电子万年历使用说明书

运用c51单片机及数码管实现时钟程序,外加1302时钟芯片。

电子万年历 使用说明书

Z1.0 － 2010.05

文档版本 1.0.0

文档日期 2010年05月

运用c51单片机及数码管实现时钟程序,外加1302时钟芯片。

第1章

概述 概述

1.1 1.1 概述

电子万年历是一种具有年、月、日、时、分、秒、星期等数字显示功能的电子装置，广泛用于家居、

办公室、商场、车站等场所，为便捷人们的生活起到了重要的作用。为了更好地满足人们的生产生活需要。本设计是以高性价比的MCU为控制核心，由它对温、湿度传感器信号进行实时巡检，并负责读写实时时钟芯片的数据，同时将采集到的温湿度值和读取的时钟数据送至LED数码显示器显示，利用按键和遥控器实现时间的设定等，并通过控制语音芯片来播报当前的时间和环境的温湿度值。另外，采用软件控制实现阴历功能。

本案例主要由STC89C58RD+控制单元电路、PCF8563时钟单元电路、ISD1760语音模块、无线传输单元电路、以及数码管显示模块等组成。此设计将单片机的外围电路应用较为全面，包括按键、显示、SPI、定时器、外部中断等等，通过本案例的学习，同学们可全面了解单片机外部电路的设计方法，另外可很好的提高单片机进阶阶段学生的编程能力、动手能力及创新能力。

配置清单

电子万年历控制板 1块 电子万年历显示板 1块 ISD1760语音报时板 1块 无线发射遥控器 1块

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第2章

硬件介绍 硬件介绍

2.1 电路原理分析电路原理分析

电路部分主要包括STC89C58RD+控制单元电路、PCF8563时钟单元电路、ISD1760语音模块、温湿度采集单元电路、无线传输单元电路以及74HC595级联单元电路组成。下面将分别介绍几个重要电路在电路中实现的功能。

2.1.1 STC89C58RD+STC89C58RD+控制单元电路控制单元电路 2.1.1 STC89C58RD+控制单元电路

图2-1 STC89C58RD+控制单元电路

STC单片机是一款增强型51单片机，完全兼容MCS-51，还增加了新的功能，比如新增两级中断优先级，多一个外中断，内置EEPROM，硬件看门狗，具有掉电模式，512B内存等。还支持ISP下载，不用编程器，只要一个MAX232和一些廉价的元件就能写程序，可擦写10万次。因此是一款很好用的单片机。

在本项目中，使用单片机I/O接口如下： /*******控制数码管显示连接接口*******/

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sbit HC_SerIn=P0^0; //595 14脚 数据输入

sbit HC_RCLK =P0^1; //595 12脚 输出寄存器时钟 sbit HC_SRCLK=P0^2; //595 11脚 移位寄存器时钟 /*****DHT11温湿度传感器连接接口*****/ sbit DHT11_Control = P0^3 ;

/***********语音芯片接口定义********/ sbit MISO= P1^0; sbit MOSI= P1^1; sbit SCLK= P1^2; sbit SS= P1^3;

/***********发光二极管指示********/

sbit LED_green=P1^5; //时钟正常工作指示 sbit LED_red=P1^6; //闹钟指示 /*********按键功能位声明*********/ sbit KEY1 = P2^0; sbit KEY2 = P2^1; sbit KEY3 = P2^2; sbit KEY4 = P2^3;

/***PCF8563日历时钟芯片连接接口***/

sbit SDA=P3^6; /*模拟I2C数据传送位*/ sbit SCL=P3^5; /*模拟I2C时钟控制位*/ 另外：P3.2作为外部中断输入引脚 2.1.22.1.2 ISD1760语音ISD1760语音报时语音报时及功率放大电路报时及功率放大电路 及功率放大电路

S6

图2-2 ISD176语音报时单元电路

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图2-3 功率放大单元电路

ISD1760是由华邦公司推出的单片优质语音录放电路ISD1700系列芯片中的一款。该芯片可用来替代已经停产的ISD2560芯片。用户可利用振荡电阻开自己设定芯片的采样频率，从而决定芯片的录放时间

（40~120s）和录放音质（4~12Khz）。相比过去的ISD2560芯片，ISD1760在功能上集成了录放功能，并增加了一些更加人性化的提示功能以及对存储空间的精确功能，而且音质也有了明显的提高。

ISD1760有独立模式和SPI模式两种工作模式。在系统中采用SPI工作模式，其中单片机为主机，ISD1760作为从机。主控单片机主要通过四线（SCLK、MOSI、MISO、/SS）SPI协议来与ISD1760进行串行通信，而且几乎所有的操作都可以通过SPI协议来完成。

在本电路中，可通过KEY2、KEY3按键控制ISD176通过由TDA2822构成的功放电路播放当前温度，当前湿度。 2.1.32.1.3 无线传输模块 无线传输模块

图2-4 无线传输单元电路

无线传输模块由PT2272构成的无线接收模块和PT2262构成的无线发射模块。无线接收模块用于接收由无线传感器发出的315MHZ的编码信号进行解码，如解码得到0001，代表KEY1按键被按下；如解码得到0010，代表KEY2按键被按下；如解码得到0100，代表KEY3按键被按下；如解码得到1000，代表KEY4按键被按下。另外74HC21是双四输入与门，在本电路中，当有按键按下后，可通过Y1引脚输出低电平信号，可作为外部中断输入信号。在本项目中，时间的调节可通过编码遥控或板载独立按键共同完成，为时钟的实际应用提

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供了方便！ 2.1.42.1.4 PCF8563时钟单元电路PCF8563时钟单元电路 时钟单元电路

图2-5 PCF8563时钟单元电路

PCF8563 是PHILIPS 公司推出的一款工业级内含I2C 总线接口功能的具有极低功耗的多功能时钟/日历芯片。PCF8563 的多种报警功能、定时器功能、时钟输出功能以及中断输出功能能完成各种复杂的定时服务，甚至可为单片机提供看门狗功能。是一款性价比极高的时钟芯片，它已被广泛用于电表、水表、气表、电话、传真机、便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域。

在本项目中，电路具有掉电后时钟正常工作的功能，单片机通过控制PCF8563读取公历年、月、日、时、分、秒、星期，通过软件控制实现公农历的转换功能，并可扩展设置闹钟功能！ 2.1.5 2.1.5 温湿度采集单元电路 温湿度采集单元电路

GND

图2-6 温湿度采集单元电路

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为 4 针单排引脚封装。连接方便。

在本项目中，单片机可通过控制DHT11能够显示温湿度的功能！在本项目中，属学生扩展实验内容！

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2.1.5 数码管控制2.1.5 数码管控制单元电路数码管控制单元电路 单元电路

图2-7 数码管控制单元电路

74HC595是硅结构的CMOS器件， 兼容低电压TTL电路，遵守JEDEC标准。 74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。 移位寄存器和存储器是分别的时钟。 数据在SRCLK的上升沿输入，在RCLK的上升沿进入的存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。 移位寄存器有一个串行移位输入（SER），和一个串行输出（SDO’）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。

在本项目中，U1、U2、U3三个595用于控制24位数码管的位选端，U4用于控制数码管的段选！详见万年历显示板原理图！

第3章

程序分析 程序分析

3.1 3.1 程序流程图

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图3-1 主函数程序流程图

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图3-2 按键扫描及闪烁位选择程序流程图

第4章

新手上路 新手上路

4.1

图4-1 万年历控制板结构图

特殊引脚说明：

J4_1_1： 与电子万年历显示板J4_2_1相连接

J4_1_2： 与ISD1760语音及功放模块板J4_3_1连接 J4_1_3： PT2272--M4解码地址设置

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图4-2 万年历显示板结构图

特殊引脚说明：

J4_2_1： 与控制板J4_1_1连接

图4-3 特殊引脚说明：

J4_3_1： 与电子万年历控制板J4_1_2连接，注意连线方向。

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J4_3_2： PWM喇叭正反向输出端，可直接接喇叭 J4_3_3： 经过TDA2822M功率放大后外接喇叭

J4_3_4： 电位器，用于调试由J4_3_3喇叭输出音量

按照上图所示，在系统控制时，连线方式是：

① 用排线将J4_1_1与J4_2_1连接，用于显示板的控制；

② 用六芯杜邦线将J4_1_2与J4_3_1连接，用于语音播报时间！

4.2 按键功能说按键功能说明

KEY1： 首次按下功能键KEY1，进入时间调整模式并且小时数码管闪烁。此时，通过调节

KEY2(增加)或KEY3(减小)可调节当前时间。如果数码管闪烁十次没有进行时间的调节，即退出闪烁的状态。如果数码管没有闪烁十次或者此时小时时间已调节完成，需要调节下一位（如分钟），接着按下KEY1按键即可！这样，可依次调节小时、分钟、年、月、日、星期。星期调节完成后，系统退出时间调节模式，没有数码管闪烁！

KEY2： 语音播报时间功能按键，当系统未进入时间调整模式，即KEY1按键没有被按下，此

时按下KEY2按键即可播放当前时间

KEY3： 语音播报温湿度功能按键，当系统未进入时间调整模式，即KEY1按键没有被按下，

此时按下KEY2按键即可播放当前温湿度

KEY4： 在时间调整过程中，按下此按键，系统即退出时间调整模式，

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