基于DS12C887的高精度语音闹钟万年历.doc

1 1设计方案与论证随着电子技术的发展,计算机在现代科学技术的发展中起着重要的作用。多媒体技术、网络技术、智能信息处理技术、自适用控制技术、数据挖掘与处理技术等都离不开计算机。本课程设计是基单片机原理与接口技术的简单应用。运用所学的单片机原理和接口技术知识完成数字电子表的设计。电子表已成为人们日常生活中必不可少的必需品,广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所,给人们的生活、学****工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术,使电子表具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点,它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。尽管目前市场上已有现成的电子表集成电路芯片出售,价格便宜、使用也方便,但鉴于电子表电路的基本组成包含了数字电路的主要组成部分,因此进行电子表的设计是必要的,用汇编设计电子表显示程序,要求根据输入程序显示电子表画面。研究电子表及扩大其应用,有着非常现实的意义。方案一: 主控芯片用 MSP430 ,时钟芯片用 DS1302 ,显示器用 12864 ,语音芯片用 ISD4001 。方案二: 主控芯片用 STC89C52 ,时钟芯片用 DS12C887 ,显示器用 1602 ,语音芯片用 1420 。STC89C52 单片机,这款单片机成本低廉,操作方便,而且足以满足控制要求。实时时钟芯片有 12C887 和DS1302 可供选择, DS1302 是串口操作,用外部晶振,功能比较单一,而且精确程度有外部晶振影响。 12C887 有内置晶振元和锂电池,并口操作,功能很多。综上,我们选择 12C887 作为实时时钟芯片。语音芯片种类很多,考虑到只用于那种功能,我们选择了 1420 语音芯片,录音简单,时长 20 秒,很符合系统要求。显示模块有 1602,1332,12864 ,数码管等可供选用,因为是万年历,而且只显示数字或英文字母,最终我们选用了 1602 作为显示器。综上,我们选择方案二。最后完全可以实现四个按钮可以设置时间和闹钟时间、有录放音功能、每次上电都能显示当时的时间、用液晶显示器显示实时时间以及闹钟时间这些功能。 2 2系统硬件设计 2. 1 主控电路芯片选用 STC89C52 单片机, STC89C52 有四组 I\O 口, P0 、 P1 、 P2 、 P3 , 每组 8个,总共 32个。 P0口用作按键以及闹钟模块的触发,总共需要 4个按键, 一个是功能键,一个是增大键,一个是减小键,一个是闹钟设置选择键; P1口姐 LCD 的8个并行口; P2和时钟模块的 8个读写口连接; P3做 LCD 的控制键和时钟模块的控制键;最小系统如图 所示: 图 单片机最小系统 51单片机共有 40个 I/O 接口,在这个系统中,不需要扩展 I/O 口。整体框图如图 所示: 5V电源单片机时钟电路 LCD 显示按键语音模块图 整体框图 液晶显示模块 3 由于要显示年、月、日、星期、闹钟符号、时、分、秒,用数码管显示的话,不仅占单片机 I\O 较多,而且耗电量大,造成资源浪费,所以放弃数码管使用。用液晶显示,常用液晶有 1602 、12232 、12864,1062 是两行十六个字符显示, 并口;12232 是两行十六个汉字或字符,同时有串口和并口;12864 是有 128*6 4 个点阵组成可显示 8*4 个汉字。经过计算, 1602 可以显示完所需内容,所以选择1602 做显示部分。这样不仅把资源完全利用,而且操作较简单。连接图如图 所示: 图 1602 连接图 实时时间计算模块我们预先选择了两种时钟芯片,一种是 DS12C887 ,另一种是 DS1302 。 DS12C887 时钟芯片能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息, 其内部有世纪寄存器, 从而用硬件电路解决“千年”问题。 DS12C887 中自带锂电池,外部掉电时内部时间信息还能够保持十年之久。对于一天内的事件记录,有 12 小时制和 24 小时制两种,一种用二进制表示,另一种是用 BCD 码表示。 DS12C887 自带有 128B RAM ,其中 11B ,用来存储时间信息; 4B RAM 用来存储 DS12C887 的控制信息,称为控制寄存器; 113B RAM 供用户使用。此外, 用户还可对 DS12C887 进行编程以实现多种方波输出,并可对其内部三路中断通过软件进行屏蔽。该芯片内部有一个精密的温度补偿电路用来监视 Vcc 的状态, 如果检测到主电源有故障,该器件可以自动切换到备用电源供电。 DS12C887 可 4 以通过一个多路单字节接口访问,该接口支持 Intel 和 Motorola 模式。 DS12C88 7 将他自己与石英晶体和电池集成在一