畢業(yè)設計 基于電話網的單片機遠程控制系統(tǒng)

1、前 言21世紀是信息時代，各種電信新技術推動了人類文明的進步。自從1876年，Alexander Graham Bell（貝爾）發(fā)明電話以來，世界各國的電話網絡發(fā)展非常迅速。進十年來，中國的固定電話業(yè)務呈現出舉世矚目的快速增長。1997年8月局用電話交換機總容量突破1億門，網絡規(guī)模躍居世界第二位，1999年7月固定電話用戶總數突破1億戶。 現代電話網絡是由交換機和電話傳輸線共同組成，它的性能已經有了很大的進展，而且可靠性非常高。并且得到了相當的普及，手機的流行更為人們提供了更大的便利。 遙控技術是通過一定的手段對被控物體實施一定距離的控制，常用的方式有無線電遙控、有線遙控、紅外線和超聲波遙控等

2、。無線電遙控既是利用無線電信號對被控物體實施遠距離控制。無線電遙控不可避免的須占用一定的無線電頻率資源，造成電磁污染；常規(guī)的有線遙控需進行專門的布線，增加了投入；而紅外線、超聲波遙控則受距離所限。現有的遙控方式中，還有載波通信控制手段和基于無線尋呼的遙控方式。載波方式即通過電力線傳遞信息，該方式只能局限于同一變電所、同一變壓器所轄范圍內。因此也存在距離問題，應用范圍有限?；跓o線尋呼的遙控方式利用了現有的尋呼頻率資源，不需占用額外的頻譜。而且，隨著尋呼網的全國聯(lián)網，其遙控的距離基本不受限制。但該方式的受控方動作滯后于控制方的操作，不具備實時性，而且不具備很高的可靠性。 電話遙控作為一較新的課題

3、與常規(guī)的遙控方式相比，顯示出一定的優(yōu)越性，不需進行專門的布線，不占用無線電頻率資源，避免了電磁污染。同時，由于電話線路各地聯(lián)網，可以充分利用現有的電話網，因此遙控距離可跨省市，甚至跨越國家。 電話屬雙工通信手段。因此，這可以大大體現出利用電話進行遙控的更大優(yōu)越性。操作者可以通過各種提示音即時了解受控對象的有關信息，從而進行進一步的操作。電話遙控這一課題目前已有涉足者，但是只是還只限于實驗室階段，因而距離實際應用，尤其是對于日常生活尚有一定的差距，并不能完全體現出電話遙控方式的雙工通信特點。本作品正是針對這一點進行了較大改進，采取單片機智能控制，利用不同的提示音達到對于不同操作的提示及對受控方狀

4、態(tài)的信息反饋，從而使操作者能夠及時了解受控方信息，使產品達到交互式與智能化。而且本作品的調試都是在線調試，已經在宿舍連接電話經過真正的交換機實驗并且成功。本作品的各種電器接口、各項標準都嚴格遵循國家有關標準，為以后的產品化提供了良好的基礎。 作品為突出電話遙控的信息反饋功能，并使產品達到非常高性價比。故未對電話裝置的其他功能進行進一步的擴展，而且所有使用的集成電路和其它元器件都盡量選擇廉價的。在該作品的基礎上進行了功能擴展是很方便的。譬如:使用語音芯片作為信號音反饋，提高本作品的實用性。加上留言電路，主人不在家時客人留言。利用遙控方式可使主人很方便地在異地提取留言信息；在各路終端上接上傳感器即

5、可實現對環(huán)境聲響的監(jiān)聽；接上自動撥碼電路可定時將預定信息轉至主人傳呼機或特定電話，從而達到定時提醒主人的目的。本作品還可以應用于工廠企業(yè)的自動化控制等領域。 很多人上由于班地點遠離住宅,而人們又希望能夠隨時對家用電器進行控制?，F在電話已迅速普及,很多單位和家庭都裝有電話。筆者根據這種情況設計并制作出的多路電話遙控器,可使人們隨時隨地地用電話對多種家用電器進行開關控制。由于電話線路各地聯(lián)網,遙控距離可跨省市。本系統(tǒng)采取單片機控制,利用語音達到對于不同操作的提示及對受控方狀態(tài)的信息反饋,從而使操作者能夠及時了解受控方信息,使產品達到交互式與智能化。通過它，您就可以用任何雙音頻電話或手機實現對家中任

6、何電器及照明設備的遠程控制（須配合智能照明及電源控制系統(tǒng)使用），實現8路的電器電源控制。對家中的燈光、家用電器，如空調、電飯煲等進行控制。和其它智能家居產品可配合使用，擴展出許多功能，實現對家用電器的遠程控制。如回家前在路上先打個電話把空調和熱水器打開, 回到家就可以享用了，因此具有很高的實用價值。第一章 系統(tǒng)方案論證1.1 系統(tǒng)介紹 本方案主要以實現遠程控制家中電器開關，顯示時間為目的。通過現有公用電話網與給家中控制系統(tǒng)通信，以實現遠程控制的功能。也就是一種基于電話網的單片機遠程控制系統(tǒng)的方案。（其中，電話線既用于控制數據的傳輸，又作通話使用）。本系統(tǒng)主要由電話控制器、LED顯示、驅動電路等

7、組成。其主要工作流程為：電話控制器進行撥號識別確認本系統(tǒng)的用戶密碼后開啟控制系統(tǒng)，用戶的每一項操作步驟都在控制器的語音提示下進行，具體操作過程如下所述：當電話線路有振鈴信號時，電話控制器記錄振鈴次數，在系統(tǒng)默認的振鈴次數內，電話無人接聽，則控制器自動摘機，進入家用電器控制狀態(tài)。用戶在語音提示下，輸入密碼被確認后，用戶可以按照語音提示進行遙控操作。操作人輸入密碼，若三次密碼錯誤,系統(tǒng)自動掛斷電話。進入正常遙控狀態(tài)后，用戶輸入某一功能操作碼，主控器即可將控制指令送到控制線路上，有效地遠程控制家用電器。1.1.1統(tǒng)基本功能：（1） 智能電話遠程控制電話遠程控制采用DTMF（DUAL TONE MUL

8、TI FREQUENCY）信號傳輸控制信號，利用電話網的方便和長距離通信可有效地控制遠程8路電器開關，并有語音操作提示，可使遠程操作者及時了解家中電器狀態(tài)，并進行有效的控制。（2） 控制系統(tǒng)具有密碼校驗功能，若三次之內輸入的的密碼不正確，就不能對家中電器進行控制，可有效地保護控制系統(tǒng)不會被別人誤操作。（3） 顯示時間、日歷系統(tǒng)包含一片DS12887實時時鐘芯片，可精確顯示時間日歷。斷電時仍可繼續(xù)走時10年。且具有高計時精度（誤差小于1分/月）。（4） 斷電數據保護、軟件看門狗家用電器開關狀態(tài)隨時保存于非易失性RAM中，斷電時數據不丟失，并具有看門狗自動復位功能，具有很高的可靠性實用性。1.2

9、方案論證對遠程家電的控制，可有多種實現方法，分別舉例如下：（1） 通過專用線路控制用專用線路可保證控制信號穩(wěn)定，不易受干擾，且信息量大，保密性好；但必須鋪設專用通信線路，費用相當昂貴，無法實現更遠程控制，且不能變換控制地點，對本系統(tǒng)沒有太大實用價值。 （2） 利用無線電電波控制用調頻無線電波控制可實現較遠距離控制，且通信信息量大，地點可隨意變換。操作較為方便。但設備昂貴，必須有專用調制解調設備，且極易受干擾，無法實現超遠距離控制?？刂品奖仨氂信涮卓刂破鳎杀据^高，并占用無線電頻率資源。不宜采用。（3） 利用電力載波控制電力載波是一種較為成熟的通訊方式，目前低壓傳輸線的數據傳輸能力已達幾十/。由

10、于這種通道具有某些不可比擬的特性:如實時性強、機械強度高、投資少等,其發(fā)展已越來越引人注目。但其也需要專用電力載波調制解調電路，必須有專用控制設備。且一但控制對象不在同一個電網內就無法實現有效控制，更無法實現遠距離控制。而且電力線的線路阻抗和頻率特性幾乎每時每刻都在變化,所以通過電力線傳輸信息的可靠性也成為其最大的難點。（4） 利用互聯(lián)網控制使用Modem（調制解調器）與計算機的結合，利用當今流行的INTERNET網通信，可以實現控制信息的超遠傳遞，而且控制信息可以非常復雜和豐富，信息量可以很大。但必須在控制方和被控制方各設置一臺計算機及Modem，費用很高。且很不方便攜帶控制設備。無法實現隨

11、地控制。（5） 利用公用電話網進行遠程控制利用現有公用電話網進行遠程控制，無須改造，不增加任何成本，即可實現用固定電話或移動電話對各種家用電器設備的遠程控制。如果被控制方的操作較為簡單，可直接使用電話機上的雙音多頻（DTMF）信號（*、及十個數字鍵，共十二個鍵，一般作電話撥號用）或其組合，就足夠對遠程被控制方進行有效的控制。使用電話機作控制器不但費用低廉，無須增加額外控制設備，而且方便可靠，不管使用者在任何地方，只要在手邊有一部電話機，就可以實現對被控制方的有效控制。所以，利用現有公用電話網進行遠程控制是多種可行設計方案中最為合理可行的。為本設計的首選方案。1.3 方案可行性分析利用現有公用電

12、話網實現家電遠程控制，無須改造線路，不增加任何成本，且極其方便實用，不增加額外的控制設備，具有相當的可行價值。主要元器件的選擇如下：1.3.1 單片機的選擇在單片機的選用上，由于在大學課程中涉及到了單片機原理的學習，所以在經過參考書籍及導師的指導后，按照設計要求最終選用ATMEL公司生產的AT89C51。關于該芯片的引腳功能及其工作原理在各種資料中已有詳細的介紹，在此不再贅述。使用89C51完全可以滿足本系統(tǒng)的設計要求，且89C51已相當普及，價格便宜編程簡便可靠性高。運用于本系統(tǒng)是完全可行的。1.3.2 語音芯片的選擇電話遠程控制系統(tǒng)利用語音提示電路以實現用戶和系統(tǒng)的交流。本系統(tǒng)選用美國IS

13、D公司的ISD2590單片語音錄放集成電路作為語音提示電路的核心部分。ISD2590采用E2PROM存儲器,信息可永久保存,它還采用了DA直接模擬量存儲技術,因而能較好地保留語音信息中的有效成分,提高錄放音的清晰度。ISD2590可以存儲長達90s的語音,能夠實現1600段語音分段,如采用其快速尋址模式放音，僅須4根I/O口線即可實現對ISD2590任意語段播放的控制；ISD2590的外圍電路也非常簡單,只需少許阻容元件即可,并且它易與單片機接口,方便實現，運用于本系統(tǒng)是完全可行的。1.3.3 時鐘芯片的選擇為系統(tǒng)增加一塊時鐘芯片即可很方便地實現時間日歷顯示，增加系統(tǒng)的功能，實現多功能控制系統(tǒng)

14、。本系統(tǒng)采用美國達拉斯公司的DS12887時鐘芯片作為系統(tǒng)時鐘，DS12887內置鋰電池，斷電情況下可運行十年以上不丟失數據，并且還有114字節(jié)非易失性用戶RAM，可保存重要數據，防止斷電或電壓不穩(wěn)定時數據丟失。DS12887芯片具有微功耗、外圍接口簡單、精度高、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，且其價格便宜，非常適合本系統(tǒng)采用。1.3.4 顯示部分電路的選擇顯示驅動電路采用74LS247硬件譯碼，配合74LS138作數碼管片選信號，8位數碼管動態(tài)掃描顯示，其硬件電路簡單，占用I/O口線少；且其軟件編程相當簡便可靠性高易于擴展。實踐證明：這種顯示方案最為簡便實用，效果很好，完全適合本系統(tǒng)的顯示需要。在硬件系

15、統(tǒng)的設計上還涉及到了MT8870 DTMF解碼器，74LS14施密特反向器， 74LS04反向驅動器，4N35光耦等等，這些器件的選用都是在多方求證書籍及技術資料的基礎上所作的選擇，是在實用經濟,盡量簡化電路結構及連線簡單的原則基礎上選用的，并經過實踐證明是完全可行的。所以在整個電路設計中，各個元器件及芯片的的選擇都是合理的，整個設計方案是可行的。第二章 系統(tǒng)總體結構設計2.1 系統(tǒng)硬件總體設計DTMF 預處理89C51MT 8870 DTMF解碼ISD2590語音提示電路8位數碼管138247動態(tài)掃描電路DS12877實時時鐘振鈴檢測模擬摘機8路電器8路反相驅動電路系統(tǒng)硬件總體框圖系統(tǒng)硬件總

16、體介紹： 8位數碼管顯示如上圖所示，系統(tǒng)硬件上主要由89C51CPUDS12887實時時鐘ISD2590語音提示電路振鈴檢測及模擬摘機電路MT8870 DTMF解碼電路8位數碼管動態(tài)顯示電路8路反相驅動電路及硬件抗干擾電路組成。常態(tài)時由DS12887每秒定時中斷一次向89C51提供時間更新信號。CPU通過8位數碼管動態(tài)顯示電路將時間顯示出來，并始終查詢有無振玲信號。一旦有電話打入，振鈴檢測電路即將此振鈴信號整形放大后輸入給CPU計數，若振鈴次數超過5次而仍無人摘機，CPU立即發(fā)出摘機信號，模擬摘機后電話線路內阻降為3K，此時電信局即認為被叫方已接電話，開始接通電話線路并開始計費，此時遠程操作者

17、即可按語音提示通過電話鍵盤控制家中電器開關。遠程控制者可通過電話的12個按鍵傳送12種DTMF控制信號，該DTMF信號經DTMF預處理電路隔直、濾波放大后送入MT8870 DTMF解碼芯片解碼，解碼出的4位BCD碼經89C51的P0口讀入內部RAM單元，CPU即可識別出遠程控制者的按鍵操作命令。ISD2590可給出操作提示，提示遠程操作者按順序輸入密碼，輸入要開關的電器數值并按鍵開或關。電器開關狀態(tài)由CPU的P2口控制，操作完成時CPU立即將P2口狀態(tài)讀入內部RAM中并保存于DS12887中已防止斷電時數據丟失。為了盡量節(jié)省I/O口線，不增加多余硬件開銷，本系統(tǒng)采用電話機鍵盤作為系統(tǒng)鍵盤，增加

18、軟件解碼后即可當普通鍵盤使用，本系統(tǒng)采用電話鍵盤上的數字鍵作為系統(tǒng)時間日期調整按鍵。本系統(tǒng)的每一個接口電路（振鈴檢測、模擬摘掛機、語音反饋、雙音頻解碼時間日期顯示等）都已經經過實際的交換機在線實驗，具有很強的實用性。本系統(tǒng)使用最簡單的電路、最便宜的電路芯片實現了完善的功能。本系統(tǒng)還有許多可以添加的功能，具有很廣闊的市場前景。 2.2系統(tǒng)軟件總體設計2.2.1各程序實現方法。整個系統(tǒng)的軟件用模塊化結構的設計思想，它主要由主程序和若干功能子程序及內部中斷處理程序構成，結構簡單、實用性強。主程序主要完成系統(tǒng)初始化、鍵盤掃描、讀鍵值、鍵處理和各個菜單功能的控制處理；外部中斷有2個：一個為外部INT1時

19、間更新中斷，用于進行更新時間顯示內容；另一個為外部INT0中斷，用于ISD2590OEM信號檢測，以判別何時一段語音說完。子程序包括顯示子程序、鍵盤子程序、DTMF解碼子程序、振鈴次數比較子程序、說話子程序5個功能模塊；還有一些其他的子程序模塊，比如掉電保護子程序、軟件延時抗干擾子程序、時間調整子程序、顯示延時子程序、數值轉換子程序等。在這里對有些程序進行一下說明：本系統(tǒng)采用美國ISD公司生產的ISD2590語音芯片作為語音語音提示，現起來也非常方便。預先用ISD2590的按鍵模式錄入系統(tǒng)所需要用到的18段語音，播放語音時采用ISD2590快速尋址模式播放語音，找到相應的語音開始段播放。并開外

20、部中斷INT0以檢測語音段放完時的OEM信號。程序在接上電源后立即執(zhí)行。首先，主程序調用系統(tǒng)初始化程序進行有關初始化工作，初始化工作包括開啟實時時鐘，還原掉電保護數據，然后循環(huán)鍵盤掃描、顯示當前時間，等待電話打入。讀鍵值當判斷有鍵按下時進入相應的按鍵處理程序。2.2.2 軟件程序模塊介紹系統(tǒng)軟件主要由以下不同功能程序模塊組成：1. 主程序2. 系統(tǒng)初始化子程序3. 鍵盤掃描子程序4. 鍵盤軟件譯碼子程序5. 小時時間調整子程序6. 分鐘時間調整子程序7. 秒時間調整子程序8. 年日歷調整子程序9. 月日歷調整子程序10. 日日歷調整子程序11. 振鈴次數比較子程序12. 軟件抗干擾子程序13.

21、 每秒更新時間子程序14. 顯示鍵盤輸入數值子程序15. 顯示系統(tǒng)時間子程序16. 顯示系統(tǒng)日歷子程序17. 顯示時間延時子程序18. 顯示數值轉換子程序19. DTMF信號解碼子程序20. 密碼比較子程序21. 錯誤次數比較子程序22. 各路電器服務子程序23. 說話子程序24. 振鈴次數計數子程序25. 斷電保護子程序26. INT0中斷計時服務程序27. INT1中斷服務程序28. 原始密碼表第三章 主要器件的選擇及特點3.1日歷時鐘芯片DS12887DS12887是內置鋰電池的日歷時鐘芯片，并有128字節(jié)帶掉電保護的RAM，使用十分方便。DS12887的管腳圖如右下圖所示： AD0AD

22、7：地址/數據 MOT：總線類型選擇，與89C51連接時接地。 CS：片選 AS：地址選通，與89C51連接時接ALE。 R/W：讀/寫控制，與89C51連接時接WD。 DS：數據選通，與89C51連接時接RD。 RESET：復位，接+5V。 IRQ：中斷請求輸出。寄存器0AH UIP：更新進行標志 DV2- DV0：為010時晶振工作，其他組合停止。 RS3- RS0：頻率選擇。寄存器0BH SET：為1時禁止更新。為0時正常。 PIE：為1時周期中斷允許 AIE：為1時警報中斷允許 UIE：為1時更新結束中斷允許 SQWE：為1時方波輸出允許 DM：為0時時間為BCD碼，為1時為二進制。

23、24/12：為1時是24小時進制。為0時是12小時進制 DSE：置0 寄存器0CH IRQF：中斷申請標志 PF：周期中斷標志 AF：警報中斷標志 UF：更新結束中斷標志 寄存器0CH VRT：為0時表示內部鋰電池耗盡。 DS12887為DALLAS公司生產的實時時鐘芯片，除具有實時鐘功能外，它還具有114字節(jié)的通用RAM。內藏鋰電池，并與廣泛應用的DS1287、MC146818B腳對腳兼容。本文從應用角度出發(fā)，概述了其功能特點、外部特性、內部結構及與微機芯片的接口應用。3.1.1 DS12887的功能特點 DS12887是美國達拉斯半導體公司最新推出的時鐘芯片，采用CMOS技術制成，把時鐘芯

24、片所需的晶振和外部鋰電池相關電路集于芯片內部，同時它與目前IBM AT計算機常用的時鐘芯片MC146818B和DS1287管腳兼容，可直接替換。采用DS12887芯片設計的時鐘電路勿需任何外圍電路并具有良好的微機接口。DS12887芯片具有微軾耗、外圍接口簡單、精度高、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，可廣泛用于各種需要較高精度的實時時鐘場合中。其主要功能如下：(1)內含一個鋰電池，斷電情況運行十年以上不丟失數據。(2)計秒、分、時、天、星期、日、月、年，并有閏年補償功能。(3)二進制數碼或BCD碼表示時間、日歷和定鬧。(4)12小時或24小時制，12小時時鐘模式帶有PWM和AM指導，有夏令時功能。(5)M

25、OTOROLA5和INATAEL總線時序選擇。(6)有128個RAM單元與軟件音響器，其中14個作為字節(jié)時鐘和控制寄存器，114字節(jié)為通用RAM，所有ARAM單元數據都具有掉電保護功能。(7)可編程方波信號輸出。(8)中斷信號輸出(IRQ)和總線兼容，定鬧中斷、周期性中斷、時鐘更新周期結束中斷可分別由軟件屏蔽，也可分別進行測試。3.1.2 DS12887的原理及管腳說明 DS12887內部原理電路由振蕩電路、分頻電路、周期中斷/方波選擇電路、14字節(jié)時鐘和控制單元、114字節(jié)用戶非易失RAM、十進制/二進制計加器、總線接口電路、電源開關寫保護單元和內部鋰電池等部分組成。圖2顯示了DS12887

26、管腳排列圖。下面分別說明管腳功能：GND，VCC：直流電源+5V電壓。當5V電壓在正常范圍內時，數據可讀寫；當VCC低于4.25V，讀寫被禁止，計時功能仍繼續(xù)；當VCC下降到3V以下時，RAM和計時器被切換到內部鋰電池。MOT(模式選擇)：MOT管腳接到VCC時，選擇MOTOROLA時序，當接到GFND時，選擇INTEL時序。SQW(方波信號同)：SQW管腳能從實時時鐘內部15級分頻器的13個抽頭中選擇一個作為輸出信號，其輸出頻率可通過對寄存器A編程改變。AD0AD7(雙向地址/數據復用線)：總線接口，可與MOTOROLA微機系列和INTEL微機系列接口。AS(地址選通輸入)：用于實現信號分離

27、，在AD/ALE的下降沿把地址鎖入DS12887。DS(數據選通或讀輸入)：DS/RD客腳有兩種操作模式，取決于MOT管腳的電平，當使用MOTOROLA時序時，DS是一正脈沖，出現在總線周期的后段，稱為數據選通；在讀周期，DS指示DS12887驅動雙向總的時刻，在寫周期，DS的后沿使DS12887鎖存寫數據。選擇INTEL時序時，DS稱作(RD)，RD與典型存貯器的允許信號(OE)的定義相同。R/W(讀/寫輸入)：R/W管腳也有兩種操作模式。選MOTOROLA時序時，R/W是一電平信號，指示當前周期是讀或寫周期，DSO為高電平時，R/W高電平指示讀周期，R/W低電平指示寫周期；選INTEL時序

28、，R/W信號是一低電平信號，稱為WR。在此模式下，R/W管腳與通用RAM的寫允許信號(WE)的含義相同。CS(片選輸入)：在訪問DS12887的總線周期內，片選信號必須保持為低。IRQ(中斷申請輸入)：低電平有效，可作微處理的中斷輸入。沒有中斷條件滿足時，IRQ處于高阻態(tài)。IRQ線是漏極開路輸入，要求外接上接電阻。RESET(復位輸出)：當該腳保持低電平時間大于200ms，保證DS12887有效復位。3.1.3 DS12887的內部功能（1） 地址分配 DS12887的地下分配是由114字節(jié)的用戶RAM，10字節(jié)的存放實時時鐘時間。日歷和定鬧RAM及用于控制和狀態(tài)的4字節(jié)特殊寄存器組成，幾乎所

29、有的128個字節(jié)可直接讀寫。 （2） 時間、日歷和定鬧單元 時間和日歷信息通過讀相應的內存字節(jié)來獲取，時間、日歷和定鬧通過寫相應的內存字節(jié)設置或初始化，其字節(jié)內容可以是十進制或BCD形式。時間可選擇12小時制或24小時制，當選擇12小時制時，小時字節(jié)搞位為邏輯“1”代表PM。時間、日歷和定鬧字節(jié)是雙緩沖的，總是可訪問的。每秒鐘這10個字節(jié)走時1秒，檢查一次定鬧條件，如在更新時，讀時間和日歷可能引起錯誤。三個字節(jié)的定鬧字節(jié)有兩種使用方法。第一種，當定鬧時間寫入相應時、分、秒定鬧單元，在定允許鬧位置高的條件下，定鬧中斷每天準時起動一次。第二種，在三個定鬧字節(jié)中插入一個或多個不關心碼。不關心碼是任意

30、從C到FF的16進制數。當小時字節(jié)的不關心碼位置位時，定鬧為小時發(fā)生一次由于相線小時和分鐘定鬧字節(jié)置不關心位時，每分鐘定鬧一次；當三個字節(jié)都置不關心位時，每秒中斷一次。（3 非易失RAM 在DS12887中，114字節(jié)通用非易失RAM不專用于任何特殊功能，它們可被處理器程序用作非易失內存，。在更新周期也可訪問。（4） 中斷 RTC實時時鐘加RAM向處理器提供三個獨立的、自動的中斷源。定鬧中斷的發(fā)生率可編程，從每秒一次到每天一次，周期性中斷的發(fā)生率可從500ms到122s選擇。更新結束中斷用于向程序指示一個更新周期完成。中斷控制和狀態(tài)位在寄存器B和C中，本文的其它部分將詳細描述每個中斷發(fā)生條件。

31、（5） 晶振控制位 DS12887出廠時，其內部晶振被關掉，以防止鋰電池在芯片裝入系統(tǒng)前被消耗。寄存器A的BIT4BIT6為010時打開晶振，分頻鏈復位，BIT4BIT6的其它組合都是使晶振關閉。（6） 方波輸出選擇 15級分步抽著中的13個可用于15選1選擇器，選擇分頻器抽頭的目的是在SQW管腳產生一個方波信號，其頻率由寄存器A的RS0RS3位設置。SQW頻率選擇與周期中斷發(fā)生器共離15選1選擇器，一旦頻率選擇好，通過用程序控制方波輸出允許位SWQE來控制SQW管腳輸出的開關。（7） 周期中斷選擇 周期中斷可在IRQ腳產生500ms一次到每122s一次的中斷，中斷頻率同樣由寄存A確定，它的控

32、制位為寄存器B中的PIE位。（8） 更新周期 DS12887每秒執(zhí)行一次更新周期還比較每一定鬧字節(jié)與相應的時間字節(jié)，如果匹配枵三個字節(jié)都是不關心碼，則產生一次定鬧中斷。3.1.4 DS12887狀態(tài)控制寄存器 DS12887有4個控制寄存器，它們在任何時間都可訪問，即使更新周期也不例外。（一） 寄存器A UIP：更新周期正在進行位。當UIP為1，更新轉換將很快發(fā)生，當UIP為0，更新轉換至少在244s內不會發(fā)生。DV0，DV1，DV2：用于開關晶振和復位分頻鏈。這些位的010唯一組合將打開晶振并允許RTC計時。 RS3，RS2，RS1，RS0：頻率選擇位，從15級頻率器13個抽頭中選一個，或禁

33、止分頻器輸入，選擇好的抽頭用于產生方波(SQW管腳)輸出和周期中斷，用戶可以：(1)用PIE位允許中斷：(2)用SQWE位允許SQAW輸出；(3)二者同時允許并用相同的頻率；(4)都不允許（二） 寄存器B SET：SET為0，時間更新正常進行，每秒計數走時一次，當SET位寫入1，時間更新被禁止，程序可初始化時間和日歷字節(jié)。PIE：周期中斷勁旅位，PIE為1，則允許以選定的頻率拉低IRQ管腳，PIE為0，則禁止中斷。AIE：定鬧中斷允許位，PIE為1，允許中斷，否則禁止中斷。SQWE：方波允許位，置1選定頻率方波從SQW腳輸出；為0-時，SQW腳為低。DM：數據模式位，DM為1青蛙為十進制數據，

34、而0表明是BCD碼的數據。24/12：小時格式位，1表明24小時械，而0表明12小時械。DSE：P夏令時允許位，當DSE置1時允許兩個特殊的更新，在四月份的第一時期日、時間從1：59：59AM時改變?yōu)?：00：00AM，當DSE位為0，這種特殊修正不發(fā)生。（三） 寄存器C IRQF：中斷申請標志位。當下列表達式中一個或多個為真時，置1。PF=PIE=1；AF=AIE=1；UF=UIE=1；即：IRQF=PFPIE+AFAIE+UFUIE只要IRQF為1，IRQ管腳輸出低 ，程序讀寄存器C以后或RESET管腳為低后，所有標志位清零。AF：定鬧中斷標志位，只讀，AF為1表明現在時間與定鬧時間匹配。

35、VF：更新周期結束標志位。VF為1表明更新周期結束。BIAT0BIT3：未用狀態(tài)位，讀出總為0，不能寫入。（四） 寄存器D VRT：內部鋰電池狀態(tài)位，平時應總讀出1，如出現0，表明內部鋰電池耗 盡。BIT0BIT6：未用狀態(tài)位，讀出總為0，不能寫入。DS12887時鐘芯片和80C31單微機的接口電路如圖4所示。模式選擇腳MOT拉地，選擇不NTEL時序，選擇DS12887時鐘芯片的地址總線及AS端口和80C31單片微機的P0及ALE端直接相聯(lián)；而DS、R/W讀寫控制線與單片機的RD、WAR控制線相連；DS12887的高位地址由80C31半日片機的P2.7端口來片選，則DS12887的高8位地址定

36、為7FH，而其低8俠地址則由芯片內部各單元的地址來決定(00H3FH)；DS12887的中斷輸出端IRQ和80C的外部INT0端相聯(lián)，給單片機提供中斷信號；DS12887的SQW端口可編程產生方波輸出信號。3.1.5 接口軟件 下面為DS12887時鐘芯片和80C31單片機的接口軟件，假定采用每天24小時制的非夏令時，時間數據格式為BCD碼，初始化時間為1996年1月1日9時00分00秒，1k方波輸出。時鐘芯片每一秒種向單片機申請中斷一次，一方面讓單片機修改一次時鐘顯示，另一方面也給單片微機系統(tǒng)提供時間基準。(1)DS12887時鐘芯片的初始化寫入程序MOV DPTR，#7F0AH；寄存器A地

37、址MOV A，#70H：DV2DV0=111，分頻復位MOVX DPTR，AAINC DPTR：到寄存器B地址MOV A，#8AH：停止更新，允許更新中斷，選BCD碼，24小時制MOVX DPRT，AMOV QPL，#00H，秒單元地址CLR A：00秒MOVX DPTR，AMOV DPL，#02H；分單元地址CLR A：00分MOVX DPTR，AMOV DPL，#04H；時單元地址MOV A，#09H；9時MOVX DPTR，AMOV DPL#07H；日單元地址MOV A，01H：1日MOVXDPTR，AINCDPTR：到月單元地址MOVA，01H；1月MOVX DPTR，AIC DPTR

38、：到年單元地址MOV A，#96H；1996年MOVX DPTR，AINC DPTR；到寄存器A地址MOV A，#26H；DV2DV0=010 RS3RS0=0110MOVX DPTR，A：選周期中斷率為976.5625s，允許方波輸出，頻率1kHzINC DPTR：到寄存器BMOV A，#1AH；每秒更新一次，允許方波輸出，24小時制MOVX DPTR，A：時鐘開始運行(2)讀取DS12887時鐘日歷數據程序 DS12887的日歷時鐘通常有中斷和查詢兩種方法讀出。但在讀數據時，首先要判斷數據是否更新結束，只有在數據更新結束時數據讀出才有效。采用查詢法讀取數據：查詢寄存器A的UIP位，當UIP

39、=0時，數據更新結束，可以讀出。以下是采用查詢方法，從秒至年單元的數據讀出后存入80C31內部RAM的3035H單元中，該部分程序如下：MOV DPTR，#7F0AH；寄存器A地址MOVX A，DPTRWAIT：JB ACC，7，WAIT：UIP=1則等待更新完畢MOV DPL，00H；秒地址MOV R0，#30H；取目標首地址MOVX A，DPTR；取秒數據MOV R0，A：送入80C31的內部RAM緩沖區(qū)IC DPTR：移指針I(yè)C R0采用中斷法讀取數當DS12887發(fā)出中斷請示，單片微機可以響應中斷而讀取日歷數據。對于更新結束中斷，中斷時更新結束，數據有效，可以直接讀取日歷數據；對于鬧鐘

40、中斷和周期中斷也需查詢寄存器A的UIP位，當UIP=0時，數據更新結束，再讀出。3.2 ISD2590單片語音錄放電路 美國ISD公司的2500芯片，按錄放時間60秒、75秒、90秒和120秒分成ISD2560、2575、2590和25120四個品種。ISD2500系列具有抗斷電、音質好，使用方便等優(yōu)點。它的最大特點在于片內E2PROM容量為480K(1400系列為128K)，所以錄放時間長；有10個地址輸入端，尋址能力可達1024位；最多能分600段；設有OVF（溢出）端，便于多個器件級聯(lián)。3.2.1、DIP封裝圖及各引線端功能引線端名稱 功能1-7 A0/M0A6/M6 地址8-10 A7

41、A9 地址11 AUX IN 輔助輸入12,13 VSSD、VSSA 數字和模擬地14,15 SP+、SP- 揚聲器輸出16,28 VCCA 、VCCD 模擬、數字信號電源正極17,18 MIC、MIC REF 麥克風輸入和輸入參考端 19 AGC 自動增益控制20,21 ANA IN、OUT 模擬信號輸入和輸出22 OVF 溢出23 CE 片選(低電平允許芯片工作) 24 PD 芯片低功耗狀態(tài)控制25 EOM 錄放音結束信號輸出26 XCLK 外部時鐘27 P / R 錄/放控制選擇3.2.2 操作模式當最高位地址(MSB)A8、A9都為高電平時，地址端 就作為操作模式選擇端 （高電平有效）

42、模式控制 功能 典型應用A0/M0 信息檢索 快速檢索信息A1/M1 刪除EOM標志 在全部語音錄放結束時，給出EOM標志A2/M2 未用 當工作模式 操作時，此端應接低電平A3/M3 循環(huán)放音 從0地址開始連續(xù)重復放音A4/M4 連續(xù)尋址 可錄放連續(xù)的多段信息A5/M5 CE電平觸發(fā) 允許信號中止A6/M6 按鈕控制 簡化器件接口使用操作模式時需要注意兩點： 1、所有操作模式下的操作都是從0地址開始，以后的操作根據模式的不同，而從相應的地址開始工作。當電路中錄音轉放音或進入省電狀態(tài)時，地址計數器復位為0。 2、操作模式位不加鎖定，可以在MSB（A8、A9）地址位為高電平時，CE電平變低的任何

43、時間執(zhí)行操作模式操作。如果下一片選周期MSB（A8、A9）地址位中有一個(或兩個)變?yōu)榈碗娖剑瑒t執(zhí)行信息地址，即從該地址錄音或放音，原來設定的操作模式狀態(tài)丟失。3.2.3 分段錄放音 2590系列最多可分為600段，只要在分段錄/放音操作前(不少于300納秒)，給地址A0A9賦值，錄音及放音功能均從設定的起始地址開始，錄音結束由停止鍵操作決定，芯片內部自動在該段的結束位置插入結束標志（EOM）；而放音時芯片遇到EOM標志即自動停止放音。 2590系列地址空間是這樣分配的：地址0599作為分段用(見下表)，地址600767未使用，地址7681023為工作模式選擇。十進制 二進制 信息時間(秒)A

44、9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 2560257525900 00 0 00 0 00 0 0 0 0 050 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 5.0 6.25 7.50100 0 00 1 1 0 0 10 0 10.0 12.50 15.00250 0 01 1 1 1 1 0 1 0 25.0 31.25 37.50300010 0 1 0 1 1 0 0 30.0 37.50 45.00400 0 1 10 0 1 0 0 0 0 40.0 50.00 60.00500 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 50.0 62.50 75.00599 10 0 1 0 1

45、0 1 1 1 59.9 74.8789.853.2.4 應用線路1 典型應用電路3 和微處理器配合使用電路ISD2590地址功能表地址狀態(tài)功能狀態(tài)DIP開關123456789101112（ON=0，OFF=1）地址位A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9P/RCE（1為高電平，0為低電平，*為高或低電平）0000000000一段式最長60秒錄放音，從首地址開始。1000000000以十位二進制表示地址，每個地址代表100毫秒。地址模式0000000010一段從A6地址開始的12秒錄放音。*0只要A8、A9有一位是0，就處于地址模式。*0*0001000011循環(huán)放音操作，按住CE鍵不放循環(huán)

46、放音第一段。操作模式0000100011按順序連續(xù)分段錄放音，錄音時壓住CE鍵不放，放音時每觸發(fā)一次CE鍵即放音一段，按PD鍵復位。每段語音長度不限。第四章 單元電路的設計4.1實時時鐘DS12887部分電路DS12887本身自帶地址鎖存功能，與各種微處理器接口相當方便。DS12887電路原理圖 如上圖所示：89C51為INTEL系列總線，所以MOT腳接地，AS，DS，RW分別與89C51ALE，RD，WR管腳相連。為盡量節(jié)省I/O口線，對DS12887的讀寫全部不采用MOVX A,DPTR 指令，而采用P3.5作為片選信號，對DS12887的讀寫全部采用MOVX A,R0來完成。這樣可充分利

47、用CPU的P2口，避免對讀寫時影響電器狀態(tài)。DS12887數據地址總線接89C51P0口，P3.5為DS12887片選，故DS12887的時鐘操作方法如下：clr p3.5 ;p3.5為DS12887片選mov r0,#0ah ; DS12887初始化mov a,#70hmovx r0,a ；依次寫12887各位寄存器inc r0mov a,#8ahmovx r0,amov r0,#30hmovx a,r0mov p2,amov r0,#09hinc r0mov a,#26hmovx r0,ainc r0mov a,#1ah ;啟動DS12887movx r0,a89C51開中斷INT1作為D

48、S12887計時中斷服務，DS12887每秒中更新一次其內部寄存器，并向CPU請求中斷。CPU響應中斷并將時分秒分別讀入51內部50H.52H.54H單元。中斷服務源程序如下：int1:clr ea ;每秒中斷計時服務讀入新時間push accpush pswclr p3.5mov r0,#00h ；讀秒鐘單元movx a,r0mov 50h,amov r0,#02h ；讀分鐘單元movx a,r0mov 52h,amov r0,#04h ；讀小時單元movx a,r0mov 54h,amov r0,#0ch ；清IRQ信號movx a,r0lcall disp ；運算得各位數值pop psw

49、pop accsetb eareti4.2 顯示部分電路顯示電路如上圖所示，電路說明如下：74ls247為硬件譯碼，P0口低四位輸出4位BCD碼，經74ls247譯碼后輸出低電平有效的段選信號，P0口高4位接74LS138輸入端，這里僅用了P0.4P0.6三根I/O口。P0.4P0.6輸出片選信號，經74LS138譯碼后輸出低電平有效的片選信號，使NPN型三極管A1015導通。驅動對應位共陽數碼管發(fā)光顯示對應數字。實踐證明，這種顯示方式具有占用口線少，編程簡單，硬件開銷小，擴展容易等優(yōu)點，如若須擴展成16位動態(tài)顯示，僅需將3-8譯碼器74 LS 138換成4-16譯碼器74 LS 154，將未

50、用到的P0.7接上，并適當減少顯示延時時間即可。實際應用中如須顯示20H27H內存單元中的內容，源程序如下：DISP2: MOV A,27H ； 27H20H內為欲顯示內容ADD A,#70H ；加上要顯示的數碼管的對應數值MOV P0,A ；輸出到P0口CALL DELAY3 ；調顯示延時MOV A,26H ；掃描下一位ADD A,#60H ；顯示第七位數碼管MOV P0,ACALL DELAY3 MOV A,25HADD A,#50H ；顯示第六位數碼管MOV P0,ACALL DELAY3MOV A,24HADD A,#40H ；顯示第五位數碼管MOV P0,ACALL DELAY3MOV A,23HADD A,#30H ；顯示第四位數碼管MOV P0,ACALL DELAY3MOV A,22HADD A,#20H ；顯示第三位數碼管MOV P0,ACALL DELAY3MOV A,21HADD A,#10H ；顯示第二位數碼管MOV P0,A CALL DELAY3MOV A,20HADD A,#00H ；顯示第一位數碼管MOV P0,ACALL DELAY3RETDELAY3: MOV R7,#03 ;顯示延時D11y: MOV R6,#248DJNZ R6,$DJNZ R