【正文】 終采用MSP439F149PM芯片作為控制核心。不同廠商生產(chǎn)的RTC芯片有許多，性能、價(jià)格上相差甚遠(yuǎn)。該芯片具有涓細(xì)電流充電能力，利用普通手表晶振實(shí)現(xiàn)低功耗運(yùn)行，利用備用電源（紐扣電池）實(shí)現(xiàn)斷電計(jì)時(shí)功能，操作簡(jiǎn)單，性?xún)r(jià)比極高，精度足以滿(mǎn)足題目要求。 語(yǔ)音模塊各廠商生產(chǎn)的語(yǔ)音模塊功能各不相同，如能實(shí)現(xiàn)錄放功能的ISD1730，能實(shí)現(xiàn)SD卡內(nèi)文件讀取的WTV020，能實(shí)現(xiàn)TTS功能的科大訊飛語(yǔ)音模塊等。該模塊價(jià)格極低，抗干擾能力好，片內(nèi)自帶功率放大，且單片機(jī)可以利用RS485總線(xiàn)協(xié)議能實(shí)現(xiàn)的播放控制。 掉電存儲(chǔ)掉電存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)方式較多。單片機(jī)FlashROM的擦寫(xiě)次數(shù)有限，而單片機(jī)作為控制核心在萬(wàn)年歷系統(tǒng)中有至關(guān)重要的作用，不應(yīng)因頻繁擦寫(xiě)而報(bào)廢，因此采用片內(nèi)存儲(chǔ)并不可取。EEPROM采用IIC總線(xiàn)協(xié)議與單片機(jī)進(jìn)行通信，能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單可靠的隨機(jī)存儲(chǔ)，掉電后保持?jǐn)?shù)據(jù)能力極好，成本極低，且電路連接方便，易于損壞后更換，因此作品最終采用Atmel公司的AT24C256作為掉電存儲(chǔ)模塊。根據(jù)題目要求，作品采用四枚獨(dú)立按鍵分別作為上、下、確認(rèn)、菜單功能按鍵，足以滿(mǎn)足多級(jí)菜單間的切換與相應(yīng)時(shí)間、功能、日程安排的設(shè)置。城市煤氣報(bào)警：采用MQ2氣敏傳感器實(shí)現(xiàn)包括城市煤氣在內(nèi)的多種氣體的測(cè)量與報(bào)警。 程序開(kāi)發(fā)語(yǔ)言MSP430單片機(jī)開(kāi)發(fā)采用C語(yǔ)言較多。代碼也適當(dāng)?shù)乩昧薎AR Electric Workbench for MSP430開(kāi)發(fā)環(huán)境對(duì)C++泛型編程開(kāi)發(fā)的良好支持，使用了標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)STL中的部分函數(shù)簡(jiǎn)化部分算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)工作。為保持較好的可移植性，幾乎沒(méi)有使用Embedded C++語(yǔ)言不支持的特性?；谝陨嫌懻摚髌凡捎昧霜?dú)立編寫(xiě)的基于時(shí)間片輪轉(zhuǎn)思想設(shè)計(jì)的、依靠定時(shí)器中斷實(shí)現(xiàn)的偽RTOS作為操作系統(tǒng)，同時(shí)，對(duì)于優(yōu)先級(jí)較低的任務(wù)實(shí)現(xiàn)智能放權(quán)，對(duì)于優(yōu)先級(jí)較高或需要實(shí)時(shí)響應(yīng)的任務(wù)（如菜單按鍵按下后顯示菜單、煤氣報(bào)警、日程報(bào)警等）支持搶占式調(diào)度。，作品采用了外連RTC模塊的設(shè)計(jì)方案，而DS1302具有閏年補(bǔ)償功能，能實(shí)現(xiàn)較完整的公歷年月日計(jì)算，因此只需設(shè)計(jì)星期的計(jì)算方法。由于中國(guó)農(nóng)歷計(jì)算依賴(lài)于天象等不確定量，無(wú)特定算法。此外，作品在菜單設(shè)計(jì)部分還利用到了遞歸算法的思想，在日程設(shè)計(jì)方面利用了STL提供的快速排序算法。硬件方面，作品控制核心采用MSP430F149單片機(jī)，以L(fǎng)CD12864作為顯示器，依賴(lài)DS1302提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息，通過(guò)IIC總線(xiàn)與AT24C256通信實(shí)現(xiàn)掉電后的數(shù)據(jù)保存，通過(guò)RS485總線(xiàn)與LMD102芯片通信實(shí)現(xiàn)智能語(yǔ)音播報(bào)，通過(guò)四個(gè)獨(dú)立按鍵實(shí)現(xiàn)多級(jí)菜單切換及功能與日程設(shè)置等人機(jī)交互功能；作品同時(shí)實(shí)現(xiàn)了其他小功能，利用多片鎖存器與聲控開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)了智能小夜燈，利用MQ2氣敏傳感器實(shí)現(xiàn)了城市煤氣報(bào)警，利用DS18B20實(shí)現(xiàn)了溫度測(cè)量。功能與特性包括以下幾點(diǎn)：控制核心采用MSP430F149，以L(fǎng)CD12864實(shí)現(xiàn)四行漢字顯示； 實(shí)現(xiàn)公歷年月日時(shí)分秒準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，支持星期的準(zhǔn)確計(jì)算，并支持閏年補(bǔ)償，能顯示閏年； 能顯示陰歷年、月、日，能計(jì)算并顯示節(jié)氣；能進(jìn)行整點(diǎn)和半點(diǎn)語(yǔ)音報(bào)時(shí)； 具有掉電存儲(chǔ)功能，可存儲(chǔ)掉電前用戶(hù)定時(shí)設(shè)置； 具有日程管理，可以設(shè)定指定日期的日程，可以設(shè)置日程的提醒時(shí)間，并可用語(yǔ)音進(jìn)行提示； 能掉電保存36個(gè)（可增至6400條）日程設(shè)，提供8種日程內(nèi)容語(yǔ)音、8首歌曲供選擇播放，提示音樂(lè)具有重復(fù)播放功能； 具有溫度測(cè)量功能； 具有城市煤氣報(bào)警功能； 具有智能聲控小夜燈功能； 1具有功能完善的多級(jí)菜單實(shí)現(xiàn)上述所有功能的設(shè)置，能對(duì)具有良好的人機(jī)交互性能； 1系統(tǒng)代碼采用Embedded C++與面向?qū)ο蠓椒▽?shí)現(xiàn)，編寫(xiě)了利用中斷實(shí)現(xiàn)的分時(shí)調(diào)度、高優(yōu)先級(jí)任務(wù)搶占調(diào)度的偽RTOS； 1具有較低功耗特性。然而由于設(shè)計(jì)者相關(guān)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的匱乏，作品依然采用了8086時(shí)代以單片機(jī)為核心、外擴(kuò)各類(lèi)模塊實(shí)現(xiàn)所需功能的設(shè)計(jì)方法。具體參見(jiàn)第三章電路設(shè)計(jì)部分。公式中的符號(hào)含義如下：w：星期（計(jì)算所得的數(shù)值對(duì)應(yīng)的星期：0星期日。 2星期二。 4星期四。 6星期六）[1]c：年份前兩位數(shù)y：年份后兩位數(shù)m：月（m的取值范圍為3至14，即在蔡勒公式中，某年的2月要看作上一年的114月來(lái)計(jì)算，比如2003年1月1日要看作2002年的13月1日來(lái)計(jì)算）d：日[　]：稱(chēng)作高斯符號(hào)，代表向下取整，即，取不大于原數(shù)的最大整數(shù)。農(nóng)歷算法：由于中國(guó)農(nóng)歷是直接利用天體位置定義的歷法（區(qū)別于利用固定的天體時(shí)間平周期定義的歷 法，如格里歷，回歷等），它是現(xiàn)今世界上為數(shù)不多的天文年歷性質(zhì)的歷法，它和一些重要天象是一一對(duì)應(yīng)的[2]，因此不存在確切的算法。見(jiàn)附錄。系統(tǒng)對(duì)于優(yōu)先級(jí)較低的任務(wù)實(shí)現(xiàn)智能放權(quán)，對(duì)于優(yōu)先級(jí)較高或需要實(shí)時(shí)響應(yīng)的任務(wù)（如菜單按鍵按下后顯示菜單、煤氣報(bào)警、日程報(bào)警等）支持搶占式調(diào)度。 讀取用戶(hù)設(shè)置信息(如果有)。 設(shè)置并開(kāi)啟TA中斷。 Break。 Break。 Break。 Break。} 各硬件模塊程序設(shè)計(jì)RTC模塊類(lèi)聲明:class DS1302{ private: void ByteWrite(char d)。//RTC讀取一字節(jié)(內(nèi)部函數(shù)) void write(char Addr, char Data)。 //對(duì)地址讀數(shù)據(jù) void autoSetWeekDay(char _y, char _m,char _d) 。 //寫(xiě)/清保護(hù)接口 void setTime(char Address, char Value)。 t) 。t)。t)。E2PROM掉電存儲(chǔ)模塊類(lèi)聲明:class AT24C256{ private://private部分均為I2C總線(xiàn)操作內(nèi)部函數(shù) void I2C_delay()。 void I2C_stop(void)。 void I2C_ack(void)。 char I2C_TestAck(void)。 char I2C_ReceiveByte(void)。//初始化 char writeByte(char data_,unsigned int addr_)。//對(duì)頁(yè)寫(xiě)入 char readCurrentByte(char *p)。//對(duì)地址寫(xiě)N字節(jié) void readNByte(char* data,char n,unsigned int addr_)。//對(duì)地址讀1字節(jié) char readByte(unsigned int addr_)。//對(duì)當(dāng)前地址批量讀出 char readData(char data_[],unsigned int count_,unsigned int addr_)。//檢測(cè)是否已經(jīng)被用戶(hù)寫(xiě)入過(guò)信息(檢測(cè)已寫(xiě)入標(biāo)志) void restoreUserConfig()。//保存用戶(hù)設(shè)置 void wipe()。//清除已寫(xiě)入標(biāo)志}。//寫(xiě)操作指令 void writeData(char dat)。//獲得屏幕行首地址 public: void writeChar(char x,char y,const char chr)。 //對(duì)特定位置寫(xiě)字符串 void displayChar(char addr,char c)。 //在特定位置顯示字符(行列,重載) void displayString(char addr,const char *w_str)。// //在特定位置顯示字符串(重載) void displayTime(timeClassamp。//顯示timeClass對(duì)象存儲(chǔ)的時(shí)間 void displayTemperature(const temperatureClassamp。 //顯示tempClass對(duì)象存儲(chǔ)的溫度 void displayAlarm(alarmClassamp。//顯示alarmClss的信息 void setCursor(char y,char x)。t)。//顯示多行字符串(重載) void backgroundLight(char sw)。//各端口初始化 void clear()。delay_ms(2)。語(yǔ)音模塊類(lèi)聲明:class LMD102{ private://privat