基于C51的万年历语音温度计的设计

基于C51的万年历语音温度计的设计

汪桂珍

（宿迁泽达职业技术学院江苏宿迁223800）

【摘要】：本文阐述了由单片机AT89C2051控制I2C按键扫描与数码管驱动芯片ZLG7290、I2C万年历芯片PCF8563、1-Wire数字温度传感器DS18B20、语音芯片ZY1420A实现万年历显示的语音温度计的方案，并给出了电路原理图。

【关键词】：单片机；I2C总线；万年历PCF8563；1-Wire总线；DS18B20；语音控制；数字温度计；

自INTEL公司的MCS-51系列单片机问世以来，单片机以其体积小、集成度高、应用灵活、运行可靠、价格低廉等特点，在工业控制、工业测量、家用电器、智能仪器仪表、安全系统、信息系统、通信等诸多领域具有广泛的用途。本文论述了一种多功能的温度计的实现方案。

1、系统功能及硬件设计

万年历语音温度计具有年、月、日、小时、分钟、秒的显示和当前环境温度的显示及温度语音提示功能，成品体积小巧，可置于室内或随身携带。

当系统运行时，数码管显示时间（时/分/秒），按下K1键数码管显示日期（年/月/日），K1键负责时间和日期的显示切换，按下K2键显示当前温度，并有语音播报当前温度。

51单片机AT89C2051在工业生产控制、智能仪表、信息家电等诸多领域中都有着广泛的应用，AT89C2051引脚只有20个，适用于并不需要较多端口的场合，万年历语音温度计中单片机与外围器件都是采用串行通信，一共所需要的端口只有13个，所以选用只有20个引脚的AT89C2051单片机。

万年历语音温度计共有四大功能模块组成：温度采集模块（核心芯片DS18B20）、时钟/日期模块（核心芯片PCF8563）、按键与数码显示模块（核心芯片ZLG7290）、语音模块（核心芯片ISD1402）。

1.1温度采集模块

DALLAS公司生产的1－Wire（即单总线器件）DS18B20数字温度计负责温度的采集。DS18B20的DQ引脚连单片机的P3.3引脚。见下图图1。

图1温度采集模块

1.2时钟/日期模块

时间、日期由PHILIPS公司推出的工业级内含I2C 总线接口功能的具有极低功耗的多功能时钟/日期芯片PCF8563提供。SDA与AT89C2051的P3.4，SCL与P3.5相连即可。电路见下图图2.

图2时钟/日历模块

图3主程序流程

1.3按键扫描与数码显示模块

万年历语音温度计需要按键扫描和数码管显示，使用I2C芯片ZLG7290，由ZLG7290连接按键、数码管。

SDA与AT89C2051的P3.4，SCL与P3.5，~INT与P3.0相连。即控制按键与数码显示的ZLG7290只有3根线与单片机连，其中两根是I2C的时钟线SCL、数据线SDA，另一根是按键检测引脚~INT，当~INT为低电平，表示有健按下。

1.4语音模块

语音部分由广州致远电子有限公司出品的优质微型语音录放模块ZY1420A负责处理，（下接第150页

）

（上接第164页）

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ZY1420A内部使用ISD1420作为主控芯片。ZY1420A 的A0-A7与P1.0-P1.7相连，~PLAYL与P3.2相连，SP+、SP_与喇叭相连。

2、系统软件设计

单片机AT89C2051通过软件模拟I2C协议与ZLG7290、PCF8563通讯，通过软件模拟单总线协议与DS18B20通信。将I2C协议模拟程序和单总线协议模拟程序设置为用户库文件，通过添加头文件的方法使用。

主程序流程图见图3。

3、总结

本系统功能丰富，采用C51语言编程，部分代码汇编实现，既考虑高级语言易用性、可读性，又不失汇编语言的精简和速度。采用了工业控制总线I2C和单总线实现单片机与外围器件的通信，解决了单片机在很多场合下的引脚不够用的问题。

参考文献：

[1]杨金岩郑应强张振仁.8051单片机数据传输接口扩展技术与应用实例人民邮电出版社，2005.1

[2]万光毅严义.单片机实验与实践教程北京航空航天大学出版社2003.12

[3]马忠梅单片机的C语言应用程序设计北京航空航天大学出版社1999.1

[4]周立功单片机实验与实践北京航空航天大学出版社2004.8

[5]徐爱钧彭秀华单片机高级语言C51应用程序设计电子工业出版社2000.12

缴信息等。

3.3系统功能的实现

系统功能主要包括：图层显示、图层放大/缩小、使用鹰眼、缓冲区查询、距离/面积测量、面积测量、多边形选择、鼠标悬停提示、用户管理等。

图层显示功能：每个图层对应一个复选框，当需要显示某些图层时，则选中复选框，然后点击"显示图层"按钮即可实现。

图层放大/缩小功能：可以选择该功能对所见图层放大或者缩小操作。在系统中根据图层的比例，某些图层只有在放大到一定的比例以后才可见。如阀表、阀井等。

鹰眼功能：系统鹰眼功能为用户提供了整体图层的快速选择，用户也可以通过鹰眼功能了解当前浏览所在位置。

缓冲区查询：该功能可实现以某个对象为中心，查询在其周围一定距离内存在的目标对象。目标对象和缓冲距离都可由用户动态设定。

距离/面积测量：系统可以通过该功能实现两点或多点之间的距离，而且可以测量任意边形围成的面积。

多边形选择：系统提供了矩形及多边形查询，可以查询一个矩形区域内目标对象的属性，以及可以查询多边形区域内目标对象的属性。

鼠标悬停：当使用该功能的时候，系统可以根据当前鼠标悬停的对象目标，来显示该对象的相关属性信息。

用户管理：系统将用户分为普通用户，和管理员用户两个权限。普通用户可以查看或使用分析功能，而管理员用户可以对其后台进行相应的管理维护。系统界面图2所示。

图2：系统界面图

4、结束语

基于Arc IMS小区GIS的实现，使得物业管理部门能够在该系统的帮助下准确、快捷地了解小区地理信息。对于因特发事件造成的停水、停气、停暖、安防通信中断等提供了有力的地理信息支持。提供了一般管理信息系统难以实现的空间数据分析、管理等功能。

参考文献：

[1]吴雪峰，刘厚泉.基于基于GIS的矿区救灾导航系统的应用研究[J]微计算机信息2008（5）

[2]朱恩利，李建辉等编著.地理信息系统基础及应用教程[M].北京:机械工业出版

社，2004，8

[3]龚健雅.地理信息系统基础[M].北京：科学出版社2002.3

[4]杨兆武，刘福江.Arc IMS技术在矿产地数据库中的应用[J].中国矿业2005(2)

[5]赵朋，刘刚，张喜杰.一种基于ArcIMS开发WebGIS的方法及应用[J].计算机应用研究

.2005,5