STC89C51帶整點(diǎn)報(bào)時(shí)與鬧鐘功能的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)是以 STC89C51 單片機(jī)為核心器件，應(yīng)用 ISD1420，74HC573 等器件，實(shí)現(xiàn)命題要求。經(jīng)過測試，該數(shù)字鐘達(dá)到所有命題 所要求的技術(shù)指標(biāo)。在此基礎(chǔ)之上，本設(shè)計(jì)添加了語音模塊，使設(shè)計(jì)更為人性化。

Ⅰ、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求
?本任務(wù)為：數(shù)字鐘。設(shè)計(jì)任務(wù)具體內(nèi)容如下： 1.1? 基本設(shè)計(jì)任務(wù)
?依據(jù)命題題意，本設(shè)計(jì)采用 89C51 進(jìn)行 24 小時(shí)計(jì)時(shí)并顯示。要求其顯示時(shí) 間范圍是 00：00：00~23：59：59，具備有時(shí)分秒校準(zhǔn)功能。數(shù)字鐘上面要帶有 鬧鐘，鬧鐘與時(shí)鐘之間能隨時(shí)切換，鬧鐘具備時(shí)分秒設(shè)置功能。 1.2? 控制設(shè)計(jì)任務(wù)
?由于本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)鐘與手動(dòng)設(shè)置鬧鐘方案，所以要求用較少的按鍵 來達(dá)到切換鬧鐘與時(shí)鐘、時(shí)鐘時(shí)分秒校準(zhǔn)、鬧鐘時(shí)分秒設(shè)置等功能。 1.3? 軟件設(shè)計(jì)任務(wù)
?數(shù)字鐘的所有計(jì)時(shí)都要由軟件控制實(shí)現(xiàn)。用軟件對幾個(gè)按鍵所得信號(hào)進(jìn)行相 應(yīng)改變，以控制時(shí)鐘與鬧鐘的顯示。通過軟件對鬧鐘與時(shí)鐘進(jìn)行比較，當(dāng)時(shí)鐘所 顯示時(shí)間與鬧鐘一樣時(shí)，要啟動(dòng)報(bào)時(shí)模塊。

Ⅱ、方案設(shè)計(jì)與論證
2.1? 顯示選擇方案
1. 液晶顯示方案：液晶顯示范圍廣，能顯示的東西多，顯示效果明顯，但是價(jià)
?格昂貴，程序比較復(fù)雜，需要占用較多的系統(tǒng)資源。
2. 數(shù)碼靜態(tài)顯示：控制方式相當(dāng)簡單，價(jià)格比較便宜，但需占用較多 I/O 口，
?硬件連接復(fù)雜，顯示效果一般。
3. 簡單數(shù)碼動(dòng)態(tài)顯示：控制方式相對簡單，價(jià)格比較便宜，且占用 I/O 口較少，
?硬件連接簡單，但顯示效果一般。
4. 帶譯碼器數(shù)碼動(dòng)態(tài)顯示：控制方式相對簡單，占用 I/O 口最少，硬件連接簡
?單，但顯示效果一般，需要較多外圍芯片，價(jià)格比較昂貴。 經(jīng)過反復(fù)比較，在四種方案中選取了第 3 種——簡單數(shù)碼動(dòng)態(tài)顯示方案，此方案成本低，功能已經(jīng)足夠滿足數(shù)字鐘的需要，而且硬件軟件均比較簡單。 2.2? 控制選擇方案

1. 直接加減：使用 7 按鍵，1 按鍵切換鬧鐘，6 按鍵對時(shí)分秒分別加減，控制方
?式相當(dāng)簡單，但需要較多按鍵與 I/O 口，功能一般，成本較高。 2. 矩陣鍵盤：使用 16 按鍵對時(shí)分秒直接設(shè)置，能最為靈活的對數(shù)字鐘進(jìn)行設(shè)置，
?功能強(qiáng)大，但控制方式相對困難，成本較高，需要較多按鍵與 I/O 口。 3. 換位加減：使用 4 按鍵，1 鍵切換鬧鐘，1 鍵換位，另兩鍵加減，控制方式相
?對簡單，占用 I/O 口少，成本低廉，但功能一般。
?經(jīng)過反復(fù)比較，在 3 種方案中選取了第 3 種——換位加減，此方案成本低， 功能已經(jīng)足夠滿足數(shù)字鐘的需要，而且硬件軟件均比較簡單。 2.3? 語音芯片方案
?在眾多的語音芯片中，我們選取了 ISD1420 這款語音芯片，因?yàn)檫@款芯片價(jià) 格相對較低，電路連接簡單，控制程序亦簡單，能夠錄制 160 段共 20 秒的分段 語音，播放時(shí)可以隨便組合使用，在功能上已經(jīng)足夠滿足整點(diǎn)報(bào)時(shí)與鬧鐘的需求。
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Ⅲ、總體設(shè)計(jì)
?經(jīng)過對各個(gè)方案分析比較，最終確定總方案如圖 3-1 所示。該系統(tǒng)所有模塊 都由主單片機(jī)控制。其中，設(shè)計(jì)各個(gè)模塊，包括單片機(jī)、顯示模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、 光電探測由四節(jié) AA 電池供電。電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用 L298 驅(qū)動(dòng)芯片控制。用光電傳感器 對邊線的探測來控制距離。通過單片機(jī)的機(jī)器周期計(jì)算時(shí)間計(jì)數(shù)周期，以達(dá)到計(jì) 時(shí)目的。