單片機(jī)在生活中的應(yīng)用

周嘉俊

時(shí)鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，但隨著時(shí)間的推移，人們對(duì)它的功能又提出了新的要求，怎樣讓時(shí)鐘更好地為人民服務(wù)，怎樣讓我們的老朋友煥發(fā)青春呢？這就要求人們不斷設(shè)計(jì)出新型時(shí)鐘。本方案設(shè)計(jì)的多功能電子鐘，除了傳統(tǒng)的顯示時(shí)間功能之外還可以測試溫度、電網(wǎng)頻率、電壓，并提供了過壓報(bào)警、非接觸鬧等功能。隨著時(shí)代的發(fā)展與進(jìn)步，人們的生活節(jié)奏越來越快，競爭也日趨激烈。因此合理地安排時(shí)間，準(zhǔn)時(shí)上課、上班、赴約、到會(huì)、洽談等是每個(gè)人的愿望。但是，往往稍一疏忽又無人提醒，造成遲到或其他事件，甚至產(chǎn)生了嚴(yán)重的后果和經(jīng)濟(jì)損失。此時(shí)，若有一臺(tái)智能語音記事器，將各種約定的時(shí)間記錄下來，按時(shí)進(jìn)行語音提醒，就可以避免遲到、缺席事件的發(fā)生，也會(huì)給我們的工作和學(xué)習(xí)帶來極大的方便。

我們制作的產(chǎn)品就具備了以上的功能，主要運(yùn)用了時(shí)鐘芯片DS1302和語音芯片ISD1420，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)顯示日歷、時(shí)鐘的功能，即年、月、日、星期、時(shí)、分、秒，時(shí)間顯示分兩種制式12小時(shí)、24小時(shí)，12小時(shí)制式有AM/PM切換的功能，能夠隨時(shí)對(duì)當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)校正功能。鬧鐘功能在鬧鈴設(shè)定時(shí)刻用錄制音樂通過喇叭報(bào)警提示。

此產(chǎn)品采用單片機(jī)AT89C51作為多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)的控制核心。此多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)顯示星期、日歷、時(shí)鐘的功能，同時(shí)系統(tǒng)采用高保真語音錄放芯片ISD1420分段錄放和語音合成技術(shù)達(dá)到隨即報(bào)時(shí)、整點(diǎn)報(bào)時(shí)、鬧鐘語音提示功能，結(jié)合軟件控制達(dá)到對(duì)時(shí)間、日歷、星期的顯示、修改等操作。鍵盤掃描采用中斷控制，提高了單片機(jī)的工作效率。系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，語音芯片實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)和放音，時(shí)鐘芯片進(jìn)行時(shí)鐘準(zhǔn)確運(yùn)行。

針對(duì)以上存在的問題，本人設(shè)計(jì)了一款采用液晶顯示的電子時(shí)鐘，有效地克服了時(shí)鐘存在誤差的問題，并能在夜間不用其他照明設(shè)施就能看到時(shí)間，且可以顯示星期、日歷，用戶容易接受，而且美觀大方。

DS1302的設(shè)計(jì)：

本設(shè)計(jì)采用DS1302作為時(shí)鐘芯片，時(shí)鐘具有能計(jì)算2100年之前的秒、分、時(shí)、日、日期、星期、月、年的能力，還有閏年調(diào)整的能力。

DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒，進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓寬達(dá)2.5～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31×8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄器。DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源、后背電源雙電源引腳，還提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。

本系統(tǒng)顯示器由12864液晶組成。

選擇12864液晶作為本設(shè)計(jì)的顯示模塊是因?yàn)閹е形淖謳斓?28×64點(diǎn)陣液晶模塊是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊，其顯示分辨率為128×64，內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集。利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。

12864液晶在本設(shè)計(jì)中的功能主要是顯示時(shí)間和日期，利用一個(gè)按鍵控制切換顯示月、日和年、星期，該按鍵輪流實(shí)現(xiàn)時(shí)間和日期的切換。

在單片機(jī)技術(shù)日趨成熟的今天，其靈活的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件的設(shè)計(jì)，讓單片機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，幾乎是從小的電子產(chǎn)品到大的工業(yè)控制，單片機(jī)都起到了舉足輕重的作用。單片機(jī)小的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)幾乎是所有具有可編程硬件的一個(gè)縮影，可謂是“麻雀雖小，肝膽俱全”，單片機(jī)的學(xué)習(xí)和研究是對(duì)微機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)和研究的簡捷途徑。

研究內(nèi)容主要是基于單片機(jī)的數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)，討論了它從軟件上實(shí)現(xiàn)的過程，重點(diǎn)在時(shí)鐘調(diào)整的方式、查詢和中斷的比較，然后對(duì)數(shù)字鐘的穩(wěn)定性和精確性作了相關(guān)的研究。

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（作者單位 浙江信息工程學(xué)校）