帶語(yǔ)音提示功能的智能電子鐘設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文】_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p><b>  本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>  (20 屆)</b></p><p>  帶語(yǔ)音提示功能的智能電子鐘設(shè)計(jì)</p><p>  所在學(xué)院 </p><p>  專業(yè)班級(jí) 電子信息工程

2、 </p><p>  學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>  指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>  完成日期 年 月 </p><p><b>  摘 要</b><

3、;/p><p>  近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展,單片機(jī)的用用正在不斷地走向深入,由于它具有功能強(qiáng),體積小,功耗低,價(jià)格便宜,工作可靠,使用方便的優(yōu)點(diǎn),因此特別適合于和控制有關(guān)的系統(tǒng),越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于自動(dòng)控制,智能化儀器,儀表,數(shù)據(jù)采集,軍工產(chǎn)品以及家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用,在根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu),以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合,以作完善。</p>

4、<p>  本次做的數(shù)字鐘是以單片機(jī)(凌陽(yáng)SPCE061A)為核心,結(jié)合相關(guān)的元器件(SPLC501液晶顯示器,揚(yáng)聲器,按鍵,無(wú)線模塊PT2262/2272),在配以相應(yīng)的軟件,達(dá)到制作智能數(shù)字鐘的目的。</p><p>  該數(shù)字鐘可以清晰的顯示時(shí)間,語(yǔ)音報(bào)時(shí)無(wú)雜音,無(wú)線傳輸模塊可以控制100m以內(nèi)的繼電器開關(guān)。</p><p>  關(guān)鍵詞:?jiǎn)纹瑱C(jī);數(shù)字鐘</p>

5、;<p><b>  Abstract</b></p><p>  With the computer in the social sphere in recent years, the penetration and the development of large scale integrated circuit, microcontroller is continuous

6、ly used by deepening, because of its powerful function, small size, low power consumption, cheap, reliable, easy to use Advantages, and therefore particularly suitable for control of the system, more and more widely used

7、 in automatic control, intelligent instruments, gauges, data acquisition, military products and household appliances and oth</p><p>  The figures do bell on SCM (Sunplus SPCE061A) as the core, combined with

8、the components (SPLC501 LCD monitor, speakers, buttons,wireless module PT2262/2272), in together with the corresponding software, to create intelligent digital clock purposes.</p><p>  The digital clock can

9、display the time clearly, voice broadcast no noise, the wireless transmission module can be controlled within 100m relay switch.</p><p>  Key word: SCM; Digital Clock</p><p><b>  目 錄</

10、b></p><p><b>  1 引言1</b></p><p>  1.1 數(shù)字鐘的簡(jiǎn)介1</p><p>  1.2 數(shù)字鐘的發(fā)展1</p><p>  1.3 本文研究的主要內(nèi)容2</p><p><b>  2 總體設(shè)計(jì)3</b></p>

11、;<p>  2.1數(shù)字鐘的原理3</p><p>  2.2基于各種單片機(jī)的數(shù)字鐘分析3</p><p>  2.2.1基于硬件實(shí)現(xiàn)的數(shù)字鐘3</p><p>  2.2.2基于FPGA的多功能數(shù)字鐘4</p><p>  2.2.3基于單片機(jī)的數(shù)字鐘將5</p><p>  2.3總體功能設(shè)

12、計(jì)5</p><p><b>  3 硬件設(shè)計(jì)7</b></p><p>  3.1微處理器系統(tǒng)(凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī))7</p><p>  3.1.1凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)簡(jiǎn)介7</p><p>  3.1.2凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)工作環(huán)境及特點(diǎn)7</p><p>  

13、3.2 SPCE061A輔助電路8</p><p><b>  3.3音頻模塊9</b></p><p>  3.4顯示模塊(SPLC501)9</p><p>  3.5無(wú)線模塊(PT2262/PT2272)11</p><p>  3.5.1 PT2262/PT2272簡(jiǎn)介11</p><

14、;p>  3.5.2 PT2262/PT2272特點(diǎn)和應(yīng)用12</p><p>  3.6按鍵模塊13</p><p>  3.7 執(zhí)行模塊13</p><p><b>  4 軟件設(shè)計(jì)15</b></p><p>  4.1軟件開發(fā)工具簡(jiǎn)介15</p><p>  4.2軟件流程

15、圖16</p><p>  4.2.1主程序16</p><p>  4.2.2液晶驅(qū)動(dòng)程序和時(shí)間的調(diào)整17</p><p>  4.2.3語(yǔ)音報(bào)時(shí)程序19</p><p>  4.2.4中斷程序,實(shí)現(xiàn)日期時(shí)間的調(diào)整,以及秒表的實(shí)現(xiàn)20</p><p>  4.2.5初始化鍵盤函數(shù)和掃描鍵盤函數(shù)21<

16、/p><p>  4.2.6無(wú)線接收模塊程序22</p><p>  5 制作與調(diào)試23</p><p>  5.1硬件制作與調(diào)試23</p><p>  5.2軟件調(diào)試24</p><p><b>  6 結(jié)論26</b></p><p>  致 謝錯(cuò)誤!未定義

17、書簽。</p><p><b>  參考文獻(xiàn)27</b></p><p>  附錄1 系統(tǒng)實(shí)物圖28</p><p>  附錄2 實(shí)驗(yàn)原理圖29</p><p>  附錄3 畢業(yè)設(shè)計(jì)作品說(shuō)明書30</p><p><b>  1 引言</b></p>&

18、lt;p>  1.1 數(shù)字鐘的簡(jiǎn)介</p><p>  20世紀(jì)末,電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展,在其推動(dòng)下,現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域,有力的推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高,同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高,產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來(lái)越快。</p><p>  數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)方法有許多種,例如,可用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘;也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及

19、其所需要的外圍電路組成電子鐘;還可以利用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)電子鐘等等[1]。這些方法都各有其特點(diǎn),其中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的電子鐘具有編程靈活,并便于功能的擴(kuò)展。</p><p>  1.2 數(shù)字鐘的發(fā)展</p><p>  數(shù)字鐘自從它發(fā)明的那天起,就成為了人類的朋友,但隨著時(shí)間的推移,科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)時(shí)間計(jì)量的精度要求越來(lái)越高,應(yīng)用越來(lái)越廣。如何才能讓數(shù)字鐘更好的發(fā)揮其作用和更好的為我們

20、服務(wù),這就要求我們不斷地設(shè)計(jì)出新型數(shù)字鐘。</p><p>  目前單片機(jī)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,其應(yīng)用于儀器儀表中顯得更為優(yōu)越。以單片機(jī)制成的數(shù)字鐘具有計(jì)時(shí)準(zhǔn)確,功耗低等優(yōu)點(diǎn),從而得到了各界領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。現(xiàn)今,高精度的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)采用了石英晶體振蕩器,由于電子鐘,石英鐘,都采用了石英技術(shù),因此走時(shí)精度高,穩(wěn)定性好,使用方便,不需要經(jīng)常調(diào)校,數(shù)字式電子鐘用集成電路計(jì)時(shí)的時(shí)候,譯碼代替機(jī)械式傳動(dòng),用LED顯示器代替指針

21、顯示進(jìn)而顯示時(shí)間,減少計(jì)時(shí)誤差,這種表具有時(shí)、分、秒顯示時(shí)間的功能,還可以進(jìn)行時(shí)分的校對(duì),片選的靈活性好,時(shí)鐘電路在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中起著非常重要的作用,是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ),在一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,時(shí)鐘有兩方面的含義:一是指為保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)振蕩定時(shí)信號(hào),主要有晶振和外圍電路組成,晶振頻率的大小決定了單片機(jī)系統(tǒng)工作的快慢;二是指系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)時(shí)鐘,即定時(shí)時(shí)間,它通常有兩種實(shí)現(xiàn)方法:一是用軟件實(shí)現(xiàn),即用單片機(jī)內(nèi)部的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器

22、來(lái)實(shí)現(xiàn),但誤差很大,主要用在對(duì)時(shí)間精度要求不高的地方;二是用專門的時(shí)鐘芯片來(lái)實(shí)現(xiàn),在對(duì)時(shí)間精度要求很高的情況下,通常采用這種方法[2]。典型的時(shí)鐘芯片有:DS1302,DS12887,X1203等都可以滿足精</p><p>  1.3 本文研究的主要內(nèi)容</p><p>  在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天,數(shù)字鐘的應(yīng)用越來(lái)越廣,對(duì)精度高,穩(wěn)定性好的數(shù)字鐘提出越來(lái)越高的要求,單一

23、的顯示時(shí)間已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代電子技術(shù)的高標(biāo)準(zhǔn)要求。因此,研究精度更高,功能更強(qiáng)大,應(yīng)用更廣泛的數(shù)字鐘具有非常重要的意義。</p><p>  隨著科技的飛速發(fā)展,數(shù)字鐘的顯示及功能不斷的更新。不管是用哪一種語(yǔ)言,哪種形式實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,程序簡(jiǎn)潔易懂,能夠滿足各種環(huán)境、跟中場(chǎng)和需求并且具有很強(qiáng)實(shí)用性的數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案一直是我們努力的方向,我們要繼續(xù)研究其更為優(yōu)越的路線。</p><p&g

24、t;  本設(shè)計(jì)不僅要實(shí)現(xiàn)一般數(shù)字鐘都有的時(shí)間顯示功能,還具有語(yǔ)音識(shí)別報(bào)時(shí)功能和定時(shí)無(wú)線遙控功能。</p><p>  全文共分5章,各章的主要內(nèi)容如下:</p><p>  第一章 引言。介紹課題來(lái)源,研究意義及發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>  第二章 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)及基于各種軟件或單片機(jī)的數(shù)字鐘比較。</p><p>  第三章 主要是

25、硬件設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn),以模塊為單位分別介紹各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)其功能的原理及過(guò)程。包括SPCE061A,外圍電路,液晶模塊,無(wú)線模塊,音頻模塊和按鍵模塊。</p><p>  第四章 軟件開發(fā)工具介紹,實(shí)際流程和設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn),以模塊為單位分別介紹各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)其功能的原理及過(guò)程。</p><p>  第五章 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果和和本次設(shè)計(jì)的成果,及不足之處,還需要改進(jìn)的地方。</p><p&

26、gt;<b>  2 總體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>  2.1數(shù)字鐘的原理</b></p><p>  數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置,與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性,且無(wú)機(jī)械裝置,具有更長(zhǎng)的使用壽命,已得到廣泛的使用。一般來(lái)說(shuō),數(shù)字鐘是由石晶體振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器和校時(shí)電路組成,振蕩器

27、產(chǎn)生的高頻穩(wěn)定脈沖信號(hào)作為數(shù)字鐘的時(shí)間基準(zhǔn)。然后經(jīng)過(guò)分頻器輸出準(zhǔn)秒脈沖,秒計(jì)數(shù)器滿60過(guò)后向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位;分計(jì)數(shù)器滿60過(guò)后向小時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位,小時(shí)計(jì)數(shù)器按照“24”翻“1”規(guī)律技術(shù)[3]。計(jì)數(shù)器的輸出分別經(jīng)譯碼器送顯示器,計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí),可以用校時(shí)電路校時(shí),校分。</p><p>  數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)方法有許多種,例如,可用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘;也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路組成電子

28、鐘;還可以利用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)電子鐘等等。這些方法都各有其特點(diǎn),其中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字鐘具有編程靈活,并便于功能的擴(kuò)展[4]。如今大部分的數(shù)字鐘都是采用AT89C51為最小系統(tǒng)。</p><p>  2.2基于各種單片機(jī)的數(shù)字鐘分析</p><p>  2.2.1基于硬件實(shí)現(xiàn)的數(shù)字鐘</p><p>  555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器,74LSl91、74LS48、74

29、LS90、74LS92等基本邏輯器件設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電子鐘。數(shù)字鐘的原理方框圖如圖2-1所示,它由振蕩器,分頻器,計(jì)秒電路,計(jì)分電路,計(jì)時(shí)電路等組成:</p><p>  圖2-1 基于硬件實(shí)現(xiàn)的數(shù)字鐘的系統(tǒng)框圖</p><p>  工作時(shí),555構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖信號(hào),經(jīng)過(guò)若干次分頻,得到秒脈沖信號(hào)。并送到計(jì)秒電路計(jì)數(shù),當(dāng)秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿60秒時(shí),輸出秒進(jìn)位脈沖,送計(jì)分電路計(jì)數(shù),當(dāng)分

30、計(jì)數(shù)器計(jì)滿60分時(shí),輸出分進(jìn)位脈沖,送計(jì)時(shí)電路計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)時(shí)電路滿24時(shí)時(shí),時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)器同時(shí)復(fù)零,又開始新一天的計(jì)時(shí)。</p><p>  數(shù)字鐘由時(shí)間計(jì)數(shù)電路、晶體振蕩電路、校正電路、防抖動(dòng)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路組成,數(shù)字式電子鬧鐘具有時(shí)鐘及定時(shí)器的獨(dú)特功能,特別是其走時(shí)精度高的特點(diǎn),深受人們歡迎。主體電路是由功能部件或單元電路組成的。在設(shè)計(jì)這些電路或選擇部件時(shí),盡量選用同類型的器件,如所有功能部件都采用TTL集

31、成電路或都采用CMOS集成電路。整個(gè)系統(tǒng)所用的器件種類應(yīng)盡可能少。</p><p>  用硬件電路做數(shù)字電路復(fù)雜,容易出現(xiàn)錯(cuò)誤,精確度不高。</p><p>  2.2.2基于FPGA的多功能數(shù)字鐘</p><p>  此類數(shù)字鐘是運(yùn)用EDA技術(shù),采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法,使用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)了一個(gè)基于FPGA的多功能數(shù)字鐘。它具有時(shí)間顯示和設(shè)置、鬧鐘、數(shù)字秒表等功能

32、。能夠利用按鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)鬧鐘時(shí)間的設(shè)定并在當(dāng)前顯示時(shí)間到時(shí)能夠進(jìn)行鬧鐘提示。多功能數(shù)字鐘還應(yīng)具有秒表功能,能夠精確到百分之一秒進(jìn)行計(jì)數(shù)并且顯示。能夠利用按鍵實(shí)現(xiàn)“較時(shí)”、“較分”功能,隨時(shí)對(duì)數(shù)碼管的顯示進(jìn)行調(diào)整和較對(duì)[5]。</p><p>  圖2-2基于FPGA的數(shù)字鐘系統(tǒng)框圖</p><p>  2.2.3基于單片機(jī)的數(shù)字鐘將</p><p>  基于MSP430

33、單片機(jī)的多功能數(shù)字鐘,程序用C編寫,可通過(guò)下載器裝入到MSP430中。程序主要模塊有:定時(shí)器的使用,計(jì)數(shù)器的使用,中斷的使用等操作,首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化,包括所有變量參數(shù)初始化,端口設(shè)置,中斷向量初始</p><p>  化,GPQ轉(zhuǎn)換初始化,鍵盤接口初始化,顯示控制初始化等。</p><p>  基于8031單片機(jī)控制的數(shù)字鐘,采用24小時(shí)制計(jì)時(shí)利用開發(fā)機(jī)上的六個(gè)LED顯示器來(lái)顯示時(shí)、分和

34、秒;使用Pl端口中的Pl.0端口線實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能;使用P3端口的P3.0實(shí)現(xiàn)鬧鐘功能。</p><p><b>  2.3總體功能設(shè)計(jì)</b></p><p>  經(jīng)過(guò)幾種方法的研究和比較,無(wú)論采用原始的數(shù)字電路芯片,還是單片機(jī)將編譯語(yǔ)言和高級(jí)預(yù)言結(jié)合,抑或是采用現(xiàn)在的EDA技術(shù),數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)進(jìn)程亦是現(xiàn)代電子電路發(fā)展進(jìn)程的具體體現(xiàn)[6]。</p>&l

35、t;p>  本次設(shè)計(jì)的數(shù)字鐘不僅要具有一般數(shù)字鐘的基本功能(顯示當(dāng)前時(shí)間年、月、日、時(shí)、分、秒、星期),還具有聲控語(yǔ)音報(bào)時(shí),定時(shí)開關(guān)控制,校時(shí)等一系列功能,當(dāng)時(shí)間一到,通過(guò)揚(yáng)聲器來(lái)提供聲音輸出,如圖2-4所示:</p><p>  圖2-4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖</p><p><b>  3 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>  本系統(tǒng)硬件主

36、要有六大模塊組成:微處理器系統(tǒng)、SPCE061A外圍電路、音頻輸出模塊、顯示模塊、無(wú)線模塊和按鍵模塊。</p><p>  3.1微處理器系統(tǒng)(凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī))</p><p>  單片機(jī)自1976年問(wèn)世以來(lái),作為微型計(jì)算機(jī)一個(gè)很重要的分支,以極高的性能價(jià)格比,受到人們的重視和關(guān)注,應(yīng)用廣泛,發(fā)展迅速。目前單片機(jī)已滲透到各個(gè)領(lǐng)域[7]。例如導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置,飛機(jī)上各種儀表的控制,

37、計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸,工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理,廣泛使用的各種智能IC卡,民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng),全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制,以及程控玩具、電子寵物等等,這些都離不開單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人和醫(yī)療器械了。</p><p>  本系統(tǒng)的微處理器采用凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)芯片,實(shí)現(xiàn)了正常顯示時(shí)鐘,語(yǔ)音報(bào)時(shí)和定時(shí)遠(yuǎn)程遙控。</p><p>  3.1.1凌陽(yáng)SPCE0

38、61A單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>  SPCE061A 是繼unSP?(Microcontroller and Signal Processor)系列產(chǎn)品SPCE500A等之后凌陽(yáng)科技推出的又一款16位結(jié)構(gòu)的微控制器。與SPCE500A不同的是,在存儲(chǔ)器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能,SPCE061A里只內(nèi)嵌32K字的閃存(FLASH)。</p><p>  3.

39、1.2凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)工作環(huán)境及特點(diǎn)</p><p>  它的工作電壓(CPU) VDD為2.4~3.6V ,(I/O) VDDH為2.4~5.5V ,CPU時(shí)鐘:0.32MHz~49.152MHz ,內(nèi)置2K字SRAM,內(nèi)置32K FLASH,可編程音頻處理,晶體振蕩器,系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài)),2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值),2個(gè)10位DAC(數(shù)-模轉(zhuǎn)換)輸出通

40、道,32位通用可編程輸入/輸出端口,14個(gè)中斷源可來(lái)自定時(shí)器A / B,時(shí)基,2個(gè)外部時(shí)鐘源輸入,鍵喚醒,具備觸鍵喚醒的功能,使用凌陽(yáng)音頻編碼SACM_S240方式(2.4K位/秒),能容納210秒的語(yǔ)音數(shù)據(jù),鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào),32768Hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘,7通道10位電壓模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器,聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器和自動(dòng)增益控制(AGC)功能,具備串行設(shè)備接口,具有低電壓復(fù)位(L

41、VR)功能和低電壓監(jiān)測(cè)(LVD)功能,內(nèi)置在線仿真電路ICE(In- Circuit Emulator)接口,具有保密能力,具有WatchDog功能[8]。如圖3-1所示:</p><p>  圖3-1 凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)引腳圖</p><p>  3.2 SPCE061A輔助電路</p><p>  16位單片機(jī)時(shí)鐘電路采用晶體振蕩器,外接晶振采用3276

42、8Hz,圖3-2為時(shí)鐘電路的接線圖 。PLL電路的作用是將系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)時(shí)鐘的基頻(32768Hz)進(jìn)行倍頻,系統(tǒng)默認(rèn)的PLL自激振蕩頻率為24.576MHz。系統(tǒng)時(shí)鐘的信號(hào)源為PLL振蕩器,如圖3-3所示:</p><p>  圖3-2 晶振電路圖 圖3-3 瑣相環(huán)電路圖</p><p><b>  3.3音頻模塊</b></

43、p><p>  SPCE061A內(nèi)置2路10位精度的DAC,只需要外接功放電路即可完成語(yǔ)音的播放。圖 3-4是音頻輸出電路圖??梢灾苯勇犂容敵龅穆曇簟D中的SPY0030也是凌陽(yáng)公司的產(chǎn)品。它的詳細(xì)說(shuō)明可以參見SPY0030 data sheet。和LM386相比,SPY0030還具有下述優(yōu)勢(shì)的,比如LM386工作電壓需在4V以上, SPY0030僅需2.4V即可工作(兩顆電池即可工作);LM386輸出功率100m

44、W以下, SPY0030約700mW。</p><p>  圖3-4 音頻電路圖</p><p>  3.4顯示模塊(SPLC501)</p><p>  SPLC501液晶顯示模組為128X64點(diǎn)陣,面板采用STN(Super Twisted Nematic)超扭曲向列技術(shù)制成并且由128 Segment和64 Common組成,LCM非常容易通過(guò)接口被訪問(wèn)。模

45、組上的液晶顯示器采用凌陽(yáng)科技的SPLC501芯片作為L(zhǎng)CD驅(qū)動(dòng)和控制器,為128X64點(diǎn)陣圖形液晶顯示器。圖3-5為SPLC501液晶顯示器的硬件框圖:</p><p>  圖3-5 SPLC501硬件框圖</p><p>  SPLC501液晶顯示模組上提供了液晶顯示器的接口,及其所需的復(fù)位電路等,并把對(duì)液晶模組的操作接口引出。SPLC501液晶顯示模組引出了時(shí)序操作的接口引腳,還引出了

46、對(duì)操作時(shí)序進(jìn)行選擇的C86和PS接線。圖3-6為SPCE061A與SPLC501液晶模組的硬件連接:</p><p>  圖3-6 SPCE061A與SPLC501液晶模組的硬件連接圖</p><p>  3.5無(wú)線模塊(PT2262/PT2272)</p><p>  3.5.1 PT2262/PT2272簡(jiǎn)介</p><p>  PT22

47、62/PT2272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路,PT2262/PT2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,PT2262最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出,可用于無(wú)線遙控發(fā)射電路[9]。圖3-7是PT2262與SPCE061A硬件連接圖,圖3-8為PT2262原理圖:</p>

48、;<p>  圖3-7 PT2262與SPCE061A硬件連接圖</p><p>  圖3-8 PT2262原理圖</p><p>  3.5.2 PT2262/PT2272特點(diǎn)和應(yīng)用</p><p>  它的主要特點(diǎn)是COMS工藝制造,低功耗;外部元件少;RC振蕩電阻;工作電壓范圍寬:2.6-15V;數(shù)據(jù)最多可以達(dá)到6位;地址碼最多可以有531441

49、種。</p><p>  它的應(yīng)用也非常廣泛:如車輛防盜系統(tǒng)、家庭防盜系統(tǒng)、遙控玩具、其他電器遙控等等。圖3-9是PT2272引腳圖,圖3-10為PT2272原理圖:</p><p>  圖3-9 PT2272引腳圖</p><p>  圖3-10 PT2272原理圖</p><p><b>  3.6按鍵模塊</b>&

50、lt;/p><p>  鍵盤模塊利用61板自帶的3個(gè)按鍵K1,K2,K3,其中K1-K3的功能定義為:</p><p>  K1是保存鍵,按此鍵會(huì)把當(dāng)前計(jì)數(shù)值存到Flash保存;K2是播報(bào)鍵,按此鍵可播放當(dāng)前數(shù)值;K3是清除鍵,按此鍵清楚所有計(jì)數(shù)結(jié)果,但設(shè)定值保持不變。如圖3-11所示:</p><p>  圖3-11 鍵盤電路</p><p>

51、<b>  3.7 執(zhí)行模塊</b></p><p>  繼電器是一種電子控制器件,它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸出回路),通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中,它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用[10]。如圖3-12所示:</p><p>  圖3-12 繼電器原理圖</p>

52、<p><b>  4 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>  4.1軟件開發(fā)工具簡(jiǎn)介</p><p>  我們所用的開發(fā)環(huán)境叫做集成開發(fā)環(huán)境(也稱IDE),具備了1、程序編寫:在開發(fā)環(huán)境里錄入程序。2、編譯程序:負(fù)責(zé)把程序翻譯成機(jī)器碼。3、程序下載:把機(jī)器碼下載到仿真板或開發(fā)系統(tǒng)上。除上面的三個(gè)功能外還可以組織多個(gè)程序文件形成一個(gè)系統(tǒng)開發(fā)的項(xiàng)目,這樣更有利

53、于一些大型系統(tǒng)的開發(fā)和各功能模塊的模塊化。同時(shí)它還結(jié)合16位單片機(jī)的硬件提供各類在線調(diào)試窗口,使調(diào)試程序變得更加直觀和簡(jiǎn)單。unSP IDE集成開發(fā)環(huán)境如圖4-1所示。</p><p>  圖4-1 IDE集成開發(fā)環(huán)境</p><p>  集成開發(fā)環(huán)境IDE具有友好的交互界面、下拉菜單、快捷鍵和快速訪問(wèn)命令列表等,使編程、調(diào)試工作方便且高效。除此之外,它還提供一些軟件模擬16位單片機(jī)仿真的

54、功能,在沒有硬件的情況下也可以完成一些簡(jiǎn)單程序的調(diào)試。可以通過(guò)集成開發(fā)環(huán)境使用C 語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言對(duì)16位單片機(jī)進(jìn)行編程。C語(yǔ)言是一種比匯編語(yǔ)言更高級(jí)的語(yǔ)言。其優(yōu)點(diǎn)是可以很好的組織程序,并且容易讀懂,可以在多種單片機(jī)上運(yùn)行,是普遍使用的一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。缺點(diǎn)是占用硬件資源較多,處理速度和效率沒有匯編高。</p><p>  unSP單片機(jī)的匯編指令針對(duì)C語(yǔ)言進(jìn)行了優(yōu)化,所以其匯編的指令格式很多地方直接類似于C語(yǔ)言。另

55、外其開發(fā)仿真環(huán)境IDE也直接提供了C語(yǔ)言的開發(fā)環(huán)境,C函數(shù)和匯編函數(shù)可以方便地進(jìn)行相互調(diào)用。</p><p><b>  4.2軟件流程圖</b></p><p><b>  4.2.1主程序</b></p><p>  主程序用來(lái)組織、協(xié)調(diào)各模塊程序相互之間的調(diào)用。它的流程圖如圖4-2。</p><p

56、>  圖4-2 主程序流程圖</p><p>  extern void display();</p><p>  extern void PlayRespond(unsigned int Result);</p><p>  extern void speaktime();</p><p>  extern void keyscan(

57、);</p><p>  extern void nextdisplay(); </p><p>  extern void setday();</p><p>  extern void set_ring();</p><p>  extern void setsecond(); </p><p>  extern

58、 void speaktime();</p><p>  extern void speakday();</p><p>  extern void keyinitial();</p><p>  keyinitial(); //鍵盤初始化</p><p> 

59、 LCD501_Init(0); //液晶顯示初始化</p><p>  LCD501_Circle(64,32,15,1);</p><p>  LCD501_ClrScreen(0);</p><p>  LCD501_FontSet(0);</p><p>  

60、*P_INT_Ctrl_New = *P_INT_Ctrl_New | 0x0004; //置2HZ中斷標(biāo)志</p><p>  __asm("INT IRQ"); //開放2HZ中斷</p><p>  if(min==0 && sec==0)

61、 //正點(diǎn)報(bào)時(shí)功能</p><p>  keyscan(); //鍵盤掃描</p><p>  *P_Watchdog_Clear=0x0001;</p><p>  if(keyvalue==0x0001)

62、 //如果KEY1鍵按下</p><p>  keyflag1=1; //置位鍵按下標(biāo)志</p><p>  LCD501_ClrScreen(0); //調(diào)用清屏函數(shù)</p><p>  case 0x0001:

63、 //如果是KEY1按下則進(jìn)入相應(yīng)的調(diào)整</p><p>  case 0x0002: // 如果是KEY2則箭頭下翻</p><p>  case 0x0004: //如果是KEY3則箭頭上翻</p>

64、<p>  else if(keyvalue==0x0002) //如果KEY2按下報(bào)時(shí)間</p><p><b>  {</b></p><p>  speaktime(); //調(diào)用時(shí)間撥報(bào)函數(shù)</p><p><b> 

65、 }</b></p><p>  else if(keyvalue==0x0004) // 如果KEY3按下報(bào)日期</p><p><b>  {</b></p><p>  speakday() ; //調(diào)用日期撥報(bào)函數(shù)</p>

66、<p><b>  }</b></p><p>  else if(keyvalue==0x0006) //如果KEKY2\KEY3同時(shí)按下則切換鬧鐘</p><p><b>  {</b></p><p>  switch(onoff) //的開

67、關(guān)</p><p><b>  {</b></p><p><b>  case 0:</b></p><p><b>  onoff=1;</b></p><p>  break; //切換鬧鐘的開關(guān)</p>

68、<p><b>  case 1:</b></p><p><b>  onoff=0;</b></p><p><b>  break;</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b&

69、gt;</p><p><b>  else</b></p><p>  *P_Watchdog_Clear=0x0001; //清看門狗</p><p>  4.2.2液晶驅(qū)動(dòng)程序和時(shí)間的調(diào)整</p><p>  extern void keyscan(); //鍵盤掃描

70、函數(shù)聲明</p><p>  extern void PlayRespond(unsigned int Result);//語(yǔ)音播放函數(shù)聲明</p><p>  void showhour(int showhour); //顯示小時(shí)函數(shù)聲明</p><p>  void ring_choice();

71、//鈴聲選擇函數(shù)聲明</p><p>  extern unsigned int num; //2HZ計(jì)數(shù)單元</p><p>  extern unsigned int hour; //存放當(dāng)前的小時(shí)</p><p>  extern unsigned int min;

72、//存放當(dāng)前的分鐘</p><p>  extern unsigned int sec; //存放當(dāng)前的秒</p><p>  extern unsigned int year; //存放當(dāng)前的年</p><p>  extern unsigned int gmonth; //存

73、放當(dāng)前的公歷的月</p><p>  extern unsigned int gday; //存放當(dāng)前的公歷的日</p><p>  extern unsigned int xqvalue; //存放當(dāng)前的星期</p><p>  extern unsigned int nmonth;

74、//存放農(nóng)歷的月</p><p>  extern unsigned int nday; //存放農(nóng)歷的日</p><p>  extern unsigned int runxq[]; //閏年星期偏差表</p><p>  extern unsigned int pingxq[]; //平

75、年星期偏差表</p><p>  extern unsigned int glunarmonthday[]; //農(nóng)歷月天數(shù)表</p><p>  void clock() //時(shí)鐘運(yùn)算函數(shù),入口參數(shù)半秒、秒、分、時(shí)。</p><p>  if(num==0x0002)

76、 //如果半秒到了2,則秒加1</p><p>  num = 0x0000;</p><p>  sec = sec++;</p><p>  counter=counter++; //顯示動(dòng)畫的楨加一</p><p>  if(counter==40)</p><p>  counter

77、=0;</p><p>  if(sec==60) //如果秒到了60,則秒清零分加1</p><p><b>  sec = 0;</b></p><p>  if(min==60) //如果分到了60,則分清零,小時(shí)加1</p>

78、<p><b>  min = 0;</b></p><p>  hour = ++hour;</p><p>  4.2.3語(yǔ)音報(bào)時(shí)程序</p><p>  extern unsigned int year;</p><p>  extern unsigned int gmonth;</p>

79、<p>  extern unsigned int gday;</p><p>  extern unsigned int hour;</p><p>  extern unsigned int min;</p><p>  void PlayRespond(unsigned int Result) </p><p>&l

80、t;b>  { </b></p><p>  SACM_S480_Initial(1);</p><p>  *P_INT_Ctrl_New = *P_INT_Ctrl_New | 0x0004; //使初始化后不影響2KZ中斷</p><p>  SACM_S480_Play(Result,3,3);</p><

81、;p>  while((SACM_S480_Status()&0x0001) != 0)</p><p><b>  { </b></p><p>  SACM_S480_ServiceLoop(); </p><p>  *P_Watchdog_Clear=0x0001;</p><p><b&

82、gt;  }</b></p><p>  SACM_S480_Stop();</p><p><b>  }</b></p><p><b>  播報(bào)當(dāng)時(shí)的時(shí)間</b></p><p>  void speaktime()</p><p><b>  {

83、</b></p><p>  PlayRespond(C_BELL); //報(bào)時(shí)聲 PlaySpeakHour(hour); //時(shí)</p><p>  PlaySpeakMinute(min); //分</p><

84、p><b>  }</b></p><p><b>  播報(bào)當(dāng)時(shí)的日期</b></p><p>  void speakday()</p><p><b>  {</b></p><p>  PlaySpeakYear(year);

85、 //播報(bào)年</p><p>  PlaySpeakMonth(gmonth); //月</p><p>  PlaySpeakDay(gday); //日</p><p><b>  }</b></p&

86、gt;<p>  4.2.4中斷程序,實(shí)現(xiàn)日期時(shí)間的調(diào)整,以及秒表的實(shí)現(xiàn)</p><p>  .INCLUDE SPCE061A.inc</p><p>  .INCLUDE s480.inc</p><p>  .EXTERNAL _num</p><p>  .EXTERNAL _clock</p><p

87、>  .EXTERNAL _gyearmonthday</p><p>  .EXTERNAL _gxq</p><p>  .EXTERNAL _mbnum</p><p>  .EXTERNAL _miaobiao</p><p>  .EXTERNAL _int2hz</p><p>  .EXTERNAL

88、 _mapcounter1</p><p><b>  .TEXT</b></p><p>  push r1,r5 to [sp]; //判斷是否TimerA中斷</p><p>  ?L_FIQ_PWM: //判斷是否為PWM中斷</

89、p><p>  ?L_FIQ_TimerA: //TimerA中斷程序</p><p>  ?L_FIQ_TimerB: //TimerB中斷程序</p><p>  call _clock //調(diào)用

90、時(shí)間運(yùn)算子函數(shù)</p><p>  call _gyearmonthday //調(diào)用年月運(yùn)算子函數(shù) </p><p>  call _gxq //調(diào)用星期運(yùn)算子函數(shù)</p><p>  4.2.5初始化鍵盤函數(shù)和掃描鍵盤函數(shù)</p><p&

91、gt;  extern unsigned int keyvalue;</p><p>  void Delaytime() //延時(shí)子程序</p><p><b>  { </b></p><p>  unsigned int j;</p><p>  for(j=0

92、;j<0xff00;j++);</p><p>  *P_Watchdog_Clear=0x0001;</p><p><b>  }</b></p><p>  void keyinitial() //鍵盤端口的初始化</p><p><b>  {</b

93、></p><p>  *P_IOA_Dir &= 0xfff0;</p><p>  *P_IOA_Attrib &= 0xfff0; //設(shè)置IOA的低四位為低電平輸入口</p><p>  *P_IOA_Data &= 0xfff0;</p><p><b>  }</

94、b></p><p>  void keyscan() //鍵盤掃描子程序</p><p><b>  {</b></p><p>  unsigned int i=0;</p><p>  unsigned int k=0;</p>&

95、lt;p>  i=*P_IOA_Data & 0x0007;</p><p>  Delaytime();</p><p>  k=*P_IOA_Data & 0x0007;</p><p><b>  if(i==k)</b></p><p>  keyvalue=k;</p>&l

96、t;p><b>  else</b></p><p>  keyvalue=0;</p><p><b>  }</b></p><p>  4.2.6無(wú)線接收模塊程序</p><p>  #include "SPCE061A.h"</p><p>

97、  #include "pt2272.h"</p><p>  unsigned int RxBuf[5];// 接收緩沖,保存接收到的數(shù)據(jù)</p><p>  int main()</p><p><b>  {</b></p><p>  pt2272_Initial();

98、//pt2272初始化</p><p>  while((pt2272_RxStatus()) != 1)</p><p><b>  {</b></p><p>  *P_Watchdog_Clear = 0x0001;// pt2272沒有數(shù)據(jù)請(qǐng)求</p><p><b>  }&l

99、t;/b></p><p>  pt2272_ReceiveByte(RxBuf);// 接收數(shù)據(jù)</p><p><b>  while(1)</b></p><p><b>  {</b></p><p>  *P_Watchdog_Clear = 0x0001;</p

100、><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  5 制作與調(diào)試</b></p><p>  5.1硬件制作與調(diào)試</p><p>  PCB在制作的過(guò)程中十分復(fù)雜、布線,焊盤等方面需要注意的事項(xiàng)很多,所以

101、制作起來(lái)難度很大。布線方面,走線拐角盡可能大于90度,杜絕90度以下的拐角,也盡量少用90度拐角,走線盡量走在焊接面,特別是通孔工藝的PCB。同是地址線或者數(shù)據(jù)線,走線長(zhǎng)度差異不要太大,否則短線部分要人為走彎線作補(bǔ)償。</p><p>  完成布線后,要做的就是對(duì)文字、個(gè)別元件、走線做些調(diào)整以及敷銅(這項(xiàng)工作不宜太早,否則會(huì)影響速度,又給布線帶來(lái)麻煩),同樣是為了便于進(jìn)行生產(chǎn)、調(diào)試、維修。</p>

102、<p>  在電路板的設(shè)計(jì)過(guò)程中,PCB設(shè)計(jì)的好壞對(duì)電路板抗干擾能力影響很大。為保證其可靠性,在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)注意一般原則:應(yīng)盡量加粗電源線寬度,減少環(huán)路電阻。地線應(yīng)盡量加粗,很細(xì),接地電位則隨電流的變化而變化,致使電子設(shè)備的定時(shí)信號(hào)電平不穩(wěn),抗噪聲性能就會(huì)變壞。在考慮布線之前,要特別注意封裝與實(shí)際相符合。</p><p>  圖5-1 PT2262與SPCE061A連接的PCB圖</p&g

103、t;<p>  圖5-2 PT2272與SPCE061A連接的PCB圖</p><p><b>  5.2軟件調(diào)試</b></p><p>  軟件調(diào)試主要通過(guò)運(yùn)行程序來(lái)檢測(cè),必須分模塊調(diào)試,對(duì)程序作一些變動(dòng),主要是輸入輸出部分改動(dòng),設(shè)計(jì)好測(cè)試數(shù)據(jù),必要時(shí)要單獨(dú)編測(cè)試程序。在unsp IDE環(huán)境下,用C序言編程,檢查并運(yùn)行程序有無(wú)錯(cuò)誤,能否實(shí)現(xiàn)其功能,盡

104、可能找出潛在的錯(cuò)誤。經(jīng)過(guò)不寫的努力,多次的修改和調(diào)試,終于實(shí)現(xiàn)了在液晶上顯示了其功能,如圖5-3,5-4,5-5所示:</p><p><b>  圖5-3 測(cè)試圖</b></p><p><b>  圖5-4 菜單顯示</b></p><p><b>  圖5-5 秒表</b></p>

105、<p><b>  6 結(jié)論 </b></p><p>  本設(shè)計(jì)方案按照任務(wù)書的要求,在查閱大量資料和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力,基本上已經(jīng)達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。用戶可通過(guò)切換按鍵來(lái)控制數(shù)字鐘的時(shí)間顯示,語(yǔ)音報(bào)時(shí)和定時(shí)遙控。</p><p>  由于本人的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)水平有限以及時(shí)間等其他方面條件的不足,只能在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的功能,該系統(tǒng)沒有一個(gè)

106、好的保護(hù)外殼,功能也不是很多,有待在以后的工作學(xué)習(xí)中不斷進(jìn)步。</p><p><b>  參考文獻(xiàn)</b></p><p>  [1] 林軍,謝曉斌.用8031單片機(jī)控制的數(shù)字鐘[J].半導(dǎo)體技術(shù),2002,27(2):40~44.</p><p>  [2] 彭小軍.用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘[J].新余高專學(xué)報(bào),2004,9(2):54~56.

107、</p><p>  [3] 趙淑范.數(shù)字鐘電子鐘的設(shè)計(jì) [J].長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào),2004,14(4):36~39.</p><p>  [4] 劉睿劼.基于FPGA的多功能數(shù)字鐘[J].電腦與電信,2009,(5):73~75.</p><p>  [5] Wing Foon Lee,P. K. Chan.A low-cost programmable clock

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110、5):234~236.</p><p>  [11] 張景元,陳平.一種基于單片機(jī)的多功能數(shù)字鐘[J].微計(jì)算機(jī)信息,2009,(9):2.</p><p>  [12]Ezra N.Hoch,Danny Dolev,Ariel Daliot.Self-stabilizing Byzantine Digital Clock Synchronization[J].Springer-Verla

111、g Berlin Heideberg,2006,350~362.</p><p>  [13] 肖冰.數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].北京:北京郵電人學(xué)出版社,2000.</p><p>  [14]劉盛雄,周奇,韋云隆.基于單片機(jī)的數(shù)字式電子鐘的設(shè)計(jì)與制作[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào),2006(8):91-92.</p><p>  [15]盧超.基于單片機(jī)的數(shù)字電子鐘

112、的設(shè)計(jì)與制作[J].大慶師范學(xué)院學(xué)報(bào),2006(5):48-53.</p><p><b>  附錄1 系統(tǒng)實(shí)物圖</b></p><p><b>  附錄2 實(shí)驗(yàn)原理圖</b></p><p>  圖二 protel原理圖1</p><p>  圖三protel原理圖2</p>&l

113、t;p>  附錄3 畢業(yè)設(shè)計(jì)作品說(shuō)明書 </p><p><b>  一、作品名稱</b></p><p>  系統(tǒng)帶語(yǔ)音提示功能的智能電子鐘設(shè)計(jì)</p><p><b>  二、作品功能</b></p><p>  1、能夠顯示年、月、日、時(shí)、分、秒、星期、農(nóng)歷</p><

114、;p>  2、能夠按鍵控制語(yǔ)音報(bào)時(shí)</p><p>  3、通過(guò)PT2262/2272定時(shí)控制LED燈亮燈滅</p><p><b>  三、運(yùn)行環(huán)境</b></p><p><b>  硬件環(huán)境:</b></p><p><b>  SPCE061A</b></p

115、><p><b>  軟件環(huán)境:</b></p><p><b>  unsp IDE</b></p><p><b>  四、操作步驟</b></p><p>  1、先將各個(gè)硬件相連</p><p>  2、將程序?qū)雞nsp IDE并下載到實(shí)驗(yàn)箱<

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