广东交通职业技术学院大学生电子创新设计大赛参赛题目：多用万年历参赛级别：高职组学生学院：交通信息学院_参赛队员：吴伟杰谢铭敏吕平目录摘要 (3)第一章作品设计 (4)第一节、方案论证和比较 (4)第二节、作品硬件设计 (5)1、作品硬件框图 (5)2、设计总电路图 (6)3、AT89S52主控模块 (7)4、实时时钟模块 (9)5、语音模块 (10)6、液晶显示模块 (11)7、18B20温度测量模块 (12)8、无线编码发射与无线接收译码模块 (13)9、收音机模块 (15)第三节、系统软件设计 (16)1、液晶显示模块 (18)2、语音模块 (18)3、18B20温度传感测温模块 (18)4、实时时钟模块 (18)5、阴阳历转换模块 (19)第四节、Protues软件仿真 (19)第二章作品功能与特色 (21)第一节、作品功能与相关操作介绍 (21)1、能显示当前年、月、日、时、分、秒及星期并提示是否为阳历闰年。
(21)2、显示阴历月、日，在显示阴历时间时能标明是否为闰月； (21)3、显示当前温度； (22)4、可调整显示日期和时间； (22)5、可设置定时闹钟提示。
(22)6、能够进行整点和半点语音报时； (23)7、能用语音提示任意时刻的时间、温度、公历日期、农历日期。
(23)8、能在掉电的情况下保存用户之前的所有设置； (23)9、具有日程管理与音乐提示功能 (23)10、能够实现录音、留言功能； (24)11、能够无线控制相关操作并实现窃听 (24)12、能够实现秒表计时 (24)13、能够实现收音功能 (25)第二节、作品特色 (26)第三节、个别功能指标 (26)第三章设计问题总结 (27)附录A 作品实物图 (29)附录B 页面显示图 (30)附录C 系统源程序部分代码 (33)参考文献 (42)摘要随着科学技术的发展，电子产品的功能正在日益趋向多样化。
低成本、多功能、低耗能已成为产品设计的主题。
闹钟也一样，单一功能的闹钟似乎已经不能满足人们的要求，功能多样化已成为总的趋势，本作品正是为应呼人们需求而设计的。
除基本闹钟功能外，还具备有语音报时、温度显示、收音机、秒表计时等十多项功能，实用性非常高；采用89s52单片机作为为主控芯片，外加语音、实时时钟、收音等8个模块，使得设计灵活性与稳定性高，用户或制作者可根据需要随时更改参数；作品中有些模块能设置进入睡眠待机状态，如采用四节5号电池直接供电时，正常工作电流20~25mA，功耗非常低；设计时使部分芯片肩负多个功能，充分利用硬件资源、使作品性价比高、成本低。
关键词：AT89S52单片机多功能语音功耗低睡眠待机第一章作品设计第一节、方案论证和比较方案1：可提取现有整点报时闹钟芯片，用其做主控器，外加功放电路与显示电路，歌曲采用独立音乐芯片来达到设计要求设计要求，其具有设计容易、外围电路也较简单的特点，但是其功能不完善，资源少，可扩展空间不大。
方案2：采用可编程逻辑器件（FPGA）作为主控芯片，然后运用AD、DA 转换实现语音的采集与播放，外加功放与现实电路来达到设计要求。
采用FPGA可以大大缩短设计时间，减少PCB面积，提高系统的可靠性。
但此方案转换电路过多，设计成本很高，性价比低。
方案3：采用单片机（AT89S51）主控，外加ISD4002组成语音模块、DS12CR887组成时间模块、DS18B20温度模块、收音模块等来实现设计要求。
外围电路模块化使作品工作更加稳定，而且扩展空间大，作品的功能多，其中有些芯片可同时用于几个模块，使设计成本大大降低，占用空间小；有些模块可设置进入睡眠状态，使得作品功耗低。
在有线模式的基础上特意增加无线模式，使作品的功能更加丰富，实用性更高综合比较以上三种方案，我们选择最后一种第二节、作品硬件设计1、作品硬件框图本设计方案以AT89S52单片机为控制核心，外加语音、实时时钟、温度采集、无线电发射与接受、编码与译码、LCD显示、按键控制等模块。
DS12CR887实时时钟模块与18B20温度采集模块分别给系统提供当前时间、日期及温度信息，MUC 对信息进行处理后控制LCD 显示。
DS12CR887实时时钟模块还作为外部存储RAM。
MUC再不断地将用户设置与当前信息进行监测，如果条件符合，就启动ISD4002语音模块与TDA2282功放模块进行语音提示。
ISD4002语音模块作为语音信号存储器，键盘输入可实现各种模式的切换，与数值的调整。
无线电发射与接受、编码与译码模块实现无线控制。
LED实现工作提示。
整个作品硬件电路方框图如下图所示：遥控器部分收音机部分图1-12、设计总电路图3、AT89S52主控模块AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。
使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
图3-1引脚工能介绍VCC : 电源GND: 地P0~ P3 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
作为输出口，每位能驱动8个TTL逻引脚号第二功能P1.0 T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1.1 T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5 MOSI（在系统编程用）P1.6 MISO（在系统编程用）P1.7 SCK（在系统编程用）P3.0 RXD（串行输入）P3.1 TXD（串行输出）P3.2 INT0(外部中断0)P3.3 INT0(外部中断0)P3.4 T0（定时器0外部输入）P3.5 T1（定时器1外部输入）P3.6 WR(外部数据存储器写选通)P3.7 RD(外部数据存储器写选通)RST: 复位输入。
晶振工作时，RST脚持续2 个机器周期高电平将使单片机复位。
ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。
在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。
PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。
EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。
为使能从0000H 到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。
为了执行内部程序指令，EA应该接V CC。
XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。
主控模块硬件电路图3-2其中AT89S52的P3^4、P3^5、P3^6分别对应接语音芯片的SCLK、SS、MOSI 引脚。
通过SPI总线实现信息传输。
P0^0~P0^7分别对应实时时钟芯片的AD0~AD7引脚及12864LCD显示模块的EB0~!EB7引脚，进行并口通信。
P2^5、P2^6、P2^7分别接12864LCED的E、R/W、RS控制端。
P2^4接18B20的数据传输端DQ。
P2^0、P2^1、P2^2、P2^3分别接DS12CR87D的/CS、AS、R/W、DS读写控制端。
MUC对各模块的数据进行提取与分配。
起着主控主用。
4、实时时钟模块DS12R887是一款集成了DS12R885裸片、32.768kHz石英晶体和一个可充电电池的表面铁封装器件。
该芯片提供实时时钟/日历、闹钟、控制/状态寄存器以及114字节的非易失、电池备份的静态RAM。
少于31天的月份，月末日期可自动调整，其中包括闰年补偿。
该器件还可以工作于24小时或带AM/PM指示的12小时格式。
一个精密的温度补偿电路用来监视VCC的状态。
如果监测到主电源故障，该器件可以自动切到内部封装的备用电源供电。
时钟、日历和闹钟BCD模式的数据存储方式如下表：表4-1 日历和闹钟BCD模式的数据存储方式模块电路图如下图4-15、语音模块ISD4002属于美国ISD公司4000系列产品，2.7~3.3V单电源单片语音录放电路，同时提供相应的28引线DIP/SOIC、 TSOP硬封。
ISD4002采用直接模拟量存贮技术，音质好，信息存放在芯片内部FLASHRAM中，抗断电，无需专用语音开发工具，能随意更改内容和耗电省等优点。
该系列最大特点是录放时间长，并设计成和微处理器或微控制器配合使用实现寻址和控制，使本器件引出端数减到最少，而使用更加灵活，且该芯片可设定进入待机状态，功耗接近为零。
其指令由五位地址码和10地址码组成。
具体操作指令如下表5-1：表5-1指令表模块电路图如下图5-1：图5-1如图5-1语音模块的接口解释:AT89S52的P3^4、P3^5、P3^6分别对应接语音芯片的SCLK、SS、MOSI引脚。
通过SPI总线实现信息传输。
在录音模式下，分段录好要播放的语音，并分配固定地址。
当进入语音模式时，单片机发送发音指令取出指定地址的语音信息进行播放，从而达到语音报时的目的。
6、液晶显示模块如图6-1，为液晶显示电路，AT89S52单片机的PC5、PC6、PC7做LCD12864的控制线，PA0~PA7做数据传输线图6-17、18B20温度测量模块DS18B20数字温度计提供9为温度读数，指示器件的温度。
信息经过单线接口送入DS18B20或是从DS18B20送出，因此从中央处理器到DS18B20仅需连接一条线（和地）。
读、写和完成温度变换所需的电源可以有数据本身提供，而不需要外部电源。
因为每个DS18B20有唯一的系列号，因此多个DS18B20可以存在于同一条单线总线上，这允许在许多不同的地方放置温度灵敏器件。
DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。
测温范围：-55~+125℃。
固有测温分辨率为0.5℃。
温度测量模块的硬件电路如图：通过P2^4脚对18B20写命令可以完成表的控制，如下图7-1所示：图7-1表2 DS18B20的控制命令8、无线编码发射与无线接收译码模块PT2262/PT2272一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。