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1、单片机课程设计 一、设计名称 多功能电子钟 二、元件清单 元件名称 说明 元件名称 说明 AT89S52 单片机最小系统 LCD1602 液晶显示模块 ISD1820 语音录音模块 DS18B20 温度传感器 SW-1801P 高灵敏振动传感器 单片机开发板 1 块 基于 LM398 雨滴模块 雨滴传感器 杜邦线 若干 三、模块说明 语音录音模块（ISD1820） 右图为 ISD1820 语音录音模块的实际电路图： 下图为 ISD1820 语音录音模块的电路原理图： 可将话筒下端的偏置电阻和 220uF 电容的负端接到 RECLED 端（虚线） ，这样在平时由 于 RECLED 端为高电平，话
2、筒没有电压电流，整个电路的耗电几乎为零。但这种方式下直通 模式不能工作 若需放大，可用 LM386、D2283、D2822、TA7368、MC34119 等功率放大器。信号由 SP+ 或 SP-通过电容耦合输入，SP+或 SP-不用的一端必须悬空， 不能接地。使用 LM386作放大器 的连线图如下 由于种种原因， 使用功放之后会有很大的噪音， 所以还需要一个滤波电路进行滤波降噪， 具体电路需要根据实际情况选择，再次将不在详细说明。 雨滴传感器 下图为雨滴传感器模块的实际电路图： 电源与开发板电源接通后电源灯亮，感应板上没有水滴时，DO 输出为高电平，开关指 示灯灭 ，滴上一滴水，DO 输出为低
3、电平，开关指示灯亮，刷掉上面的水滴，又恢复到，输 出高电平状态。 AO 模拟输出，可以连接单片机的 AD 口检测滴在上面的雨量大小。 DO数字输出， 可以连接单片机检测是否有雨。 DO输出有效信号为低电平.驱动能力100MA 左右，可直接驱动继电器，蜂鸣器，小风扇等等，此次我们将作为一个输入信号使用。 下图为雨滴传感器主电路部分的电路原理图 高灵敏振动传感器 下图为语音录音模块的实际电路图： 模块不震动时，震动开关呈断开状态，DO 输出端输出高电平，绿色指示灯不亮；模块 震动时，震动开关瞬间导通，输出端输出低电平，绿色指示灯亮；DO 输出端可以与单片机 直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此
4、来检测环境是否有震动，起到报警作用。 其主电路部分与雨滴传感器相同，在此将不再赘述。 主电路部分实物图 四、设计思路 此次试验所拿到的传感器是随机的， 根据传感器设计的产品功能灵活多变， 而难度相对 较大， 我们得到的传感器为雨滴传感器、 高灵敏振动传感器和语音录音模块， 这三个传感器 并没有什么联系，所以我们添加了液晶显示模块， 将这三个传感器联系到一起，最终做出了 多功能电子钟。下图为多功能电子钟概念模型： 五、产品说明 这款多功能电子钟功能非常强大， 若加入温度传感器后它可以实时检测环境温度； 由雨 滴传感器可以实时检测室外是否有降雨， 而且有降雨时除了液晶显示屏会提示外， 产品周围 的
5、流水灯也会随着雨滴的节拍闪烁；同时它还兼具闹钟、语音留言、防盗功能，甚至还可根 据需要扩展其他功能。 六、程序流程图 开始 初始化 按键扫描 工作模式扫描 时间扫描 蜂鸣器状态扫描 扫描模式变量 其值为 0 时仅有时钟、 留言和降雨显示； 其值为 1 时，在模式 0 的基础上加入了闹钟提 示功能； 其值为 2 时，在模式 0 的基础上加入了振动报 警功能，可以用于防盗 或留言提醒。 扫描按键状态以及 按键缓存区变量 判断按键动作，并 根据动作次数（存 储在按键缓存区变 量中） ， 执行相应的 操作 扫描定时器进位变 量 根据进位变量的值 确定时间秒是否 加 1，继而判断时与 分，然后显示到液晶
6、 显示屏 扫描蜂鸣器逻辑 变量的值， 并赋给 蜂鸣器直接变量， 让蜂鸣器动作。 多功能电子钟概念模型 88:88:88 00 88:88:88 00 雨滴传感器 高灵敏振动传感器 七、电路图 下图为实验中实际操作的电路图： 矩阵按键功能说明： 1,1 时钟暂停时钟暂停 1,2 时钟位选时钟位选 1,3 闹钟位选闹钟位选 1,4 关闭蜂鸣器关闭蜂鸣器 2,1 数值加数值加 2,2 数值减数值减 2,3 数值加数值加 2,4 数值减数值减 3,1 模式模式 0 0 3,2 模式模式 1 1 3,3 模式模式 2 2 3,4 播放播放语音留言语音留言 八、功能说明 这款多功能电子钟功能非常强大， 若
7、加入温度传感器后它可以实时检测环境温度； 由雨 滴传感器可以实时检测室外是否有降雨， 而且有降雨时除了液晶显示屏会提示外， 产品周围 的流水灯也会随着雨滴的节拍闪烁； 高灵敏振动传感器可以提供报警功能， 当打开防盗模式， 如果触发高灵敏振动传感器则蜂鸣器会立刻报警， 直至手动过解除警报； 语音录音模块可以 提供语音留言功能， 当有家庭成员需要留言的时候，只需要按下留言按钮，之后打开防盗模 式，当其他家庭成员回到家中触发报警，即可知晓有语音留言等待收听；时钟方面，出于节 约成本考虑， 时钟方面并没有另外使用高精度时钟芯片， 而是采用单片机内部的定时器功能 实现高精度时钟功能，计时误差为 1 秒/
8、20 分钟；另外，此电子钟还支持闹钟功能，由于技 术所限，只能使用一个闹钟，闹钟不会自动关闭，必须手动解除。 2 时钟暂停时钟暂停 3 时钟位选时钟位选 4 时钟数值加时钟数值加 5 时钟数值减时钟数值减 6 闹钟位选闹钟位选 7 闹钟数值加闹钟数值加 8 闹钟数值减闹钟数值减 9 点按播放留言点按播放留言 10 长按留言长按留言 11 模式模式 0 0 12 模式模式 1 1 13 模式模式 2 2 九、分析讨论 本次设计我们抽到的是雨滴传感器、高灵敏振动传感器和语音录音模块这三个传感器。 通过查询我们了解了三个传感器的工作原理， 但是本次设计实验中遇到的最大的问题是这三 个传感器之间并没有
9、什么联系，所以我们加入了液晶显示模块， 将这它们联系到一起， 最终 做出了多功能电子钟，其主要有数字时钟、定时闹钟、雨滴检测、语音留言和防盗报警等功 能；设计的过程中最大的困难是编写程序，三个传感器分开写其实还好， 但是将它们联系在 一起编写程序就是一项比较大的工程。 在大家的共同努力下， 将近用了一周的时间完成了设 计。虽然还是存在很多不足，但我们会在以后的实验中更加努力，做到最好。 十、实验心得 我觉得在这次单片机的课程设计的过程中获益良多， 通过这次课程设计我发现， 只有理 论水平提高了； 才能够将课本知识与实践相整合， 理论知识服务于教学实践， 从而辅助动手 能力， 通过这次课程设计，
10、 我们知道了理论和实际的距离， 也知道了理论和实际想结合的重 要性， ，也从中得知了很多书本上无法得知的知识。 我们的学习不但要立足于书本， 以解决理论和实际教学中的实际问题为目的， 还要以实 践相结合， 通过自己的手来解决问题比用脑子解决问题更加深刻。 学习就应该采取理论与实 践结合的方式， 理论的问题， 也就是实践性的课题。 这种做法既有助于完成理论知识的巩固， 又有助于带动实践，解决实际问题，加强我们的动手能力和解决问题的能力。 88:88:88 00 88:88:88 00 雨滴传感器 高灵敏振动传感器 雨滴闪烁灯 按住留言 留言播放 闹钟设置 时钟设置 关闭报警 模式选择 闹钟时间
11、时钟时间 模式显示 降水显示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 十一、 程序源代码 / / 程序名称：多功能数字闹钟 / / 功能说明： / / 数字时钟（误差：1 秒/20 分钟） / / 定时闹钟 / / 雨滴检测 / / 电子便签原声留言 / / 防盗报警 / / 日 期：2016.12.10 / / #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar flag11=0,flag12=0,flag13=0,flag14=0; bit flag21=0,flag22=0,flag
12、23=0,flag24=0; bit flag31=0,flag32=0,flag33=0,flag34=0; bit num0=0; sbit yudi=P31; /雨滴传感器 sbit men=P32; /振动传感 sbit lcdrs=P33; /数据/命令选择端(h/l) sbit lcdrw=P34; /读/写选择端(h/l) sbit lcden=P35; /使能端 sbit yuyin=P36; /语音播放 sbit beep=P37; /蜂鸣器 sbit led=P27; /LED uchar k1,k2,k3,k4,mode,bep,i,tt; int miao,fen,sh
13、i,miao1=0,fen1=0,shi1=0; void workmode(); void shijian(); uchar code a=“ 23:59:50 “; /定义液晶第一行 uchar code b=“ 00:00:00 “; /定义液晶第二行 / void delay(uchar z) /延时子函数 uchar x,y; for(x=125;x1;x-) for(y=z;y1;y-); / void init() /初始化子函数 yuyin=1; mode=0; bep=1; / void write_com(uchar com) /向液晶写入命令 delay(5); lcdr
14、s=0; lcdrw=0; P0=com; delay(1); lcden=1; delay(1); lcden=0; / void write_date(uchar date) /写入数据函数 delay(5); lcdrs=1; lcdrw=0; P0=date; delay(1); lcden=1; delay(1); lcden=0; / void init_lcd() /液晶初始化 lcden=0; lcdrw=0; write_com(0x38); /显示模式设置; write_com(0x01); /清除屏幕; write_com(0x0c); /开显示; write_com(0x06); /显示光标移动设置 write_com(0x80); /设置数据地址指针 for(i=0;i0
