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1、 某某某某大学 XXXXXXXXXXXXXXXXX UNIVERSITY电子综合实践设计报告题目：带整点报时与闹钟功能的数字钟报告编号： 选题编号： 完成人员：XXX XXXX XXXX 届别： XX 专业： 电子信息工程 指导教师： 禽兽 教授 XXXXXXXXXXX学院电子系目录、设计任务与要求41.1 基本设计任务41.2 控制设计任务41.3 软件设计任务5、方案设计与论证52.1 显示方案52.2 控制方案52.3 语音芯片方案5、总体设计63.1 系统硬件电路设计63.1.1 显示及控制模块63.1.2 语音报时模块83.2 系统软件设计83.2.1 软件计时的分析与计算83.2.
2、2 系统软件设计9、测试结果及结果分析94.1 测试仪器及工具94.2 测试步骤94.2.1 预备工作94.2.2 正式测试104.3 测试结果104.4 测试结果分析10、创新点115.1 添加语音报时模块115.2 实用性11、总结与心得11参考文献11附件一：参考程序12附件二：总原理图15附件三：元器件清单16摘要：命题要求设计数字钟。本设计是以STC89C51单片机为核心器件，应用ISD1420，74HC573等器件，实现命题要求。经过测试，该数字钟达到所有命题所要求的技术指标。在此基础之上，本设计添加了语音模块，使设计更为人性化。关键词：数字钟；闹钟；调整；整点报时。数字钟、设计任
3、务与要求本任务为：数字钟。设计任务具体内容如下：1.1 基本设计任务依据命题题意，本设计采用89C51进行24小时计时并显示。要求其显示时间范围是00：00：0023：59：59，具备有时分秒校准功能。数字钟上面要带有闹钟，闹钟与时钟之间能随时切换，闹钟具备时分秒设置功能。1.2 控制设计任务由于本设计采用手动校准时钟与手动设置闹钟方案，所以要求用较少的按键来达到切换闹钟与时钟、时钟时分秒校准、闹钟时分秒设置等功能。1.3 软件设计任务数字钟的所有计时都要由软件控制实现。用软件对几个按键所得信号进行相应改变，以控制时钟与闹钟的显示。通过软件对闹钟与时钟进行比较，当时钟所显示时间与闹钟一样时，要
4、启动报时模块。、方案设计与论证2.1 显示选择方案1. 液晶显示方案：液晶显示范围广，能显示的东西多，显示效果明显，但是价格昂贵，程序比较复杂，需要占用较多的系统资源。2. 数码静态显示：控制方式相当简单，价格比较便宜，但需占用较多I/O口，硬件连接复杂，显示效果一般。3. 简单数码动态显示：控制方式相对简单，价格比较便宜，且占用I/O口较少，硬件连接简单，但显示效果一般。4. 带译码器数码动态显示：控制方式相对简单，占用I/O口最少，硬件连接简单，但显示效果一般，需要较多外围芯片，价格比较昂贵。经过反复比较，在四种方案中选取了第3种简单数码动态显示方案，此方案成本低，功能已经足够满足数字钟的
5、需要，而且硬件软件均比较简单。2.2 控制选择方案1. 直接加减：使用7按键，1按键切换闹钟，6按键对时分秒分别加减，控制方式相当简单，但需要较多按键与I/O口，功能一般，成本较高。2. 矩阵键盘：使用16按键对时分秒直接设置，能最为灵活的对数字钟进行设置，功能强大，但控制方式相对困难，成本较高，需要较多按键与I/O口。3. 换位加减：使用4按键，1键切换闹钟，1键换位，另两键加减，控制方式相对简单，占用I/O口少，成本低廉，但功能一般。经过反复比较，在3种方案中选取了第3种换位加减，此方案成本低，功能已经足够满足数字钟的需要，而且硬件软件均比较简单。2.3 语音芯片方案在众多的语音芯片中，我
6、们选取了ISD1420这款语音芯片，因为这款芯片价格相对较低，电路连接简单，控制程序亦简单，能够录制160段共20秒的分段语音，播放时可以随便组合使用，在功能上已经足够满足整点报时与闹钟的需求。、总体设计闹钟AT89C52按键时间显示 语音报时经过对各个方案分析比较，最终确定总方案如图3-1所示。该系统所有模块都由主单片机控制。其中，设计各个模块，包括单片机、显示模块、电机驱动、光电探测由四节AA电池供电。电机驱动采用L298驱动芯片控制。用光电传感器对边线的探测来控制距离。通过单片机的机器周期计算时间计数周期，以达到计时目的。图3-1 系统方案图3.1 系统硬件电路设计3.1.1 显示及控制
7、模块3.1.2 语音报时模块ISD1420是美国ISD公司出品的新型单片优质语音录放电路，较之以往所有的语音电路，具有专利技术的模拟处理存储方式，使录放音质极佳，没有常见的的背景噪音，且电路断电后语音内容仍不丢失。电路内部由振荡器、语音存储单元、前置放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、输出放大器组成。一个最小的录放系统仅由一个麦克风、一个喇叭、两个按钮、一个电源、少数电阻电容组成。 图3-4 语音报时模块3.2 系统软件设计3.2.1 软件计时的分析与计算单片机内部定时器有4种工作模式，方式0是13位计数器，由于计时时间过短，中断频率高，所以不选用此模式；方式2是自动重装式计数器，是8位计
8、数器，同样中断频率过高；方式3也是8位计数器；方式1是16位计数器，综合考虑，选用方式1做精确计时。由于51单片机是12分频，因此机器周期=晶振频率/12。在该设计中，选用频率为12MHz的晶振，因此机器周期=1s。定时1s需要1000000个机器周期，因此通过20次定时器中断完成1s的定时，每次完成50000个周期的定时，因此每次给定时器的初值应该是TH0=B0H,TL0=3CH。3.2.2 系统软件设计设计两套存储方案，一套存储时钟，一套存储闹钟，两者互不干涉，只有当两者相等时才会调用闹钟播放子程序，而当每次整点时则会调用整点报时子程序。本设计有调用T0中断，并有以下子程序：void de
9、lay(void) /延时子程序void delay2(void) /1420专用延时子程序void play(unsigned char temp) /1420播放子程序void display(void) /显示子程序void rdisplay(void) /闹钟显示子程序void ring(void) /闹钟控制子程序void examring(void) /闹钟播放子程序void zhengdian(void) /整点报时子程序、测试结果及结果分析4.1 测试仪器及工具测试仪器及工具：电源一个。4.2 测试步骤、接上电源。、设定闹钟为00：01：00，并试听闹钟是否准确。、试听每次整点
10、报时是否准确。、试验各按键功能是否正常。4.3 测试结果如下 闹钟与整点报时功能均正确无误，各按键功能均正常。4.4 测试结果分析通过对测试数据的分析，可以看出，数字钟能实现时钟计时，并带有闹钟与整点报时功能，即数字钟已经实现了题目所给出的所有要求。、创新点5.1 添加语音报时模块在题目要求之外，本设计增加了语音报时装置，使得整点报时与闹钟均使用人性化录音来播放，整个设计都显得更为生动。5.2 实用性本作品是基于51单片机制作，用到89C51，ISD1420，74HC573等芯片所制作的带整点报时与闹钟功能的数字钟，能广泛应用于日常生活当中，相当具有实用价值。、总结与心得通过对该作品的制作，了
11、解了各个模块之间相互协同工作的重要性，初步掌握如何控制好各个模块之间的关系。通过对语音芯片ISD1420的使用，了解了语音芯片在设计中的重要作用，有益于对语音芯片的进一步学习。本次电子综合实践也锻炼了我们的动手能力，但最重要的是锻炼了如何解决问题的能力。参考文献：1、胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京：清华大学出版社，20052、阎石.数字电子技术基础.北京：高等教育出版社，20013、童诗白 华成英.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社，20014、郁有文等.传感器原理及工程应用.西安：西安电子科技大学出版社，2008附件一：参考程序如下：2#includeunsigned char c
12、ode table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; unsigned char code tab=0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf; unsigned char code ts=0x00,0x08,0x10,0x18,0x20,0x28,0x30,0x38,0x40,0x48,0x50; unsigned char wei=0,1,2,3,4,5; unsigned char sec,min,hou,rsec,rmin,rhou,tcont;unsigned char a0,a1,a2;unsign
13、ed char smh;void delay(void) /延时子程序unsigned char i,j;for (i=10;i0;i-)for(j=248;j0;j-);void delay2(void) /1420专用延时子程序unsigned char i,j,k;for (i=200;i0;i-)for(j=248;j0;j-)for(k=20;k0;k-);void play(unsigned char temp) /1420播放子程序P1=0;P3_0=1;P3_1=1;P1=temp; P3_1=0;delay2();P1=0;P3_1=1;void display(void)
14、/显示子程序for(a2=0;a26;a2+)wei0=hou/10;wei1=hou%10;wei2=min/10;wei3=min%10;wei4=sec/10;wei5=sec%10;P2=taba2;P0=tableweia2;delay();void rdisplay(void) /闹钟显示子程序for(a2=0;a20;i-)display();P1=0;P3_1=1;P1=0;P3_0=1;P3_1=1;P1=0x70; P3_1=0;for (i=150;i0;i-)display();P1=0;P3_1=1;P1=0;P3_0=1;P3_1=1;P1=0x70; P3_1=0
15、;for (i=150;i0;i-)display();P1=0;P3_1=1;P1=0;P3_0=1;P3_1=1;P1=0x70; P3_1=0;for (i=150;i0;i-)display();P1=0;P3_1=1; void zhengdian(void) /整点报时子程序unsigned char dian;if(sec=0)if(min=0)dian=hou/10;if(dian=0)play(0x60);play(0x68);dian=hou%10;dian=tsdian;play(dian);play(0x58);if(dian=1)dian=hou%10;if(dian
16、=0)play(0x60);play(0x68);play(0x50);play(0x58);if(dian!=0)play(0x60);play(0x68);play(0x50);dian=hou%10;dian=tsdian;play(dian);play(0x58);if(dian=2)dian=hou%10;if(dian=0)play(0x60);play(0x68);play(0x10);play(0x50);play(0x58);if(dian!=0)play(0x60);play(0x68);play(0x10);play(0x50);dian=hou%10;dian=tsdi
17、an;play(dian);play(0x58);void main(void) /主程序unsigned char i;TMOD=1;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TR0=1;ET0=1;EA=1;tcont=0;sec=0;min=0;hou=0;rsec=0;rmin=0;rhou=0;smh=0;for (i=50;i0;i-)display();while(1)display();examring();zhengdian();if(P3_3=0)delay();if(P3_3=0)switch(smh)case 0:sec+;
18、break;case 1:min+;break;case 2:hou+;break;if(sec=60)sec=0;min+;if(min=60)min=0;hou+;if(hou=24)hou=0;while(P3_3=0)display(); if(P3_2=0)delay();if(P3_2=0)switch(smh)case 0:sec-;break;case 1:min-;break;case 2:hou-;break;if(sec=-1)sec=59;min-;if(min=-1)min=59;hou-;if(hou=-1)hou=23;while(P3_2=0)display()
19、; if(P3_4=0)delay();if(P3_4=0)smh+;if(smh=3)smh=0;while(P3_4=0)display();if(P3_5=0)delay();if(P3_5=0)ring();void t0(void) interrupt 1 using 0 /调用中断TH0=(65536-10000)/256;TL0=(65536-10000)%256;tcont+;if(tcont=100)tcont=0;sec+;if(sec=60)sec=0;min+;if(min=60)min=0;hou+;if(hou=24)hou=0;附件二：总原理图如下： 附件三：元器件清单元器件清单报表元件名称数量单片机 AT89C51一块语音芯片 ISD1420一块喇叭一个12M 晶振一个单排排针若干电容220 uF5个47 uF3 个10 uF3 个47 nF5 个33 pF5 个电阻470K5 个100K5 个10K10 个5.1K5 个4.7K10 个1K5 个4703 个大板子一块驻基体一个4位共阴显示数码管2 个排线若干附表一 元器件清单
