基于单片机的智能广播系统设计--毕业设计

基于单片机的智能广播系统设计--毕业设计内容摘要：

般的 I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能。 P3 口还接收一些用于 Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 RST：复位输入。 当振荡器工作时， RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 ALE/PROG： 当访问外部程序存储器或数据存储器时 ， ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低 8 位字节。 一般情况下 ， ALE 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出 固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。 要注意的 是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。 对 Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（ PROG）。 PSEN：程序储存允许（ PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次 PSEN 有效，即输出两个脉冲。 在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次 PSEN 信号。 EA/VPP：外部访问允许。 欲使 CPU 仅访问外部程序存储器（地址为0000H— FFFFH）， EA 端必须保持低电平（接地）。 需注意的是：如果加密位LB1 被编程，复位时内部会锁存 EA 端状态。 如 EA 端为高电平（接 Vcc 端），CPU 则执行内部程序存储器中的指令 [4]。 XTAL1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 XTAL2： 振荡器反相放大器的输出端。 中断 ： AT89C52 共有 6 个中断向量：两个外中断（ INT0 和 INT1）， 3 个定时器中断（定时器 0、 2）和串行口中断。 这些中断源可通过分别设置专用寄存器 IE 的置位或清 0 来控制每一个中断的允许或禁止。 IE 也有一个总禁止位 EA， 它能控制所有中断的允许或禁止。 定时器 2 的中断是由 T2CON 中的 TF2 和 EXF2 逻辑或产生的，当转向中断服务程序时，这些标志位不能被硬件清除，事实上，服务程序需确定是 TF2 或 EXF2 产生中断，而由软件清除中断标志位 [4]。 9 时钟振荡器 AT89C52 中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别是该放大器的输入端和输出端。 这个放 大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构 成自激振荡器 ， 外接石英晶体（或陶瓷谐振器）及电容 C C2 接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。 电容 一般 使用 30pF177。 10pF，本设计的晶振 电路 采用 33pF[4]。 复位时钟电路 AT89C52 的复位是由外部的复位电路来实现的。 当 AT89C52 通电时，时钟电路开始工作，在 RST 引脚上，只要出现 24 个时钟周期以上的高电平，就能确保单片机复位。 复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。 最简单的上电自动复位电路中 ,上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。 只要 Vcc 的上升时间不超 过 1ms，就可以实现自动上电复位。 时钟频率用6MHz 时 ， C 取 22uF， R 取 1KΩ。 除了上电复位外，有时还需要按键手动复位。 本设计用的 是 按键手动复位。 按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。 其中电平复位是通过 RST 端经电阻与电源Vcc 接通而实现的。 按键手动复位电路见图。 时钟频率选用 6MHz 时， C3 取22uF， R1 取 200Ω， R2 取 1KΩ[5]。 图 AT89C52 复位电路 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0. 0/ A D 039P 0. 1/ A D 138P 0. 2/ A D 237P 0. 3/ A D 336P 0. 4/ A D 435P 0. 5/ A D 534P 0. 6/ A D 633P 0. 7/ A D 732P 1. 0/ T 21P 1. 1/ T 2 E X2P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 3. 0/ R X D10P 3. 1/ T X D11P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 7/ R D17P 3. 6 / W R16P 3. 5/ T 115P 2. 7/ A 1 528P 2. 0/ A 821P 2. 1/ A 922P 2. 2/ A 1 023P 2. 3/ A 1 124P 2. 4/ A 1 225P 2. 5/ A 1 326P 2. 6/ A 1 427U1A T 89 C 5 2R120 0C322 u FR21k 10 DS1302 与单片机接口 设计 DS1302 的引脚功能 在单片机 应用系统中，常常需要记录实时的时间信息并 且长期保存。 在银行的大厅中看到显示汇率的显示屏，上面除了显示利率等信息外，还显示着当时的准确时间信息，其中包括年、月、日、星期、时间等，这就需要用到时钟芯片来精确地提供时间信息和保存当时时间数据。 本次设计用的 是 DS1302 涓流充电时钟芯片，内含一个实时时钟 /日历和 31 字节静态 RAM，可以通过串行接口与单片机进行通信。 DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需要用到 3 个口线： (1) RES（复位）， (2) I/O（ 数据线 ） ， (3)SCLK（串行时钟）。 DS1302 工作时 ， 功耗很低，保持 数据和时钟信息时，功率小于 1mW[8]。 引脚图如下图 : 图 DS1302引脚图 DS1302 的引脚功能描述见表 表 DS1302 引脚功能描述 序号 名称 引脚功能描述 1 Vcc2 主电源 2 X1 振荡源 , 外接 3 X2 振荡源 , 外接 4 GND 地信号 5 RST 复位脚 6 I/O 数据输入 /输出引脚 7 SCLK 串行时钟 8 Vcc1 后备电源 1 8 2 7 3 6 4 5 Vcc2 X1 X2 GND Vcc1 SCLK I/O RST DS1302 11 DS1302 与单片机接口电路 如图 所示，为单片机与 DS1302 的接口电路。 DS1302 的 RST 脚接 ，SCLK 脚接 ， I/O 脚接 ， Vcc1 和 Vcc2 脚接电源， X X2 中间接晶振。 图 DS1302与单片机的接口电路 其 基本工作原理： 该串行时钟芯片主要由寄 存器、控制寄存器、振荡器、实时时钟以及 RAM 组成。 为了对任何数据传送进行初始化，需要将 RST 置为高电平且将 8 位地址和命令信息装入移位寄存器。 数据在 SCLK 的上升沿串行输入，前 8 位指定访问地址，命令字装入移位寄存器后，在之后的时钟周期，读操作时输出数据，写操作时输入数据 [9]。 DS1302 的控制字节 DS1302 的控制字如 表 所示。 控制字节的最高有效位 (位 7)必须是逻辑 1，如果它为 0，则不能把数据写入 DS1302 中 ； 位 6 如果为 0，则表示存取日历时钟数据，为 1 表示存取 RAM 数据。 位 5 至位 1 指示操作单元的地址。 最低有效位 (位0)如为 0 表示要进行写操作，为 1 表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出 [6]。 表 DS1302 的控制字节 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2RS T5S CL K7I /O6X12X23V CC 18V CC 21U2DS 1 3 0 2X1C1 C2X2C32 2 u FR12 0 0R21k+ 1 . 5 V 12 DS1302 的寄存器 DS1302 有 12 个寄存器，其中有 7 个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为 BCD 码形式。 其日历、时间寄存器及其控制字见表。 表 DS1302的日历、时钟寄存器及其控制字 寄存器名 称 命令字 取值范围 各位内容 写操作 读操作 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 0059 CH 10SEC SEC 分钟寄存 器 82H 83H 0059 0 10MIN MIN 小时寄存器 84H 85H 0112或0023 12/24 0 10 HR HR 日期寄存器 86H 87H 0128， 29， 30，31 0 0 10DATA DATA 月份寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 10M MONTH 周日寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 0 DAY 年份寄存器 8CH 8DH 0099 10YEAR YEAR 表中有些特殊位需要特别指出： CH：时钟暂停位，当此位设置为 1 时，振荡器停止， DS1302 处于低功率的备份方式；当此位变为 0 时，时钟开始启动。 12/24： 12 或 24 小时方式选择位，为 1 时选择 12 小时方式。 在 12 小时方式下，位 5 是 AM/PM 选择位，此位为 1 时表示 PM。 在 24 小时方式下，位 5 是第2 个小时位 （ 20～ 23） [6]。 复位和时钟控制 通过将 RST 输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。 RST 输入有两种功能：首先， RST 接通控制逻辑，允许地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供了终止单字节或多字节数据的传送手段。 当 RST 为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对 DS1302 进行操作。 如果在传送过程中置 RST 为低电平，则会终止此次数据传送，并且 I/O 引脚变为高 阻态。 上电运行时，在 Vcc≥， RST 必须保持低电平。 只有在 SCLK 为低电平时，才能 RST 置为高电平 [6]。 13 键盘电路设计 行列式键盘与单片机接口电路 在键盘中按键数量较多时，为了减少 I/O 口的占用，通常将按键排列成矩阵形式。 在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而通过一个按键加以连接。 这样，一个端口 (如 P1 口 )就可以构成 4*4=16 个按 键 [7]。 根据本设计需要，本系统采用了 44 键盘实现对时间值和功能键的设定。 行列式键盘与单片机的接口电路 如图 所示 ， H1H4 为行线，接单片机 P1 口的低 4位 ， L1L4 为列线，接单片机 P1 口的高 4 位。 初始化时键盘行线为低电平，列线为高电平。 键盘的列线接 4 输入与门， 4 输入与门的输出接单片机的外部中断 0 引脚 口。 当有键按下时，将产生中断，在中断程序里对按键进行扫描，得到按键的键值 [8]。 图 4 4键盘结构 键盘面板 键盘面板如图 所示 ,本系统使用的键盘有 10 数字键， 6 个功能按键。 在系统启动时， 液晶显示屏上显示 系统的 时间信息；若要修改当前时间或设置定时时间，则 按“设置 /保存 ”键， 根据屏幕上的操作提示，按“左”、“右 /清除”、“上”、“下”键，选择相应的操作，并 按相应的数字键，改变 时间 的值 ；若在设置时有错误，要清除则按“右 /清除”键；要退出设置则按“取消”键，设置好后 按“ 设置 /保存 ”键之后。