸入的A0A7 的信息在PALYE PLAYL或REC的下降沿被電路鎖存到內(nèi)部使用。也可以使用單輸出，但需要注意對于直接驅(qū)動，發(fā)聲裝置使用兩個反極性的輸出的功率是使用單輸出功率的4倍。 (12) 外部時鐘輸入XCLK ISD1420 系列的外部時鐘輸入管腳內(nèi)部設有下拉電阻，ISD1420在出廠時配置成使用內(nèi)部時鐘，能保證最小的錄放音時間。這個電容的數(shù)值與ANA IN內(nèi)部的3 0K歐姆的輸入電阻能提供又一個音頻帶寬的低頻截止頻率。 (11) 模擬輸入ANA IN ANA IN將輸入的信號傳送到錄音電路。 (10) 模擬輸出ANA OUT 此管腳為用戶提供前置放大器的輸出。AGC的起控時間由電路內(nèi)部的一個5K電阻，和一個外部連接的電容決定釋放時間由外部的電阻和電容決定，二者并聯(lián)連接在AGC管腳和VSSA模擬地之間。 (9) 自動增益控制AGC AGC動態(tài)調(diào)整前置放大器的增益，能在一個很寬的范圍內(nèi)適應麥克的輸入電平。外部的麥克必須是AC 耦合通過一個電容連接到該腳電容的數(shù)值 和該管腳器件內(nèi)部的電阻10K，決定ISD1420輸入的低頻截止頻率關(guān)于低頻截止頻率的計算見應用信息。 (6) 錄音LED輸出RECLED當處于錄音操作時RECLED，輸出為低電平它可以驅(qū)動一個LED，顯示表明現(xiàn)在正處于錄音狀態(tài)另外在放音中如果遇到結(jié)束標志EOM，RECLED將輸出一個短的低脈沖。 圖213 ISD1420的封裝(4) 電源輸入VCC 、VCCD ISD1420內(nèi)部的模擬電路和數(shù)字電路使用不同的電源回路以減小噪聲的干擾這些電源回路，通過不同的引腳引出，注意盡量靠近系統(tǒng)，電源連接在一起務必在靠近器件處加退藕措施。(3) PLAYL電平放音當此管腳的信號由高變?yōu)?時將開始放音，操作PLAYL變?yōu)楦唠娖接龅浇Y(jié)束標志EOM或存儲器的尾部放音將停止，結(jié)束放音后器件自動進入掉電等待模式。錄制完畢后在結(jié)束處會記錄一個結(jié)束標志這樣在分段放音時會結(jié)束放音，當REC變高后器件會自動進入掉電模式。如果在放音過程中REC被拉低放音將立即終止錄音開始。 ISD1420封裝、各引腳功能及特性1) ISD1420的封裝如圖213所示[12]。CE圖211 單字節(jié)讀 I/OSCKD0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7R/W A0 A1 A2 A3 A4 R/C 1 CESCKR/W A0 A1 A2 A3 A4 R/C 1 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 I/O圖212 單字節(jié)寫 語音芯片的選擇信息儲存器件ISD1402語音芯片是單片高質(zhì)量短周期的錄放音電路采用CMOS工藝內(nèi)部包含片上時鐘麥克前置放大器自動增益控制帶通濾波器平滑濾波器和功率放大器由ISD1400 組成的最小應用系統(tǒng)僅包含一個麥克喇叭幾個阻容元件兩個開關(guān)和電源。同樣，在緊跟8位的控制字指令后的下一個SCLK脈沖的下降沿，讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位?？刂谱挚偸菑淖畹臀婚_始輸出。DS1302的控制字如表26。它不僅要向寄存器寫入控制字，還需要讀取相應寄存器的數(shù)據(jù)。突發(fā)模式寄存器如表25所示。 表23 DS1302有關(guān)的日歷、時間寄存器讀寄存器寫寄存器范圍Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit081h80h0059CH10秒秒83h82h005910分分85h84h112/