騙子孫海量,騙稿基于單片機(jī)的智能語(yǔ)音廣告牌控制系統(tǒng)V15 (2)

1、基于單片機(jī)的智能語(yǔ)音廣告牌控制系統(tǒng)摘 要信息社會(huì)的到來(lái)，使傳統(tǒng)的靜態(tài)廣告窗在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中顯得力不從心，廣告進(jìn)入自動(dòng)控制時(shí)代已經(jīng)成為必然，本文所設(shè)計(jì)的智能滾動(dòng)式語(yǔ)音廣告窗就是由單片機(jī)控制的一種靜態(tài)廣告 畫(huà)面轉(zhuǎn)換的自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以將數(shù)幅廣告畫(huà)面循環(huán)滾動(dòng)顯示，并且每幅廣告畫(huà)面對(duì)應(yīng)一 段語(yǔ)音信息，可以智能識(shí)別是否有人觀看然后播放與滾動(dòng)廣告畫(huà)面對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音信息 。本設(shè)計(jì)由單片機(jī)STC89C52芯片和專(zhuān)用時(shí)鐘芯片DS1302、熱釋紅外傳感器、WT588語(yǔ)音模塊和LCD1602顯示屏組成，加上其他外圍電路，組成的一個(gè)實(shí)用的單片機(jī)多功能廣告控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，時(shí)鐘芯片，熱釋紅外感器，語(yǔ)音模塊，

2、LCD顯示屏 Abstract The advent of the information society, the traditional static advertising window in the fierce competition in the market is insufficient, the ads into the automatic control era has become inevitable, the design of the intelligent speech advertisement window is rolling automatic contr

3、ol system consists of a static advertisement picture conversion MCU control, the system can be the number of advertising pictures circular scrolling, and each advertisement picture corresponds to a voice message, can identify whether the intelligent voice information people watch and then play with

4、rolling advertisement picture corresponding.This design by STC89C52 chip and clock chip DS1302, pyroelectric infrared sensor, WT588 voice module and LCD1602 display, and other peripheral circuits, a practical single chip multi-function control system composed of advertising.Keywords: Single chip, cl

5、ock chip, pyroelectric infrared sensor, voice module, LCD display目 錄第一章 緒 論41.1 課題研究的背景和意義41.2 智能廣告控制系統(tǒng)的功能4第二章 設(shè)計(jì)總體方案論證52.1. 智能廣告控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路52.1.1 單片機(jī)的方案選擇52.1.2 數(shù)字時(shí)鐘的方案選擇62.1.3 人體感應(yīng)方案62.1.4 顯示電路的方案選擇82.1.5 語(yǔ)音模塊的方案選擇102.1.6 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案132.2. 智能廣告控制系統(tǒng)方案13第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)153.1 單片機(jī)設(shè)計(jì)方案153.2 時(shí)鐘日歷芯片設(shè)計(jì)173.3 語(yǔ)音模塊電路的組成

6、203.4 LCD顯示電路213.5 鍵盤(pán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)223.6 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路223.7 人體檢測(cè)電路233.8 電源電路24第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)254.1 編程軟件 keil254.2主程序設(shè)計(jì)254.3 鍵盤(pán)掃描程序274.4 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序284.5 LCD1602顯示子程序29設(shè)計(jì)總結(jié)30致 謝31參考文獻(xiàn)32第一章 緒 論1.1 課題研究的背景和意義信息社會(huì)的到來(lái)，使傳統(tǒng)的靜態(tài)廣告窗在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中顯得力不從心，廣告進(jìn)入自動(dòng)控制時(shí)代已經(jīng)成為必然，本文所設(shè)計(jì)的智能滾動(dòng)式語(yǔ)音廣告窗就是由單片機(jī)控制的一種靜態(tài)廣告 畫(huà)面轉(zhuǎn)換的自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以將數(shù)幅廣告畫(huà)面循環(huán)滾動(dòng)顯示，并

7、且每幅廣告畫(huà)面對(duì)應(yīng)一 段語(yǔ)音信息，可以智能識(shí)別是否有人觀看然后播放與滾動(dòng)廣告畫(huà)面對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音信息 。 1.2 智能廣告控制系統(tǒng)的功能隨著商品市場(chǎng)的發(fā)展，廣告從靜態(tài)走向動(dòng)態(tài)，也進(jìn)入了自動(dòng)控制的時(shí)代。本課題要求以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)滾動(dòng)式廣告窗系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：1、自動(dòng)輸出多種廣告畫(huà)面；2、能自動(dòng)識(shí)別廣告窗前是否有人，若廣告窗前有人，則播放語(yǔ)音；沒(méi)人時(shí)，則繼續(xù)滾動(dòng)廣告畫(huà)面；3、系統(tǒng)具有時(shí)鐘顯示功能，能夠自動(dòng)精確走時(shí)；4、海報(bào)的展示時(shí)間可調(diào)，并可以由設(shè)定的時(shí)間控制；5、系統(tǒng)具有自我保護(hù)功能，出現(xiàn)異常時(shí)，能自動(dòng)停止運(yùn)行。第二章 設(shè)計(jì)總體方案論證本智能廣告控制系統(tǒng)可分為以下幾個(gè)模塊電路組成：

8、單片機(jī)模塊，時(shí)鐘模塊，人體檢測(cè)模塊，液晶顯示模塊，語(yǔ)音模塊，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，鍵盤(pán)和電源。2.1. 智能廣告控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路2.1.1 單片機(jī)的方案選擇在嵌入式領(lǐng)域中有多種微處理器可以選擇，比如FPGA、DSP、單片機(jī)、ARM等，在這些處理器中單片機(jī)的價(jià)格最低，性能適中，適合此類(lèi)場(chǎng)合。下面對(duì)一些常用的單片機(jī)類(lèi)型進(jìn)行說(shuō)明：方案一：51系列單片機(jī)。 51單片機(jī)是對(duì)目前所有兼容Intel 8031指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱，其代表型號(hào)有ATMEL公司的AT89系列等，Philips、華邦、Dallas、Siemens(Infineon)等公司也有許多兼容的產(chǎn)品，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、白色家電等領(lǐng)域之

9、中。目前很多公司都有51系列的兼容機(jī)型推出，在今后很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)將占有大量市場(chǎng)。1方案二： AVR系列單片機(jī)。 AVR單片機(jī)是1997年由ATMEL公司研發(fā)出的增強(qiáng)型內(nèi)置Flash的RISC (ReducedInstruction Set CPU)精簡(jiǎn)指令集高速8位單片機(jī)。AVR單片機(jī)廢除了機(jī)器周期，拋棄復(fù)雜指令計(jì)算機(jī)( CISC)追求指令完備的做法；采用精簡(jiǎn)指令集，以字作為指令長(zhǎng)度單位，將內(nèi)容豐富的操作數(shù)與操作碼安排在一字之中，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、工業(yè)實(shí)時(shí)控制、儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。1方案三： MSP430。 MSP430系列是一個(gè)16位、具有精簡(jiǎn)指令集、超低功耗的

10、混合型單片機(jī)，由于它具有極低的功耗、豐富的片內(nèi)外設(shè)和方便靈活的開(kāi)發(fā)手段，已成為眾多單片機(jī)系列中一顆耀眼的新星。片上集成了AD、DA、PWM、LCD驅(qū)動(dòng)，其比較器AD采樣方式能達(dá)到很高的精度，開(kāi)發(fā)系統(tǒng)也很便宜。缺點(diǎn)是在位操作時(shí)有點(diǎn)麻煩，不適合用于邏輯控制以及對(duì)功耗不敏感的使用場(chǎng)合。1 從成本、開(kāi)發(fā)的難易程度考慮，選用宏晶公司的STC89C52單片機(jī)。它是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K可編程Flash存儲(chǔ)器，與80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容，有8K字節(jié)的Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，3個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器，1個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全

11、雙工串行口及時(shí)鐘電路。22.1.2 數(shù)字時(shí)鐘的方案選擇數(shù)字時(shí)鐘是本設(shè)計(jì)的主要部分，有兩種方案可以選擇。方案一：本方案采用Dallas公司的專(zhuān)用時(shí)鐘芯片DS1302。一種低功耗、高性能的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加31字節(jié)的靜態(tài)RAM，利用SPI 三線接口和單片機(jī)進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)和RAM數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供年、月、日、星期、時(shí)分、秒，每個(gè)月小于31天時(shí)可以自動(dòng)調(diào)整，并且具有閏年補(bǔ)償功能。工作電壓為2.55.5V 。并采用雙電源供電（主電源和備用電源），也可設(shè)置備用電源充電方式，具有對(duì)備用電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。保證了時(shí)鐘在電源電壓不足或突然掉電等突發(fā)情況下仍能正

12、常工作。當(dāng)電源電壓不足或突然掉電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到外部備用電池供電系統(tǒng)。而且即使系統(tǒng)不上電，程序不執(zhí)行時(shí)，備用電池也能保證芯片的正常運(yùn)行，可以隨時(shí)提供正確的時(shí)間。3方案二：本方案完全用軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘。原理為：在單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器設(shè)三個(gè)字節(jié)分別存放時(shí)鐘的時(shí)、分、秒信息。使用定時(shí)中斷與軟件結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)1秒定時(shí)中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲(chǔ)器內(nèi)對(duì)應(yīng)的秒值加1；當(dāng)秒值達(dá)到60，則將其清零，并將相應(yīng)的分值加1；若分值達(dá)到60，則清零分字節(jié)，并將時(shí)字節(jié)值加1；當(dāng)時(shí)值達(dá)到24，則將十字節(jié)清零。這種方案具有硬件電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。然而，每次執(zhí)行程序時(shí)，定時(shí)器都要重新賦初值，所以該時(shí)鐘精度較低。而且，因?yàn)槭擒浖?lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘

13、，當(dāng)單片機(jī)斷電時(shí)，程序?qū)⒉辉賵?zhí)行，時(shí)鐘也會(huì)停止工作?；诒驹O(shè)計(jì)精度的考慮，這里采用方案一完成數(shù)字時(shí)鐘的功能。2.1.3 人體感應(yīng)方案人體感應(yīng)模塊其實(shí)就是熱釋電紅外傳感器，它是一種能檢測(cè)人或動(dòng)物發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器。早在1938年，有人提出過(guò)利用熱釋電效應(yīng)探測(cè)紅外輻射，但并未受到重視，直到六十年代，隨著激光、紅外技術(shù)的迅速發(fā)展，才又推動(dòng)了對(duì)熱釋電效應(yīng)的研究和對(duì)熱釋電晶體的應(yīng)用。熱釋電晶體已廣泛用于紅外光譜儀、紅外遙感以及熱輻射探測(cè)器，它可以作為紅外激光的一種較理想的探測(cè)器。它目標(biāo)正在被廣泛的應(yīng)用到各種自動(dòng)化控制裝置中。除了在我們熟知的樓道自動(dòng)開(kāi)關(guān)、防盜報(bào)警上得到應(yīng)用外，在更多的領(lǐng)域應(yīng)

14、用前景看好。比如：在房間無(wú)人時(shí)會(huì)自動(dòng)停機(jī)的空調(diào)機(jī)、飲水機(jī)。電視機(jī)能判斷無(wú)人觀看或觀眾已經(jīng)睡覺(jué)后自動(dòng)關(guān)機(jī)的機(jī)構(gòu)。開(kāi)啟監(jiān)視器或自動(dòng)門(mén)鈴上的應(yīng)用。結(jié)合攝影機(jī)或數(shù)碼照相機(jī)自動(dòng)記錄動(dòng)物或人的活動(dòng)等等。您可以根據(jù)自己的奇思妙想，結(jié)合其它電路開(kāi)發(fā)出更加優(yōu)秀的新產(chǎn)品。或自動(dòng)化控制裝置。4熱釋電傳感器基本知識(shí)：熱釋電效應(yīng)同壓電效應(yīng)類(lèi)似，是指由于溫度的變化而引起晶體表面荷電的現(xiàn)象。熱釋電傳感器是對(duì)溫度敏感的傳感器。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，在元件兩個(gè)表面做成電極，在傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)溫度有T的變化時(shí)，熱釋電效應(yīng)會(huì)在兩個(gè)電極上會(huì)產(chǎn)生電荷Q，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱的電壓V。由于它的輸出阻抗極高，在傳感器中有一

15、個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行阻抗變換。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷Q會(huì)被空氣中的離子所結(jié)合而消失，即當(dāng)環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時(shí)，T=0，則傳感器無(wú)輸出。當(dāng)人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，產(chǎn)生T，則有T輸出；若人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)后不動(dòng)，則溫度沒(méi)有變化，傳感器也沒(méi)有輸出了。所以這種傳感器檢測(cè)人體或者動(dòng)物的活動(dòng)傳感。 由實(shí)驗(yàn)證明，傳感器不加光學(xué)透鏡(也稱菲涅爾透鏡)，其檢測(cè)距離小于2m，而加上光學(xué)透鏡后，其檢測(cè)距離可大于7m。 使用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 第一、直流工作電壓必須符合我們要求的數(shù)值，過(guò)高和過(guò)低都會(huì)影響模塊性能，而且要求電源必須經(jīng)過(guò)良好的穩(wěn)壓濾波，例如電腦USB電源、手機(jī)充電器電源、比較舊的9V的層疊電池都無(wú)

16、法滿足模塊工作要求，建議客戶用變壓器的電源并經(jīng)過(guò)三端穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓后再通過(guò)220UF和0.1UF的電容濾波后供電。 第二、調(diào)試時(shí)人體盡量遠(yuǎn)離感應(yīng)區(qū)域，有時(shí)雖然人體不在模塊的正前方，但是人體離模塊太近時(shí)模塊也能感應(yīng)到造成一直有輸出，還有調(diào)試時(shí)人體不要觸摸電路部分也會(huì)影響模塊工作，比較科學(xué)的辦法是將輸出端接一個(gè)LED或者是萬(wàn)用表，把模塊用報(bào)紙蓋住，人離開(kāi)這個(gè)房間，等2分鐘后看看模塊是否還是一直有輸出？ 第三、模塊不接負(fù)載時(shí)能正常工作，接上負(fù)載后工作紊亂，一種原因是因?yàn)殡娫慈萘亢苄∝?fù)載比較耗電，負(fù)載工作時(shí)引起的電壓波動(dòng)導(dǎo)致模塊誤動(dòng)作，另一種原因是負(fù)載得電工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生干擾，例如繼電器或者電磁鐵等感性負(fù)載

17、會(huì)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)，315M發(fā)射板工作時(shí)會(huì)有電磁輻射等都會(huì)影響模塊。解決辦法如下：A、電源部分加電感濾波。B、采用負(fù)載和模塊使用不同的電壓的方法，例如：負(fù)載使用24V工作電壓，模塊使用12V工作電壓，其間用三端穩(wěn)壓器隔離。C: 使用更大容量的電源。 第四、人體感應(yīng)模塊只能工作在室內(nèi)并且工作環(huán)境應(yīng)該避免陽(yáng)光、強(qiáng)烈燈光直接照射，如果工作環(huán)境有強(qiáng)大的射頻干擾，可以采用屏蔽措施。若遇有強(qiáng)烈氣流干擾，關(guān)閉門(mén)窗或阻止對(duì)流。感應(yīng)區(qū)盡量避免正對(duì)著發(fā)熱電器和物體以及容易被風(fēng)吹動(dòng)的雜物和衣物。第五、人體感應(yīng)模塊建議安裝在密封的盒里，否則可能一直會(huì)有輸出信號(hào)。第六、如果要求人體感應(yīng)模塊的探測(cè)角度小于90度時(shí)，可以用不

18、透明膠紙遮擋鏡片或裁剪縮小鏡片來(lái)實(shí)現(xiàn)。第七、人體感應(yīng)模塊采用雙元探頭，人體的手腳和頭部運(yùn)動(dòng)方向與感應(yīng)靈敏度有著密切的聯(lián)系，而且紅外模塊的特性決定了無(wú)法精確控制感應(yīng)距離。第八、模塊中的探頭（PIR）可以裝焊在電路板的另一面。也可將探頭用雙芯屏蔽線延長(zhǎng)，長(zhǎng)度應(yīng)在20厘米以內(nèi)為好。本設(shè)計(jì)使用的HC-SR501模塊是基于紅外線技術(shù)的自動(dòng)控制模塊，采用德國(guó)原裝進(jìn)口LHI778探頭設(shè)計(jì)，靈敏度高，可靠性強(qiáng)，超低電壓工作模式，尤其是干電池供電的自動(dòng)控制產(chǎn)品，用于各類(lèi)自動(dòng)感應(yīng)電器設(shè)備。42.1.4 顯示電路的方案選擇常用的單片機(jī)顯示電路分為L(zhǎng)ED顯示屏和LCD顯示屏兩大類(lèi)：方案一：LED顯示屏：是由若干個(gè)LC

19、D顯示屏組成，LCD顯示屏（LED Segment Displays）由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。數(shù)碼管實(shí)際上是由七個(gè)發(fā)光管組成8字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是8個(gè)。這些段分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來(lái)表示。當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會(huì)發(fā)亮，以形成我們眼睛看到的字樣了。如：顯示一個(gè)“2”字，那么應(yīng)當(dāng)是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。LCD顯示屏有一般亮和超亮等不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫(huà)常用一個(gè)發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管

20、組成，一般情況下，單個(gè)發(fā)光二極管的管壓降為1.8V左右，電流不超過(guò)30mA。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接到一起連接到電源正極的稱為共陽(yáng)數(shù)碼管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負(fù)極的稱為共陰數(shù)碼管。常用LCD顯示屏顯示的數(shù)字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。LCD顯示屏要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)LCD顯示屏的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類(lèi)。靜態(tài)顯示：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如BCD碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)

21、的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O端口多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要58=40根I/O端口來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè)89S51單片機(jī)可用的I/O端口才32個(gè)呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。5動(dòng)態(tài)顯示：LCD顯示屏動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，

22、沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。5方案二：LCD顯示屏：分為段式LCD和點(diǎn)陣式LCD, 對(duì)于普通的段式LCD，需要專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)電路，LCD顯示的可視角度較小，本身不發(fā)光；對(duì)于具有驅(qū)動(dòng)電路和微處理器接口的液晶顯示模塊（字符或點(diǎn)陣），一般采用并行接口，對(duì)

23、微處理器的接口要求較高，占用資源多，但顯示內(nèi)容豐富。LCD1602液晶顯示屏：也叫1602字符型液晶，它是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。LCD128642液晶顯示屏：帶中文字庫(kù)的128X64 是一種具有4 位/8 位并行、2 線或3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體 中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置81

24、92 個(gè)16*16 點(diǎn)漢字，和128 個(gè)16*8 點(diǎn)ASCII 字符 集.利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示84 行1616 點(diǎn) 陣的漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類(lèi)型的圖形點(diǎn)陣液晶 顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。5本設(shè)計(jì)選用顯示豐富靈活的LCD1602液晶顯示屏作為顯示模塊。2.1.5 語(yǔ)音模塊的方案選擇方案一：ISD4000系列語(yǔ)音芯片ISD4000系列語(yǔ)音芯片是美國(guó)ISD公司生產(chǎn)的2.7V3.3V單電源單片語(yǔ)音錄

25、放電路。ISD4000系列語(yǔ)音芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù)。每個(gè)取樣值直接存儲(chǔ)在片內(nèi)閃存中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)和效果聲，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”。取樣頻率可分為4.0kHz、5.3kHz、6.4kHz、8.0kHz，取樣頻率越低，錄音時(shí)間越長(zhǎng)，而音質(zhì)有所下降，片內(nèi)信息存于閃存中，可在斷電情況下保存100年（典型值），可反復(fù)錄音10萬(wàn)次。6ISD4004 工作于SPI 串行接口。SPI 協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,協(xié)議假定微控制器的SPI 移位寄存器在SCLK 的下降沿動(dòng)作，因此對(duì)ISD4004 而言，在時(shí)鐘止升沿鎖存MOSI

26、 引腳的數(shù)據(jù),在下降沿將數(shù)據(jù)送至MISO 引腳。方案二：WT588D語(yǔ)音芯片WT588d語(yǔ)音芯片是早期可外掛FLASH的一款語(yǔ)音芯片，WT588D音質(zhì)較好，控制靈活的特點(diǎn)，更增加了可播放MIDI和弦功能，性能更好。WT588D是一款具有單片機(jī)內(nèi)核的語(yǔ)音芯片，因此，可以冠名為WT588D系列語(yǔ)音單片機(jī)。WT588D系列語(yǔ)音單片機(jī)是廣州唯創(chuàng)電子有限公司聯(lián)合臺(tái)灣華邦共同研發(fā)出來(lái)的集單片機(jī)和語(yǔ)音電路于一體的可編輯語(yǔ)音芯片。功能多音質(zhì)好應(yīng)用范圍廣性能穩(wěn)定是WT588D系列語(yǔ)音單片機(jī)的特長(zhǎng)，彌補(bǔ)了以往各類(lèi)語(yǔ)音芯片應(yīng)用領(lǐng)域狹小的缺陷，MP3控制模式、按鍵控制模式、按鍵組合控制模式、并口控制模式、一線串口控制

27、模式、三線串口控制模式以及三線串口控制控制端口擴(kuò)展輸出模式，讓?xiě)?yīng)用人員能將產(chǎn)品投放在幾乎可以想象得到的場(chǎng)所。作為一款以語(yǔ)音為基礎(chǔ)的芯片，對(duì)音質(zhì)的追求當(dāng)然也是精益求精的，完全支持6K22KHz采樣率的音頻加載，芯片的獨(dú)到之處便是將加載的音頻音質(zhì)幾乎完整無(wú)損的展現(xiàn)出來(lái)。WT588D系列語(yǔ)音單片機(jī)能通過(guò)配套軟件WT588D voiceChip輕而易舉的做到語(yǔ)音組合播放、插入完美的陶冶靜音。靜音的時(shí)長(zhǎng)控制得絕無(wú)絲毫誤差！可控制的語(yǔ)音地址位能達(dá)到220個(gè)！每個(gè)地址位里能加載可組合語(yǔ)音為128段語(yǔ)音！WT588D系列語(yǔ)音單片機(jī)模塊內(nèi)置SPI-FLASH存儲(chǔ)器，WT588D系列語(yǔ)音單片機(jī)芯片可根據(jù)實(shí)際用法外

28、置SPI-FLASH存儲(chǔ)器，眾多的控制模式、語(yǔ)音組合只需更換SPI-FLASH的內(nèi)容，即可完全實(shí)現(xiàn)操作方式的切換。WT588D系列語(yǔ)音單片機(jī)支內(nèi)容在線下載，這是一個(gè)應(yīng)用人員不可或缺的優(yōu)勢(shì)持SPI-FLASH！WT588D語(yǔ)音單片機(jī)的推出，非常的具有語(yǔ)音市場(chǎng)的前瞻性和革命性，勢(shì)必會(huì)在語(yǔ)音芯片的應(yīng)用方面卷起一股旋風(fēng)。模塊封裝（帶SPI-Flash及外圍電路）有DIP16、DIP28，芯片封裝有DIP18、SSOP20和LQFP32形式；根據(jù)外掛或者內(nèi)置SPI-Flash的不同，播放時(shí)長(zhǎng)也不同，支持2M32Mbit的SPI-Flash存儲(chǔ)器；內(nèi)嵌DSP高速音頻處理器，處理速度快；內(nèi)置13Bit/DA

29、轉(zhuǎn)換器，以及12Bit/PWM輸出，音質(zhì)好；PWM輸出可直接推動(dòng)0.5W/8揚(yáng)聲器，推挽電流充沛；支持DAC/PWM兩種輸出方式；支持加載WAV音頻格式；支持加載6K22KHz采樣率音頻；支持對(duì)已加載語(yǔ)音播放試聽(tīng)；可通過(guò)專(zhuān)業(yè)上位機(jī)操作軟件，隨意組合語(yǔ)音，可插入靜音，插入的靜音不占用內(nèi)存的容量，一個(gè)已加載語(yǔ)音可重復(fù)調(diào)用到多個(gè)地址；220段可控制地址位，單個(gè)地址位最多可加載128段語(yǔ)音，地址位內(nèi)的語(yǔ)音組合播放；最多可加載500段用于編輯的語(yǔ)音；USB下載方式，支持在線下載/脫機(jī)下載；即便是在WT588D語(yǔ)音芯片通電的情況下，也一樣可以正常下載數(shù)據(jù)到SPI-Flash；芯片復(fù)位時(shí)間5ms；支持MP3

30、控制模式、按鍵控制模式、38按鍵組合控制模式、并口控制模式、一線串口控制模式、三線串口控制模式以及三線串口控制控制端口擴(kuò)展輸出模式；三線串口控制模式切換到三線串口控制控制端口擴(kuò)展輸出模式只需發(fā)送數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行切換。切換后仍可把切換前的最后一工作狀態(tài)帶進(jìn)切換后的模式工作；任意設(shè)定顯示語(yǔ)音播放狀態(tài)信號(hào)的BUSY輸出方式；抗干擾性強(qiáng)，可應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域；220段可控制地址位，單個(gè)地址位最多可加載128段語(yǔ)音，地址位內(nèi)的語(yǔ)音組合播放；語(yǔ)音播放停止馬上進(jìn)入休眠模式，芯片轉(zhuǎn)為完全停止?fàn)顟B(tài)；15種按鍵控制模式，任意一個(gè)按鍵可設(shè)定任意一種控制模式；配套WT588D VoiceChip上位機(jī)軟件，接口簡(jiǎn)單，使用方

31、便。能極大限度的發(fā)揮出WT588D語(yǔ)音單片機(jī)的各項(xiàng)功能；簡(jiǎn)單的單片機(jī)編寫(xiě)方式，擺脫以往復(fù)雜繁瑣的匯編思維；單個(gè)芯片支持外掛多個(gè)存儲(chǔ)器；插入的靜音時(shí)間范圍10ms25min；工作電壓DC2.8V5.5V；靜態(tài)休眠電流小于10uA。本設(shè)計(jì)結(jié)合易用和成本等各方面的考慮，選用WT588作為語(yǔ)音模塊方案。2.1.6 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控

32、制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速和定位的目的。方案一：L298芯片，它是是一種H橋式驅(qū)動(dòng)器，它設(shè)計(jì)成接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。H橋可承受46V電壓，相電流高達(dá)2.5A。L298(或XQ298，SGS298)的邏輯電路使用5V電源，功放級(jí)使用546V電壓，下橋發(fā)射極均單獨(dú)引出，以便接入電流取樣電阻。L298(等)采用15腳雙列直插小瓦數(shù)式封裝，工業(yè)品等級(jí)。H橋驅(qū)動(dòng)的主要特點(diǎn)是能夠?qū)﹄姍C(jī)繞組進(jìn)行正、反兩個(gè)方向通電。L298特別適用于對(duì)二相或四相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。方案二：ULN2003A芯片，它是一個(gè)7路反向器電路，即當(dāng)輸入端為高電平時(shí)ULN2003A輸出端為低電平，當(dāng)輸入

33、端為低電平時(shí)ULN2003A輸出端為高電平。也可以作為一些器件，如步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。它具有價(jià)格低廉的特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)使用的步進(jìn)電機(jī)功率較小，從性價(jià)比來(lái)考慮，選用方案二的ULN2003A芯片作為單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片。2.2. 智能廣告控制系統(tǒng)方案本設(shè)計(jì)的核心為單片機(jī)控制模塊，通過(guò)單片機(jī)協(xié)調(diào)各模塊之間的運(yùn)作。通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)可以自動(dòng)輸出多種廣告畫(huà)面。通過(guò)人體感應(yīng)模塊自動(dòng)識(shí)別廣告窗前是否有人，若廣告窗前有人，則通過(guò)語(yǔ)音模塊播放語(yǔ)音，沒(méi)人時(shí)，則繼續(xù)滾動(dòng)廣告畫(huà)面。由于加入的時(shí)鐘芯片，海報(bào)的展示時(shí)間可以調(diào)節(jié)，時(shí)鐘芯片DS1302采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓

34、細(xì)電流充電的能力，即使在斷電的情況下也能使計(jì)時(shí)準(zhǔn)確。其中開(kāi)機(jī)時(shí)間、關(guān)機(jī)時(shí)間通過(guò)鍵盤(pán)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。以上功能通過(guò)以下模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)模塊，時(shí)鐘模塊，人體檢測(cè)模塊，液晶顯示模塊，語(yǔ)音模塊，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，鍵盤(pán)和電源即可滿足設(shè)計(jì)要求。本系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)方框圖如圖2.1所示:1、電源為5V直流電；2、時(shí)鐘模塊采用DS13023、熱釋紅外感應(yīng)模塊4、微型控制器部分芯片采用單片機(jī)STC89C52；5、顯示部分采用LCD1602顯示屏來(lái)顯示；6、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)用ULN2083組成；6、語(yǔ)音模塊采用WT588模塊；8、按鍵用來(lái)調(diào)節(jié)開(kāi)、關(guān)機(jī)時(shí)間值。時(shí)鐘模塊DS1302 02單片機(jī)STC89C52顯示屏LCD1602電源

35、按鍵人體檢測(cè)模塊步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊語(yǔ)音模塊圖2.1 系統(tǒng)原理框圖第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)設(shè)計(jì)方案單片機(jī)是微型機(jī)的一個(gè)主要分支，它在結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)使把CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器和多種輸入/輸出接口電路集成在一塊超大規(guī)模集成電路芯片上。就其組成和功能而言，一塊單片機(jī)芯片就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。單片機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的主要分支，它的結(jié)構(gòu)中最重要的特征是把CPU，存儲(chǔ)器，定時(shí)器，和各種電路集成在單個(gè)超大規(guī)模集成芯片上。在其組成和功能而言，在單一的芯片上組成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。單片機(jī)具有如下特點(diǎn)：有優(yōu)異的性能價(jià)格比；1 集成度高、體積小、有很高的可靠性；2 控制功能強(qiáng)；3 低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品；4 外

36、部總線增加了I2C、SPI等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)；5 單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展、系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。因此，單片機(jī)被廣泛用于智能電表，機(jī)電一體化，實(shí)時(shí)控制，分布式多處理器系統(tǒng)，以及人們的生活各個(gè)角落。單片機(jī)應(yīng)用具有十分重要的意義，它已經(jīng)從根本上改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和方法。大多數(shù)過(guò)去的必須是功能性的模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的功能，單片機(jī)的軟件已能夠全部實(shí)現(xiàn)。由軟件代替硬件控制技術(shù)，是生產(chǎn)控制技術(shù)的一場(chǎng)革命。7使用單片機(jī)的智能性，電子時(shí)鐘可以很容易地設(shè)計(jì)成具有智能功能的。微控制器有一個(gè)時(shí)鐘振蕩系統(tǒng)，微處理器系統(tǒng)利用時(shí)鐘定時(shí)器/計(jì)數(shù)器功能來(lái)實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘

37、功能。然而，這種設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)鐘誤差較大時(shí)，累積誤差也更大，因此它可以通過(guò)糾錯(cuò)軟件進(jìn)行修正，或添加設(shè)計(jì)高精度時(shí)鐘日歷芯片，以達(dá)到精確的時(shí)間。還有很多不同的微控制器功能都是兼容的，這就比較容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多功能性。目前在單片機(jī)系統(tǒng)中，廣泛使用8XC5X主微處理器芯片微控制器系列。該設(shè)備是標(biāo)準(zhǔn)MCS- 51內(nèi)核，兼容的硬件資源，種類(lèi)齊全，功能完善，性能穩(wěn)定，體積小，價(jià)格低，貨源充足，方便調(diào)試和編程，所以應(yīng)用廣泛。例如，常用的STC89C52單片機(jī)，具有8KB閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）的低電壓，高性能CMOS8位微型計(jì)算機(jī)。有32個(gè)可編程I/ O引腳，2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源，

38、可編程串行UART通道，可直接驅(qū)動(dòng)LED輸出。系統(tǒng)內(nèi)部的閃存芯片可適于允許程序或用常規(guī)的非易失性存儲(chǔ)器編程到程序。因此，STC89C52是一款功能強(qiáng)大，靈活性高和價(jià)格合理的單芯片，可在各種控制領(lǐng)域很容易地應(yīng)用。STC89C52具有以下主要性能：1. 8KB可改編程序閃存存儲(chǔ)器；2. 全靜態(tài)工作：024MHz；3. 1288字節(jié)內(nèi)部RAM；4. 32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口；5. 6個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)； 2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器；6. 具有可編程的串行通道；7. 內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器。此外，STC89C52的設(shè)計(jì)采用靜態(tài)邏輯，工作頻率可以降低到0Hz，并提供兩個(gè)可用軟件進(jìn)行選擇的省電模式 - 空閑

39、模式和掉電模式。在空閑模式下，CPU停止工作，而RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。在掉電模式下，片上振蕩器停止工作，因?yàn)闀r(shí)鐘是“凍結(jié)”，使所有功能都暫停，保存的片內(nèi)RAM只有內(nèi)容，直到下一個(gè)硬件復(fù)位。8單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由復(fù)位電路，晶振電路，電源等幾部分組成。1. 復(fù)位電路復(fù)位電路有兩種方式：上電復(fù)位和按鈕復(fù)位，我們主要用上電復(fù)位方式。如圖3 .1所示。圖3.1 時(shí)鐘和復(fù)位電路2. 晶振電路單片機(jī)系統(tǒng)的晶體振蕩器在單片機(jī)系統(tǒng)中的作用是非常大的，整個(gè)部分被稱為晶體振蕩器，他結(jié)合了微控制器MCU的內(nèi)部電路來(lái)產(chǎn)生所需的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)振蕩器的頻率時(shí)鐘越高，那么MCU的運(yùn)行速度就更快速，

40、單片機(jī)實(shí)現(xiàn)所有的指令都是基于振蕩器時(shí)鐘頻率。在正常工作條件下，一個(gè)普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬(wàn)分之五十。有的精度更高。晶振通常與鎖相環(huán)電路一起使用，以提供所需的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，可以用同一個(gè)晶振相連的不同的鎖相環(huán)來(lái)提供。根據(jù)技術(shù)手冊(cè)：電容取30PF，晶振為11.0592MHz3.2 時(shí)鐘日歷芯片設(shè)計(jì)DALLAS公司推出的DS1302是一款高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用與CPU的SPI同步通信三線接口，并采用突發(fā)方式傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)據(jù)RAM。實(shí)時(shí)時(shí)鐘提供秒，分，小時(shí)，天，周，月和年，一個(gè)月超過(guò)31天少可以自動(dòng)調(diào)整，且具

41、有閏年補(bǔ)償。 2.55.5V的寬工作電壓。雙電源（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電模式，提供了后備電源涓流充電電流的能力。有雙主用和備用電源引腳，并通過(guò)一個(gè)大電容的備用電源（1F）代替。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，DS1302需要使用32.768KHz晶體。9 DS1302引腳說(shuō)明：DS1302引腳圖參照?qǐng)D3.2。圖3.2 DS1302芯片引腳圖在編程過(guò)程中，應(yīng)注意DS1302工作時(shí)序。DS1302是SPI總線驅(qū)動(dòng)器方式。這不僅要向寄存器寫(xiě)入控制字，還需要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。與DS1302的通信，首先需要了解它的控制字。DS1302的控制字如表3.1。寄存器名稱765432101RAM/CKA4A3

42、A2A1A0RD/W秒寄存器10000000/1分寄存器10000010/1小時(shí)寄存器10000100/1日寄存器10000110/1月寄存器10001000/1星期寄存器10001010/1年寄存器10001100/1寫(xiě)保護(hù)寄存器10001110/1慢充電寄存器10010000/1時(shí)鐘突發(fā)寄存器10101110/1表3.1 DS1302控制字（即地址及命令字節(jié)）控制字是設(shè)定DS1302的工作方式、傳送字節(jié)數(shù)等工作方式。數(shù)據(jù)的傳輸都是由控制字開(kāi)始的?？刂谱置恳晃坏暮x和作用如下：1. BIT7：控制字的最高有效位，必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫(xiě)入到DS1302中。2. BIT 6：如

43、果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；3. BIT 5至BIT 1（A4A0）：用A4A0表示，定義片內(nèi)寄存器和RAM的地址。定義如下：當(dāng)位6位= 0，該地址被定義時(shí)鐘和其它寄存器。 A4A0= 06，秒，分鐘，小時(shí)，天，月，周，年寄存器的順序。當(dāng)A4A0 =7，芯片寫(xiě)保護(hù)寄存器地址。當(dāng)A4A0=8，選擇為慢充電參數(shù)。當(dāng)A4A0 =31，突發(fā)模式時(shí)鐘選擇寄存器。當(dāng)位6=1，地址的RAM中的定義，A4A0= 030，對(duì)應(yīng)的RAM每個(gè)子地址，RAM地址31對(duì)應(yīng)于所述多字節(jié)模式選擇寄存器。4. BIT 0 0（最低有效位）：如為0，表示要進(jìn)行寫(xiě)操作，為1表示進(jìn)行讀操作。 控制字總是

44、從最低位開(kāi)始輸出。在控制字指令輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫(xiě)入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（0位）開(kāi)始。同樣，在緊跟8位的控制字指令后的下一個(gè)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。DS1302的1腳接電源正極，2、3腳接一個(gè)走時(shí)的晶振，4腳接電源負(fù)極，5-7腳與單片機(jī)的P34、P35、P36相連，8腳接紐扣電池的正極。具體電路如圖3.3所示：圖3.3 DS1302時(shí)鐘芯片原理圖3.3 語(yǔ)音模塊電路的組成WT588D是一款具有單片機(jī)內(nèi)核的語(yǔ)音芯片，因此，可以冠名為WT588D系列語(yǔ)音單片機(jī)。本設(shè)計(jì)采用按鍵控制模式用三極管代替按鍵對(duì)語(yǔ)音模塊

45、進(jìn)行觸發(fā)控制。WT588D的3、4腳是PWM輸出端口，直接可以驅(qū)動(dòng)小功率的喇叭，這里接的是一個(gè)0.5W8的喇叭；8腳與電源負(fù)極相連；12、13腳是觸發(fā)端，分別和三極管Q1、Q2的集電極相連，當(dāng)三極管導(dǎo)通時(shí)，對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音就會(huì)播報(bào)，三極管的控制信號(hào)取自單片機(jī)的P24、P25；14和16腳與3.3V的電源相連，為語(yǔ)音模塊提供電源。具體電路如圖3.4所示：圖3.5 語(yǔ)音模塊電路原理圖3.4 LCD顯示電路顯示電路采用1602字符型液晶，它是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊5。 它有若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行

46、之間也有也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。1602的驅(qū)動(dòng)電路帶有11條指令，可以很方便的控制液晶的現(xiàn)實(shí)效果如：清屏、左移右移、光標(biāo)顯示。而且1602顯示的字符在下一條指令為到來(lái)之前不會(huì)改變，也就是能夠維持顯示的字符，1602液晶占用的系統(tǒng)資源也少。RS是復(fù)位腳與單片機(jī)的P10相連，控制線RW、E分別是數(shù)據(jù)和片選線，分別與單片機(jī)的P11、P12相連，LCD1602的數(shù)據(jù)接口DB0DB7和單片機(jī)的P0口相連。電阻R1的作用是調(diào)節(jié)提供給驅(qū)動(dòng)器的供壓，從而調(diào)節(jié)液晶顯示的對(duì)比度。電阻R2的作用是背光板的限流電阻，調(diào)節(jié)此電阻的大小可以調(diào)節(jié)液晶顯示的亮度。 顯示電路圖如圖3.5所示：圖3.5 顯示電路

47、原理圖3.5 鍵盤(pán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)按鍵需要4個(gè)，分別是：S1返回按鍵，從設(shè)定菜單返回上一級(jí)菜單，直至主界面；S2加數(shù)鍵，調(diào)整選中的數(shù)值，短按為加1，長(zhǎng)按超過(guò)1秒為連加；S3減數(shù)鍵，調(diào)整選中的數(shù)值，短按為減1，長(zhǎng)按超過(guò)1秒為連減；S4 菜單鍵，進(jìn)入設(shè)定菜單。4個(gè)按鍵分別與單片機(jī)的P20-P23相連接，按鍵按下時(shí)，相應(yīng)的單片機(jī)端口被拉低為低電位。其電路如圖3.6所示：圖3.6 按鍵調(diào)時(shí)電路3.6 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路以ULN2803 為核心，它的公共端10腳接電源正極，9腳接電源負(fù)極，輸入腳1-4腳分別與單片機(jī)的P14-P17口相連接，輸出端15-18腳與步進(jìn)電機(jī)的4根相線相連，步進(jìn)電機(jī)

48、的公共端接電源正極。具體電路如圖3.7所示：圖3.7 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3.7 人體檢測(cè)電路人體感應(yīng)模塊，就是熱釋電紅外的傳感器模塊，是一種能檢測(cè)人或動(dòng)物發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器，它在很多應(yīng)用領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用，比如：在房間無(wú)人時(shí)會(huì)自動(dòng)停機(jī)的空調(diào)機(jī)、飲水機(jī)。電視機(jī)能判斷無(wú)人觀看或觀眾已經(jīng)睡覺(jué)后自動(dòng)關(guān)機(jī)的機(jī)構(gòu)。開(kāi)啟監(jiān)視器或自動(dòng)門(mén)鈴上的應(yīng)用。結(jié)合攝影機(jī)或數(shù)碼照相機(jī)自動(dòng)記錄動(dòng)物或人的活動(dòng)等等。HC-SR501模塊是基于紅外線技術(shù)的自動(dòng)控制模塊，采用德國(guó)原裝進(jìn)口LHI778探頭設(shè)計(jì)，靈敏度高，可靠性強(qiáng)，超低電壓工作模式。HC-SR501模塊的內(nèi)部原理圖如圖3.8所示：圖3.8HC-SR501

49、人體感應(yīng)模塊內(nèi)部原理圖 HC-SR501模塊的3腳與電源正極相連，1腳與電源負(fù)極相連，2腳輸出端與單片機(jī)的P32相連，當(dāng)檢測(cè)到有人時(shí)，P32口被拉低為低電平。具體連接電路圖如圖3.9所示：圖3.9單片機(jī)和HC-SR501模塊原理圖3.8 電源電路整個(gè)電路使用了三種電源，+5V電源為整個(gè)電路供電。而+3V電源僅作為DS1302的備用電源。當(dāng)+5V電源被切斷后，DS1302啟用+3V電源，可以保持DS1302繼續(xù)工作。當(dāng)+5V電源恢復(fù)供電，LCD依舊顯示當(dāng)前時(shí)間，而不會(huì)因?yàn)閿嚯娛瓜到y(tǒng)復(fù)位到初始化時(shí)間，避免了重新校時(shí)的麻煩。另外還有一個(gè)語(yǔ)音電路使用的+3.3V采用三端集成穩(wěn)壓器ASM1117-3.3

50、作為電路的穩(wěn)壓電源。圖3.10電源模塊原理圖第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 編程軟件 keil單片機(jī)開(kāi)發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開(kāi)軟件，用戶寫(xiě)的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種 是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過(guò)匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開(kāi)發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來(lái)各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏

51、匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤(pán)空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。104.2主程序設(shè)計(jì)該控制系統(tǒng)的程序主要分為三部分：主程序、步進(jìn)電機(jī)控制程序、鍵盤(pán)掃描子程序、顯示子程序、時(shí)鐘讀寫(xiě)子程序、熱體感應(yīng)子程序和各種中斷子程序。主程序完成系統(tǒng)的地址分配、系統(tǒng)初始化和各子程序的調(diào)用。軟件設(shè)計(jì)是本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，在完成了系統(tǒng)硬件的搭接之后，剩下來(lái)的主要任務(wù)接是系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。主程序主要有定

52、義變量、初始化程序、各種子程序調(diào)用和報(bào)警控制程序組成，其流程圖如圖4.1所示：YY初始化NY語(yǔ)音輸出調(diào)整子程序調(diào)用顯示子程序是否執(zhí)行？是否按鍵？調(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序讀人體傳感器讀時(shí)鐘芯片開(kāi)始NNYN圖4.1 主程序流程圖3 鍵盤(pán)掃描程序?yàn)榱藢?shí)現(xiàn)單個(gè)按鍵復(fù)用的效果，本設(shè)計(jì)采用狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)方法來(lái)編寫(xiě)鍵盤(pán)掃描程序，鍵盤(pán)掃描子程序利用時(shí)間中斷程序，每隔10MS調(diào)用一次，監(jiān)控鍵盤(pán)的狀態(tài)。T0定時(shí)中斷程序主要是實(shí)現(xiàn)10ms的定時(shí)時(shí)間，并且對(duì)變量DS進(jìn)行加一處理，其中在對(duì)T0進(jìn)行賦初值時(shí)，選擇為T(mén)H0=0xdc，TL0=0x00，主要是c語(yǔ)言在經(jīng)過(guò)反匯編后，一條c語(yǔ)句將會(huì)編譯成幾條語(yǔ)句，這樣就增加了指令執(zhí)行的時(shí)

53、間，使定時(shí)產(chǎn)生誤差，而在經(jīng)過(guò)多次調(diào)試后，選擇以上數(shù)值為T(mén)0初值是最接近10ms。鍵盤(pán)掃描流程圖如圖4.2所示： NNNYY返回鍵值2是否釋放？是否1秒到？返回鍵值1是否抖動(dòng)？無(wú)按鍵狀態(tài)圖4.2 鍵盤(pán)掃描流程圖4.4 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序根據(jù)步進(jìn)電機(jī)手冊(cè)上提供的時(shí)序圖，畫(huà)出步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)子序流程圖如圖4.3所示：開(kāi)始D相得電初始化端口A相得電B相得電C相得電返回 圖4.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序4.5 LCD1602顯示子程序LCD1602顯示子程序流程圖如圖4.4所示：寫(xiě)指令1602初始化開(kāi)始N寫(xiě)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器為0？寫(xiě)數(shù)據(jù)Y結(jié)束圖4.4 LCD602顯示子程序流程圖設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)數(shù)周的努力，本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)基于單片