凌阳单片机“生活管家”方案电子方案

1、基于凌阳 61 单片机的“生活管家”设计一、 选题背景和意义科技日益发展，很多新的技术融入进人们的生活中。各种具有 智能处理的科技产品使我们的生活更加丰富多彩。随着计算机在社 会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断的 走向深入，单片机具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作 可靠，使用方便等特点，特别适合于与控制有关的系统，越来越广 泛的应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品及 家用电器等各个领域，单片机往往作为一个核心部件来使用 。我们的“生活管家”设计基于单片机原理，以凌阳 61 单片机为 核心，由时间系统，语音控制 /播报系统， LED 显示系统，外部输

2、入 系统等组成。利用 61 单片机的语音处理功能等功能，通过外加的硬 件电路实现万年历功能，闹钟功能，语音控制时间播报 / 灯开关，温 度测控功能等。二、系统概述1、系统基本功能“生活管家”要具备的以下功能：<1）万年历功能，通过 LED 显示屏能够显示公历日期时间，并且能 够自动整点报时。<2）闹钟功能，可以设置多个闹钟时间。 <3）语音控制功能，通过语音控制可以实现报时，停止闹钟，开关 灯等功能。<4）温度测试功能，通过外设温度传感器，测量室温并显示2、系统的工作原理设计基于单片机原理，以凌阳 61单片机为核心，由时间系统，语音控制/播报系统，LED显示系统，外部输

3、入系统等组成。利用 61 单片机的语音处理功能等功能，通过外加的硬件电路实现万年历功 能，闹钟功能，语音控制时间播报/灯开关，温度测控功能等。3、系统组成和框图模块化系统：<详细介绍各单元电路的选择、设计、工作原理分析，并介绍有关参数的计算及元器件参数的选择等。）1、凌阳61单片机16位卩nSP微处理器；工作电压（CPU> VDD为2.43.6V （1/0> VDDH为 2.45.5V CPU时钟：0.32MHz49.152MHz ; 内置 2K 字SRAM;内置 32K FLASH可编程音频处理；晶体振荡 器。系统处于备用状态下（时钟处于停止状态 >，耗电仅为； 2个

4、16位可编程定时器/计数器（可自动预置初始计数值> 2个10位DAC数-模转换输出通道； 32位通用可编程输入/输出端 口； 14个中断源可来自定时器 A / B,时基，2个外部时钟源输入，键唤醒；具备触键唤醒的功能；使用凌阳音频编码SACM_S240方式（2.4K位/秒，能容纳210秒的语音数据；锁相环 PLL振荡器 提供系统时钟信号； 32768Hz实时时钟； 7通道10位电压模-数 转换器（ADC和单通道声音模-数转换器；声音模-数转换器输入通 道内置麦克风放大器和自动增益控制（AGC功能；SPCE061A勺弓I脚实物图如下：SPCE061A勺实物图结构图如下：O 9H azT/i

5、iV4'-4一匚A0*0321XTESTVDDKKEJDA vsDAC1AC2LEEF2ABC opiJdlCOUTM1CN FFUS1NC明存 曉A sc- 糞二 ¥- 工一二 52 EV2 _<2 OVD- 呈 纟 £A <二-A > - A -nsCHA>V曲IOA11K>A1Z10A12IOA14K>A1®XfiLEEPLiSLOW!IDAl?IEJA14IOA1?K>A12IOA11OAlCl2 血AS I即SPCE061A勺弓I脚图2. 程序下载区ICE的运行是通过ICE伪指令和控制clock方式，来控

6、制缓存器资料和内 存资料的存取以及控制CPU勺运行。所以要控制目前CPU勺动作必须通过控制 设定缓存器的值。61板上的74HC244是在程序下载时起缓存作用和选择 SDA是 用作数据下载还是数据回送。程序下载电路如图所示:图3.12芯片引脚线路图2、万年历电路万年历功能的设计利用 SPCE061A芯片的定时/计数器和时钟频 率。16位节后的微控制器能够为语音电子万年历提供一个频率稳定 的方波信号V32768HZ),另外其特有的校正电容还可以进行温度补 偿，来提高稳定度和频率精确度，保证了语音万年历的走时准确及 稳定。系统工作时，整个系统的时基信号是秒信号产生器，秒信号 器采用60进制计数，它能

7、将标准秒信号送入秒信号器。每60秒发出一个分脉冲信号，该信号会作为分计数器的时钟脉冲。分计数器 也采用60进制计数器，每60分钟，发出一个时脉冲信号，此信号 会被送到时计数器。时计数器采用 24进制计数器，能对一天24小 时进行累计，每累计24小时发出一个脉冲信号。周计数器采用7进制计时器，能对一周7天进行累计，每累计7天会发出一个周脉冲 信号，该信号将被送到周计数器。由中断程序控制年计数器，年计 数器用365进制或366进制计数，对年进行累计。显示电路将年、 星期、时、分、秒计数器的输出状态发送到SPLC501液晶显示器来显示。3、LED显示模块模块利用SPLC50液晶显示模组SPLC50液

8、晶显示模组由复位键、液晶显示器、模组接口及跳线和电源指示灯组成。表3.2 接口引脚说明接口引脚名说明CS1片选，低有效RES复位脚AO数据命令选择脚RW6800系列MPUl勺读写信号8080系列MPUl时钟信号EP6800系列MPU寸钟信号使能脚8080系列MPUl读信号DBO8位数据总线DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7VR端口输出电压C86C86=L 选择 8080MPU系列C86=H 选择 8080MPU系列PS串、并行时序选择电路原理图如下:2二三扫二-穴二記PLHS8A_JJL ur十母 ,色-EL 旦r-AWL -tdKCJy - 十-.-PEr -.-ErF r'

9、l<-XDLKJBIi £Jnm =二 u-1-AEp*OlHETu页oe-二二d三-rBrLJJ匕sn旨IsMaln仝玄二丞三Lr_CCN30RESETT 4:4、电源模块61板需要由J10接入3节5号电池供电，为去偶滤波，使其供给芯 片更平滑，前后要接两组电容。加入三端稳压器可获得标准3.3V电压。为防止误将电源接反，加两个二极管。后面零电阻和不同的几 路电源为减少电磁干扰。电源电路图如下:5、语音输出模块音频输出利用外接喇叭和 SPY0030A芯片的语音输出功能进行。凌阳 公司专门开发了 SY0030A芯片用于语音信号放大。插针外接喇叭和 语音输出接口 J3,通过DAC输

10、出引脚22或21经SPY0030A芯片语 音集成放大器进行放大输出。语音模块电路如下：6、语音采集模块音频输入就是把声音信号通过 SPCE061A芯片中的模/数采集、 处理后又通过数/模转换还原后，由功率放大电路把声音播出。SPCE061A提供了 DAC1和 DAC2两条通道，并且有 7个10位ADC通道，一个用于语音输入，其余 6个通道引脚共享，可将模拟信号转换成数字信号。OV-AVdd是模/数转换的范围。超过 VDD+0.3V或低 于VSS-0.3V会影响转换电路从而影响 AD性能7、温度测量模块温度测量电路选用 DS18B20作为测温传感器通过 4位共阳极LED数码管串口传送数据，实现温

11、度显示。通过DS18B20直接读取被测温度值，进行数据转换。NC INC 忖C GNDDS18B20四、软件设计流程初始化各卜种变量，初始化匚液晶显示开机画面i打开2HZ中断开始闹钟到YNYN播放乐曲报时YN清看门狗图4.9主程序的流程图判断按键执行相 应功能有键按NC NCVDB BQ时钟定时模块开始声音控制模块:温度数据处理流程图元器件明细表元器件名称参数备注电容47 H2个电容100 nF10个电容220nf10个电解电容100uf2电解电容220uF5个电解电容22 F5个电阻1k5个电阻3k5个电阻10K5个电阻4.7K2个可变电阻1K2个Spy00301个二极管2个三端稳压器1个驻

12、极体电容器式话筒1个61单片机1个SPLC501液晶显示模1个组五、分工小组成员学号分工功能构思、焊接、硬件调试功能构思、焊接、软件模拟功能构思、软件编程、调试六、预期达到的性能指标1万年历功能整个系统的控制中心是61板，它能负责液晶显示的驱动；年、月、日、星期以及时间的计算；控制键盘扫描；液晶显示模组能够 显示：功能选择菜单和时间日期的调整菜单以及显示当前的时间、 日期；播报当前的日期或者时间。硬件连接：IOA的高八位以及IOB的4、5、6连接液晶模组。 还用到了语音输出模块以及三个按键。2.按键功能的描述带语音功能的电子万年历的按键功能介绍如下：首界面：<1 ）按KEY1键：进入功能

13、选择界面。<2 ）按KEY2键：播报当前的时间。<3 ）按KEY3键：播报当前的日期。<4）KEY2 KEY3键同时按下：控制闹钟的开与关。进入功能选择菜单，KEY1:确定键，KEY2下翻键，KEY3上翻 键。分别显示以下选项：< 1）时间日期调整。（KEY1 :确定键，KEY2加一键，KEY3减一键，液晶显示器上闪烁的部分为正在调整的选项，设置完成后，按KEY1自动退出设置界面。）<2 ）闹钟设置。VKEY1 :确定键，KEY2加一键，KEY3减一键，液晶显示器上 闪烁的部分为正在调整的选项，设置完成后，按KEY1自动退出设置界面。）<3）秒表功能。VKEY1 :退出键，KEY2开始/暂停键，KEY3清零键，秒表停止 运行时KEY3有效。）<4 ）返回。VKEY1 :确认键，按下后，系统回到显示界面。）+'开始"KEY2播报当 前的时间卩KZY1进入功 能选择菜单"KEY3播报当 前的日丽祯KIY2> KZY3同时按F控制闹钟的开关*VKEY?光 下翻碁KEYI 为