多功能无线数字时钟

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1、多功能无线数字时钟摘　　要本多功能数字钟系统，以89C52单片机和时钟日历芯片(PCF8563)为核心，采用I2C总线技术和无线发送接收及语音录放技术，由单片机最小控制系统、A/D转换系统、计时/定时、人机交互系统等功能模块组成。基于所选题的要求，本系统对时间/日期的数字显示（AM、PM指示显示）及设置、闹钟的时间设置及闹钟的就绪/关闭功能、键盘切换显示现场的温度及电网的电压/频率、闹钟起闹并允许非接触式止闹、欠压、过压报警等功能进行了重点设计。设计中采用了模块化设计的方法，程序采用了层次结构开

2、发，融入了分时的思想，提高了设计效率并确保了设计方案的可靠性，整个设计在实现了题目中的所有要求的同时达到了较高的性能指标。AbstractThemulti-functiondigitalclocksystembasedon89c52micro-controllerandPCF8563,employsI2Cbustechnology,wirelessandaudiotechnology,whichiscomposedofminimumsystem,A/Dconverter,timer/counte

3、rand.Accordingtothegivengoals,weputmuchattentiontothedesignoftime/datedisplay,clockcontrolling,temperatureandvoltage/frequencydisplay,warningandsoon.Inourschemeweusemoduledesignmethodtoachievehighefficiencyandquality.14一、方案比较与选择１．计时系统方案一：利用单片机的定时器，以软

4、件编程为核心的方式实现。这样可以在一定程度上减少硬件的复杂性，但是由此带来的程序量会很大，并且计时不够准确。方案二：利用单片机与日历时钟芯片相结合的方式。使用PCF8563等芯片，采用I2C总线通讯技术，直接对当前日期，当前时间进行设置和读取，并且可以非常简洁的实现定时器、小时报警等功能。方案的选择实际上就是在软件复杂性与硬件复杂性之间权衡利弊。考虑到I2C总线通讯技术的优越性，以及软件计算的复杂性，我们选用了方案二。２．温度测量模块方案一：采用串行通讯的ＤＳ１８６０芯片，但是该芯片更适合工业现

5、场应用，作为消费类产品太过复杂。方案二：采用ＬＭ３５精密摄氏－电压传感器，线路简单，只需要采样输出电压即可根据简单的关系获得温度值。因此我们采用该芯片。３．电网电压频率检测模块测量交流电压可以首先降压整流，获得稳定的直流电压，利用ＡＤＣ０８０９／１６芯片进行采样，从而计算出。方案一：通过测量周期的办法获得频率。方案二：将正弦波整形为方波后，在一定的时间内对其计数，每秒方波数平均值即为频率值。考虑到由于本程序中使用了1s的中断，采用方案二更为合适。４．人机交互系统方案一：采用LED配合键盘作为人机

6、界面。但由于LED只能表达极为有限的信息，已经不是数字钟发展的潮流了。方案二：采用多点键盘控制、中文液晶显示、语音输入输出及无线遥控等技术及设备。作为消费类电子产品，人机交互系统的质量至关重要。我们本着“交互，友好”的原则对界面进行了设计，严格确保了人机交互中的友好性。使系统达到了“操作简单、功能全面、界面友好、适宜人群广泛”的标准。二、硬件设计根据题目的需要，在充分分析了我们的技术优势及实验室所能提供条件的前提下，我们将赛题分成如下的几个部分来实现。即“用14日历时钟芯片（PCF8563）实现

7、的计时系统”，“用单片机实现的控制系统”，“A/D转换系统”，“人机交互系统”，电网频率检测系统。系统框图如图１所示：单片机（89C52）无线发射无线接收时钟（PCF8563）语音输入（ISD1110P）LCD（128*64）语音输出（ISD1110P）蜂鸣输出键盘（8*2键）A/D（0816）温度传感器（LM35）电网电压/频率检测　　　　　　　　　　　　　图１本方案充分考虑了现有的技术成熟的模块，以单片机为核心，进行组织管理，降低了系统的设计难度，并且达到了很好的技术性能。１．最小控制系统模

8、块单片机最小控制系统采用89C52处理器，用一片8255作为系统I/O口扩展，用PC口控制闹铃就绪灯，蜂鸣器，语音输出等。键盘电路采用周立功公司生产的通用键盘接口芯片zlg7289，使用8*2键规格的键盘和128*64点阵的液晶显示模块（附带字库）。该模块实现了系统控制和显示功能。键盘控制子系统功能设计框图如图2所示：14--数值减一sc设置新闹铃st设置当前时间R光标循环右移sd设置当前日期+数值加一键盘控制模块Tr设置定时器off暂停计时器On计时器继续0c切换温度界面f/v切换f/v界面R