带整点报时与闹钟功能的数字钟

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1、目录Ⅰ、设计任务与要求21.1基本设计任务21.2控制设计任务21.3软件设计任务2Ⅱ、方案设计与论证32.1显示方案32.2控制方案32.3语音芯片方案3Ⅲ、总体设计33.1系统硬件电路设计43.1.1显示及控制模块43.1.2语音报时模块53.2系统软件设计63.2.1软件计时的分析与计算63.2.2系统软件设计7Ⅳ、测试结果及结果分析74.1测试仪器及工具74.2测试步骤84.2.1预备工作错误！未定义书签。4.2.2正式测试错误！未定义书签。4.3测试结果84.4测试结果分析8Ⅴ、创新点85.1添加语音报时模块85.2实用性8Ⅵ、总结与心得8参考文献错误！未定义书签。附件一

2、：参考程序错误！未定义书签。附件二：总原理图8附件三：元器件清单910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。Ⅰ、设计任务与要求本任务为：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00：00：00~23：59：59，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

3、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10闹钟与时钟进行比较，当时钟所显示时间与闹钟一样时，要启动报时模块。Ⅱ、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

4、/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，

5、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。Ⅲ、总体设计闹钟AT8

6、9C52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3-110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显示及控制模块103.1.2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

7、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。10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