電子與信息工程畢業(yè)論文基于來(lái)電顯示信號(hào)的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</p><p>　　基于來(lái)電顯示信號(hào)的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 電子與信息工程 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) &

2、lt;/p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　在我們?nèi)粘Ｉ钪须S時(shí)隨地都可以看到很多使用來(lái)電顯示器的裝置。但是，如果我們將時(shí)針撥回到半個(gè)世

3、紀(jì)以前，那時(shí)具有現(xiàn)在感覺的顯示器可謂少之又少。近年來(lái)，隨著廣播通信技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)信息化的不斷推進(jìn)，新的信息顯示裝置不斷涌現(xiàn)，與半導(dǎo)體技術(shù)一樣，對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)來(lái)說(shuō)，來(lái)電顯示技術(shù)也是一項(xiàng)不可缺少的重要技術(shù)。同時(shí)，在當(dāng)代繁忙的工作與生活中，時(shí)間對(duì)于我們每一個(gè)人來(lái)說(shuō)都有非常密切的關(guān)系，每個(gè)人都受到時(shí)間的影響。為了更好的利用我們自己的時(shí)間，我們必須對(duì)時(shí)間有一個(gè)度量，因此產(chǎn)生了鐘表。從剛開始的機(jī)械式鐘表到現(xiàn)在普遍用到的數(shù)字式鐘表，數(shù)字鐘已成為人們?nèi)?/p>

4、常生活中的必需品。</p><p>　　為了解決時(shí)鐘的走時(shí)累計(jì)誤差需要人工調(diào)整的麻煩，本系統(tǒng)能自動(dòng)接收一定的時(shí)鐘數(shù)據(jù)信號(hào)自動(dòng)調(diào)整好時(shí)間日期的顯示。本系統(tǒng)以單片機(jī)STC89C54和STC89C58為控制核心，由實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、FSK信號(hào)發(fā)生模塊、解碼芯片HT9032等構(gòu)成。其中實(shí)時(shí)時(shí)鐘采用DS12887可實(shí)現(xiàn)年、月、日、時(shí)、分、秒等時(shí)間信息的采集，F(xiàn)SK信號(hào)發(fā)生模塊、解碼芯片HT9032可以解調(diào)來(lái)電顯示信號(hào)，提取出時(shí)

5、間信息，提供給時(shí)鐘以作校時(shí)。由于DS12887內(nèi)部采用的是晶振，因此受到溫度，自身晶振精度的影響，走時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)固定的時(shí)差，不大于1分鐘/月，因此需要一個(gè)信號(hào)來(lái)校準(zhǔn)，來(lái)電顯示信號(hào)中的時(shí)間信號(hào)是來(lái)自GPS傳送的，在用來(lái)電顯示信號(hào)校時(shí)的時(shí)候，盡管FSK解碼時(shí)會(huì)有一定的時(shí)間，但這時(shí)間比較固定，可在時(shí)鐘顯示時(shí)加上去，因此相對(duì)而言比較精準(zhǔn)。并且如今我國(guó)電話的普及率比較高，在家里通過(guò)來(lái)電顯示信號(hào)校時(shí)比較方便，也容易實(shí)現(xiàn)。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，了解到基于來(lái)電

6、顯示信號(hào)的電子時(shí)鐘最難的就是來(lái)電顯示信號(hào)的解調(diào)以及信號(hào)的傳輸。本設(shè)計(jì)反應(yīng)了基于來(lái)電顯示信號(hào)的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中所要面臨的問(wèn)題以及探討了解決這些問(wèn)題的相關(guān)方法。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；FSK；CID芯片；時(shí)鐘芯片</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In our daily life ca

7、n be seen anytime, anywhere using the phone displays a lot of devices and settings. However, if we dial back the clock to an era half a century ago, when the display has been very little sense now. In recent years, with

8、the radio communications technology and information society progresses, new information emerging display devices, and semiconductor technologies, for modern society, call display technology is also an indispensable techn

9、ology. Meanwhile, in the contemporary li</p><p>　　To address the cumulative error when the clock needs to go the trouble of manual adjustments, the system can automatically receive certain data signals autom

10、atically adjust the clock time and date display.SCM STC89C52 the design for the control of the core, the real-time clock module, FSK signal module, decoder chip HT9032 and other accessories. DS12887 real time clock which

11、 can be achieved by year, month, day, hour and other time information collection, FSK signal module, decoder chip HT9032 Ca</p><p>　　Keywords: SCM; FSK; CID chips; Clock chip</p><p><b>　　目

12、 錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p><b>　　第1章 緒論3</b></p><p>　　1.1系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)總方案3</p><p>　　1.2系統(tǒng)組成方案4</p><p>　　1.2.1來(lái)電顯示格式方案

13、4</p><p>　　1.2.2 FSK制式解碼方案4</p><p>　　1.2.3 數(shù)字時(shí)鐘方案4</p><p>　　第2章 系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.1實(shí)現(xiàn)CID的基本方法6</p><p>　　2.2 CID硬件設(shè)計(jì)9</p><p>　　2.2.1

14、主機(jī)硬件原理及應(yīng)用9</p><p>　　2.2.2 STC89系列高性能單片機(jī)及應(yīng)用9</p><p>　　2.3 CID消息幀格式及技術(shù)要求10</p><p>　　2.3.1單數(shù)據(jù)消息格式11</p><p>　　2.3.2復(fù)合數(shù)據(jù)消息格式11</p><p>　　2.3.3 數(shù)據(jù)定義12</p

15、><p>　　2.3.4 差錯(cuò)檢查13</p><p>　　2.4 來(lái)電顯示器的工作原理14</p><p>　　2.5 時(shí)鐘硬件功能描述14</p><p>　　2.6 時(shí)鐘電路硬件設(shè)計(jì)15</p><p>　　2.6.1鍵盤模塊15</p><p>　　2.6.2 顯示模塊15<

16、;/p><p>　　2.6.3 復(fù)位電路模塊16</p><p>　　2.6.4 時(shí)鐘芯片模塊17</p><p>　　2.6.5 主控模塊17</p><p>　　第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)19</p><p>　　3．1 授時(shí)主程序19</p><p>　　3．2 來(lái)電顯示信號(hào)接收軟件設(shè)計(jì)圖

17、20</p><p>　　3．3 時(shí)鐘模塊軟件設(shè)計(jì)圖21</p><p>　　第4章 制作調(diào)試過(guò)程22</p><p>　　4.1 PCB板制作22</p><p>　　4.2 元器件焊接22</p><p>　　4.3 電路調(diào)試22</p><p>　　4.4 硬件結(jié)構(gòu)組裝22&

18、lt;/p><p>　　4.5 軟件系統(tǒng)編寫調(diào)試22</p><p><b>　　結(jié) 論23</b></p><p><b>　　致 謝23</b></p><p><b>　　[參考文獻(xiàn)]24</b></p><p>　　附錄A 基于來(lái)電顯示信

19、號(hào)電子時(shí)鐘的實(shí)物圖24</p><p>　　附錄B 系統(tǒng)軟件程序25</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　鐘表現(xiàn)已普及千家萬(wàn)戶，連掛紅領(lǐng)巾的小學(xué)童的手腕上也戴起了亮晶晶的電子手表。但遠(yuǎn)古之時(shí)，人們計(jì)時(shí)是毛估估的，晝看日頭，夜觀星月，日出而作，日落而息。三千多年前，我國(guó)祖先最早發(fā)明了用土和石片刻制成的“土圭”與“日規(guī)

20、”兩種計(jì)時(shí)器，成為世界上最早發(fā)明計(jì)時(shí)器的國(guó)家之一。到了銅器時(shí)代，計(jì)時(shí)器又有了新的發(fā)展，用青銅制的“漏壺”取代了“土圭”與“日規(guī)”。東漢元初四年張衡發(fā)明了世界第一架“水運(yùn)渾象”。 14世紀(jì)在歐洲的英、法等國(guó)的高大建筑物上出現(xiàn)了報(bào)時(shí)鐘，鐘的動(dòng)力來(lái)源于用繩索懸掛重錘，利用地心引力產(chǎn)生的重力作用。15世紀(jì)末、16世紀(jì)初出現(xiàn)了鐵制發(fā)條，使鐘有了新的動(dòng)力來(lái)源，也為鐘的小型化創(chuàng)造了條件。隨著鐘表業(yè)的不斷發(fā)展，鐘表產(chǎn)品也在不斷更新?lián)Q代。石英電子鐘表是7

21、0年代興起來(lái)的新型鐘表產(chǎn)品，與機(jī)械表相比，它走時(shí)更為準(zhǔn)確，功能更多，制作的成本電低。瑞士等國(guó)相繼推出了一批新穎奇特的鐘表新產(chǎn)品，如瑞士菲利浦公司生產(chǎn)的光電鐘，可將光源轉(zhuǎn)換成電能作能源的電子表。日本研制成具有錄音、放音等功能的數(shù)字手表，還有翻譯手表、電視手表等。英國(guó)的無(wú)聲鬧聲，到了預(yù)定鐘點(diǎn)，產(chǎn)生振動(dòng)叫醒人，可供耳聾者使用。還有聲控照明鐘、氣溫鐘、火警</p><p>　　在所有電子系統(tǒng)中，時(shí)鐘相當(dāng)于心臟，時(shí)鐘的性能

22、和穩(wěn)定性直通常接決定著整個(gè)系統(tǒng)的性能。因此，時(shí)間信號(hào)的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到人們的日常生活、工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展．人們對(duì)時(shí)間精度的要求也越來(lái)越高．系統(tǒng)時(shí)鐘需要可靠，精確的時(shí)序參考，通常所用的就是晶體。常見的時(shí)鐘源主要有晶體振蕩器模塊（XO）和鎖相環(huán)（PLL）合成器。對(duì)于晶體振蕩器和PLL合成器這兩種主要的系統(tǒng)時(shí)鐘源而言，它們各有其優(yōu)勢(shì)，典型的系統(tǒng)晶振時(shí)鐘源通常使用的是石英晶體振蕩器，它的優(yōu)勢(shì)包括噪聲低和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且可為客戶提供精確的定制頻

23、率等方面；可是，它也有著明顯的缺點(diǎn)，比如只能有晶體來(lái)決定其頻率，一般情況是特定晶體被制成客戶所需的振蕩器, 由此導(dǎo)致交貨周期較長(zhǎng)、生產(chǎn)成本高，最重要的是不利于客戶加快產(chǎn)品上市時(shí)間,難以獲得非標(biāo)準(zhǔn)的頻率。而且其穩(wěn)定性也不是很好。與晶體振蕩器相比, PLL 合成器是一種更加復(fù)雜的系統(tǒng)時(shí)鐘源。其中, 如果單從 PLL來(lái)講, 它通常由電荷泵、相頻檢測(cè)器( PFD)、壓控振蕩器( VCO)和低通濾波器( LPF)等組成。而通用的 PLL合成器時(shí)鐘

24、產(chǎn)生器一般需要外部晶體以及放大反向器, 并再通過(guò)完全集成的 PLL和邏輯電路</p><p>　　大多數(shù)的高精度計(jì)時(shí)工具都使用了石英晶體振蕩器，由于石英表、電子鐘、石英鐘都采用了石英技術(shù)，因此走時(shí)精度高、使用方便、穩(wěn)定性好、不需要經(jīng)常調(diào)校。數(shù)字式電子鐘的計(jì)時(shí)使用集成電路，譯碼器電路代替機(jī)械式傳動(dòng)，用 LED 顯示器代替指針顯示時(shí)間，減小了計(jì)時(shí)誤差，這種時(shí)鐘具有時(shí)、分、秒顯示時(shí)間的功能，還可以進(jìn)行時(shí)、分、秒的校對(duì)，

25、片選的靈活性好。專門的時(shí)鐘芯片還可以提供高精度的準(zhǔn)確時(shí)間。</p><p>　　目前在授時(shí)領(lǐng)域，常采用的授時(shí)方式具體有如下幾種。(1)脈沖對(duì)時(shí)也稱硬對(duì)時(shí)，是利用脈沖的準(zhǔn)時(shí)沿(上升沿或下降沿)來(lái)校準(zhǔn)被授時(shí)設(shè)備。脈沖對(duì)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)是授時(shí)精度高、適應(yīng)性強(qiáng)，使用無(wú)源接點(diǎn)時(shí)：缺點(diǎn)是只可以校準(zhǔn)到秒(用1PPS)，并且其數(shù)據(jù)必需要人工進(jìn)行預(yù)置。(2)串口報(bào)文對(duì)時(shí)也稱軟對(duì)時(shí)，將一組時(shí)間數(shù)據(jù)(年、月、日、時(shí)、分、秒)按照一定的格式(速

26、率和順序等)，然后通過(guò)串行通信接口發(fā)送給被授時(shí)裝置，被授時(shí)裝置利用這組數(shù)據(jù)預(yù)置其內(nèi) 部時(shí)鐘。串口報(bào)文對(duì)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)全面、不需要人工預(yù)置；缺點(diǎn)是授時(shí)精度低、報(bào)文的格式需要授時(shí)和被授時(shí)裝置雙方約定。(3)時(shí)間編碼方式對(duì)時(shí) 為了解決前2種對(duì)時(shí)方式的矛盾，在實(shí)際應(yīng)用中常采取2種對(duì)時(shí)方式結(jié)合的方 法，即串口+脈沖。時(shí)間編碼方式對(duì)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)全面、對(duì)時(shí)精度高、不需要人工預(yù)置；缺點(diǎn)是編碼相對(duì)復(fù)雜，需要傳送2個(gè)信號(hào)。(4)網(wǎng)絡(luò)方式對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)方式對(duì)時(shí)的

27、優(yōu)點(diǎn)是基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、物理實(shí)現(xiàn)方便；缺點(diǎn)是高精度補(bǔ)償算法復(fù)雜。 </p><p>　　本設(shè)計(jì)以單片機(jī)STC89C54和STC89C58為控制核心，由實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、FSK信號(hào)發(fā)生模塊、解碼芯片HT9032等構(gòu)成。其中實(shí)時(shí)時(shí)鐘采用DS12887可實(shí)現(xiàn)年月日時(shí)分秒等時(shí)間信息的采集，F(xiàn)SK信號(hào)發(fā)生模塊、解碼芯片HT9032可以解調(diào)來(lái)電顯示信號(hào)，提取出時(shí)間信息，提供給時(shí)鐘以作校時(shí)。</p><p>　

28、　本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為控制核心，采用模塊化設(shè)計(jì)，共分以下幾個(gè)功能模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、來(lái)電顯示信號(hào)解碼模塊、信號(hào)采集模塊等。</p><p>　　1.單片機(jī)作為整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心，它既是協(xié)調(diào)整機(jī)工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。它由單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等組成。</p><p>　　2.時(shí)時(shí)鐘芯片采用帶 RAM的時(shí)鐘芯片DS12887。該芯片具有100年日歷，可以進(jìn)行時(shí)分秒的計(jì)數(shù)

29、，可編程接口，還具有報(bào)警功能和掉電保存功能，并且可以對(duì)其方便的進(jìn)行程序控制，完全能滿足設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　3.來(lái)電顯示信號(hào)解碼模塊主要采用FSK解碼芯片HT9032實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　4.信號(hào)采集模塊主要由單片機(jī)STC89C54來(lái)完成。</p><p>　　未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)：從單片機(jī)電子時(shí)鐘近年的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，正朝著多層次用戶、多品種、多規(guī)格、高精

30、度、小體積、低能耗等方面發(fā)展，在這種趨勢(shì)下，時(shí)鐘的數(shù)字化，智能化已經(jīng)成為現(xiàn)代數(shù)字時(shí)鐘的研究方向。帶有時(shí)鐘功能的電子產(chǎn)品和電子設(shè)備進(jìn)年來(lái)廣泛地出現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中。例如奧運(yùn)會(huì)倒計(jì)時(shí)顯示屏、鐵路安全顯示屏、生產(chǎn)線看板、體育比賽記時(shí)屏、大型室外高亮度時(shí)鐘等，這類產(chǎn)品覆蓋銀行、醫(yī)院、地鐵車站、體育運(yùn)動(dòng)、電視臺(tái)、監(jiān)控系統(tǒng)、高大建筑物等行業(yè)。作為一種人機(jī)接口方式，語(yǔ)音比LCD，鼠標(biāo)鍵盤等設(shè)備更易于使用。而在設(shè)計(jì)里加上語(yǔ)音提示、音樂或者其他語(yǔ)音功能，還

31、使得設(shè)計(jì)顯得既人性化又有趣，不但能提高開發(fā)者的興趣和積極性，同時(shí)也能讓設(shè)計(jì)作品與眾不同，從而得到了各界領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用所以對(duì)語(yǔ)音的研究有很大的實(shí)際意義[4]。</p><p>　　結(jié)論：通過(guò)以上文獻(xiàn)綜述，不難發(fā)現(xiàn)：</p><p>　　該電子時(shí)鐘具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。</p><p>　　

32、近些年我國(guó)也開始重視對(duì)電子鐘的開發(fā)與設(shè)計(jì)，讓更多的電子時(shí)鐘能夠走進(jìn)人民生活，跟多人能夠應(yīng)用到功能強(qiáng)大，精度高的電子時(shí)鐘。但是仍然存在很多問(wèn)題。</p><p>　　中國(guó)電子鐘產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問(wèn)題中，許多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動(dòng)力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對(duì)自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力

33、薄弱、管理水平落后等。</p><p>　　中國(guó)電子鐘產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告闡述了世界電子鐘產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，分析了中國(guó)電子鐘產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與差距，開創(chuàng)性地提出了“新型電子鐘產(chǎn)業(yè)” 及替代品產(chǎn)業(yè)概念，在此基礎(chǔ)上，從四個(gè)維度即“以人為本”、“科技創(chuàng)新”、“環(huán)境友好”和“面向未來(lái)”準(zhǔn)確地界定了“新型電子鐘產(chǎn)業(yè)” 及替代產(chǎn)品的內(nèi)涵。根據(jù)“新型電子鐘產(chǎn)業(yè)” 及替代品的評(píng)價(jià)體系和量化指標(biāo)體系，從全新的角度對(duì)中國(guó)電子鐘產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了推

34、演和精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)中國(guó)的行政區(qū)劃和四大都市圈的電子鐘產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了全面的研究。</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)總方案</p><p>　　圖1.1 基于來(lái)電顯示信號(hào)的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)總框圖</p><p>　　本時(shí)鐘的基本設(shè)計(jì)思想是接受一個(gè)來(lái)電顯示信號(hào)，通

35、過(guò)FSK解碼，獲取其中的時(shí)間數(shù)據(jù)信號(hào)，然后對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行校時(shí)，使其可以自動(dòng)調(diào)整好時(shí)間日期的顯示，能達(dá)到誤差在1分鐘之內(nèi)</p><p><b>　　1.2系統(tǒng)組成方案</b></p><p>　　1.2.1來(lái)電顯示格式方案</p><p>　　美國(guó)貝爾通信研究所最先采用語(yǔ)音頻帶數(shù)據(jù)通信的調(diào)制與解調(diào)技術(shù),利用連續(xù)的頻移鍵控(即FSK)方式傳送主叫用戶

36、的姓名,呼叫日期和時(shí)間等信息.后來(lái)部分歐洲國(guó)家則采用雙音多頻(即DTMF)方式傳送.從而形成了目前來(lái)電顯示的FSK和DTMF兩種制式。FSK制式采用相位連續(xù)二進(jìn)制頻移鍵控的編碼方法,將呼叫識(shí)別信息轉(zhuǎn)換成FSK編碼傳輸.其特點(diǎn)是傳輸格式較復(fù)雜,但傳送信息多,除電話號(hào)碼外,還能傳送時(shí)間,日期及姓名等信息. (2)DTMF制式利用雙音多頻信號(hào)傳送電話號(hào)碼.其特點(diǎn)是傳輸格式簡(jiǎn)單,傳送信息少,只能傳送電話號(hào)碼。由于此次設(shè)計(jì)需要的時(shí)間信號(hào)，所以選擇

37、使用FSK制式。</p><p>　　1.2.2 FSK制式解碼方案</p><p>　　對(duì)于FSK的解碼，主要有基于鎖相解調(diào)、專用電路和基于DSP的3種解調(diào)方式。基于專用電路的解調(diào)方式實(shí)用簡(jiǎn)單、成本低廉、性能可靠，比較適合小型來(lái)電顯示機(jī)的設(shè)計(jì)。絕大部分來(lái)電顯示產(chǎn)品都采用此種方式。鎖相環(huán)解碼方式基于硬件FSK解調(diào)，一般通信解調(diào)電路都采用這種方式，其優(yōu)點(diǎn)是靈敏度很高，尤其在信噪比低的情況下性

38、能突出，缺點(diǎn)是電路相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，調(diào)試不便，而且對(duì)于大部分?jǐn)?shù)字鎖相環(huán)集成電路，當(dāng)VCO工作在高頻(>6 MHz)時(shí)受溫度影響很大，一定要加個(gè)溫度補(bǔ)償電路方才可以正常工作?；贒SP的解碼是純軟件解調(diào)方式，優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)靈活，修改方便，但是相對(duì)于專用電路解調(diào)方式來(lái)說(shuō)成本過(guò)高，在信噪比差的情況下，算法要做相應(yīng)的調(diào)整。所以此次設(shè)計(jì)主要由HT9032和單片機(jī)STC89C54組成。</p><p>　　1.2.3 數(shù)字

39、時(shí)鐘方案</p><p>　　在設(shè)計(jì)電子時(shí)鐘電路時(shí)，有兩個(gè)可選方案：</p><p>　　方案一：電子時(shí)鐘不設(shè)本機(jī)時(shí)間電路，完全依賴來(lái)電顯示信號(hào)模塊發(fā)出的時(shí)間信息，接收到后顯示出來(lái)。</p><p>　　方案二：電子時(shí)鐘具有本機(jī)時(shí)鐘的電路，當(dāng)接收到來(lái)電顯示信號(hào)后，校正本機(jī)時(shí)鐘集成電路數(shù)據(jù)。</p><p>　　第一個(gè)方案太過(guò)依賴于來(lái)電顯示信號(hào)

40、，如果沒有來(lái)電顯示信號(hào)進(jìn)來(lái)，電子時(shí)鐘將無(wú)法正常工作。方案二可以讓時(shí)鐘有自己的時(shí)間系統(tǒng)，在沒有來(lái)電顯示信號(hào)的時(shí)候也可以進(jìn)行計(jì)時(shí)。考慮到授時(shí)時(shí)鐘的穩(wěn)定性，選用第二方案。</p><p>　　電子時(shí)鐘的本機(jī)時(shí)鐘電路也有兩種方案可選：</p><p>　　方案一：可直接用軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘，在單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器設(shè)三個(gè)字節(jié)分別存放時(shí)鐘的時(shí)、分、秒信息。利用定時(shí)器與軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)1秒定時(shí)中斷，每產(chǎn)生一次中斷

41、，存儲(chǔ)器內(nèi)相應(yīng)的秒值加1；若秒值達(dá)到60，則將其清零，并將相應(yīng)的分字節(jié)值加1；若分值達(dá)到60，則清零分字節(jié)，并將時(shí)字節(jié)值加1；若時(shí)值達(dá)到24，則將十字節(jié)清零。具有硬件電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。但由于每次執(zhí)行程序時(shí)，定時(shí)器都要重新賦初值，所以該時(shí)鐘精度不高。而且，由于是軟件實(shí)現(xiàn)，當(dāng)單片機(jī)不上電，程序不執(zhí)行時(shí)，時(shí)鐘將不工作。</p><p>　　方案二：也可以使用時(shí)鐘芯片DS12887A。該芯片內(nèi)部采用石英晶體振蕩器，其芯片精

42、度不大于10ms/年，且具有完備的時(shí)鐘鬧鐘功能，因此，可直接對(duì)其以用于顯示或設(shè)置，使得軟件編程相對(duì)簡(jiǎn)單。為保證時(shí)鐘在電網(wǎng)電壓不足或突然掉電等突發(fā)情況下仍能正常工作，芯片內(nèi)部包含鋰電池。當(dāng)電網(wǎng)電壓不足或突然掉電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到內(nèi)部鋰電池供電系統(tǒng)。而且即使系統(tǒng)不上電，程序不執(zhí)行時(shí)，鋰電池也能保證芯片的正常運(yùn)行，以備隨時(shí)提供正確的時(shí)間[12]。</p><p>　　DS12887還有以下幾個(gè)特點(diǎn):</p>

43、<p>　　可作為 IBM AT計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘和日歷</p><p>　　與MC146818B和DS1287的管腳兼容</p><p>　　在沒有外部電源的情況下可工作10年</p><p>　　自帶晶體振蕩器及電池</p><p>　　可計(jì)算到2100年前的秒、分、小時(shí)、星期、日期、月、年七種日歷信息并帶閏年</p>

44、;<p><b>　　補(bǔ)償</b></p><p>　　用二進(jìn)制碼或BCD碼代表日歷和鬧鐘信息</p><p>　　有12和24小時(shí)兩種制式，12小時(shí)制時(shí)有AM和PM提示</p><p><b>　　可選用夏令時(shí)模式</b></p><p>　　可以應(yīng)用于MOTOROLA和INTEL兩

45、種總線</p><p>　　基于時(shí)鐘芯片的上述優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用方案二完成數(shù)字時(shí)鐘的功能</p><p>　　現(xiàn)在市場(chǎng)上成熟的單片機(jī)應(yīng)用非常多，有AT89系列的和STC89系列，此次設(shè)計(jì)選用的是STC89C58芯片做為驅(qū)動(dòng)數(shù)字電子時(shí)鐘電路的處理器。</p><p>　　選擇STC89C58芯片作為驅(qū)動(dòng)數(shù)字電子時(shí)鐘的處理器，主要出于STC89C54單片機(jī)主要有以下幾個(gè)特

46、點(diǎn)[1]：</p><p>　　高抗靜電 （E S D 保護(hù) ）</p><p>　　高速：1 個(gè)時(shí)鐘/ 機(jī)器周期，RISC 型8051 內(nèi)核，速度比普通8051 快 12倍 </p><p>　　輕松過(guò)4KV 快速脈沖干擾(EFT測(cè)試）</p><p>　　寬電壓，不怕電源抖動(dòng) 寬電壓：5.5～3.4V，</p><

47、;p>　　寬溫度范圍,-40 ℃～85 ℃</p><p>　　I / O 口經(jīng)過(guò)特殊處理</p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部的電源供電系統(tǒng)經(jīng)過(guò)特殊處理低功耗設(shè)計(jì)：空閑模式，掉電模式 （可由外部中斷喚醒）</p><p>　　工作頻率：0～35MHz，相當(dāng)于普通8051：0～420MHz </p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘電路經(jīng)過(guò)特

48、殊處理時(shí)鐘：外部晶體或內(nèi)部RC 振蕩器可選，在 ISP 下載編程用戶程序時(shí)設(shè)置12K/10K/8K/6K/4K/2K字節(jié)片內(nèi)Flash 程序存儲(chǔ)器，擦寫次數(shù) 10萬(wàn)次以上</p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部的復(fù)位電路經(jīng)過(guò)特殊處理 </p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部的看門狗電路經(jīng)過(guò)特殊處理</p><p>　　全雙工異步串行口(UART),兼容普通8051 的串口。<

49、/p><p>　　在接收到來(lái)電顯示信號(hào)后，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的處理，將時(shí)間信號(hào)顯示在數(shù)碼管上，考慮到課題的要求，于是在軟件實(shí)現(xiàn)和編寫上增加顯示農(nóng)歷時(shí)間和星期幾。</p><p>　　第2章 系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1實(shí)現(xiàn)CID的基本方法</p><p>　　實(shí)現(xiàn)CID 的基本方法是發(fā)端交換機(jī)將主叫號(hào)碼等通過(guò)局間信令系統(tǒng)(例如 NO.

50、7 信令系統(tǒng))傳送給終端交換機(jī),終端交換機(jī)將主叫識(shí)別信息以移頻鍵控FSK 的方式送給被叫用戶終端設(shè)備如圖2.1。</p><p>　　圖2.1 CID 傳送方法示意</p><p>　　主叫號(hào)碼信息常采用頻移鍵控（FSK）方式，在被叫用戶掛機(jī)（On-Hook）或摘機(jī)通信狀態(tài)下傳送。終端交換機(jī)將主叫識(shí)別信息送給被叫用戶終端設(shè)備在下述兩種狀態(tài)下進(jìn)行：一種是用戶終端掛機(jī)狀態(tài)，另一種是用戶終端

51、通話狀態(tài)[9]。</p><p>　?、賿鞕C(jī)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)傳送</p><p>　　掛機(jī)狀態(tài)下的傳送方法是終端交換機(jī)將主叫識(shí)別信息在第一次振鈴和第二次振鈴間隔期間送給被叫用戶終端設(shè)備。在一次呼叫中若被叫用戶申請(qǐng)了CID 業(yè)務(wù)，則終端交換機(jī)向該被叫用戶傳送主叫識(shí)別信息數(shù)據(jù)。傳送時(shí)序如圖2.2 所示</p><p>　　圖2.2 主叫識(shí)別信息數(shù)據(jù)傳送的時(shí)序</p&

52、gt;<p>　　符號(hào) 時(shí)間值 </p><p>　　A 鈴流</p><p>　　B 0.5～1.5s 第一次振鈴結(jié)束與數(shù)據(jù)傳送開始之間的時(shí)間間隔</p><p>　　C ≤2.9s 傳送數(shù)據(jù)的時(shí)間包括信道占用信號(hào)Channel Seizure Signal和標(biāo)志信號(hào)Ma

53、rk Single</p><p>　　D 200ms 數(shù)據(jù)傳送結(jié)束與第二次振鈴開始之間的時(shí)間隔</p><p>　　E 1s 鈴流</p><p>　　B+C+D 應(yīng)≤3.6s 各時(shí)段可根據(jù)具體情況定。</p><p>　　在數(shù)據(jù)傳送前或過(guò)程中,如果用戶摘機(jī),則傳送停止且呼叫處理正常

54、進(jìn)行。我國(guó)規(guī)定：鈴流源為25HZ。振鈴為5秒斷續(xù)（即一秒送4秒停）。</p><p>　?、?通話狀態(tài)下的數(shù)據(jù)傳送</p><p>　　通話狀態(tài)下的傳送方法是指當(dāng)具有CAll ID功能的用戶乙已經(jīng)與用戶甲處在通話狀態(tài)下，第三方面用戶丙呼叫用戶乙時(shí)，在用戶乙終端設(shè)備上顯示用戶丙的識(shí)別信息。在此狀態(tài)下，必須以“呼叫等待（call waiting）”業(yè)務(wù)作為CID業(yè)務(wù)前提，如圖2.3所示。<

55、;/p><p>　　圖2.3通話狀態(tài)下傳送</p><p>　　在接受來(lái)話時(shí)用戶作為被叫可以要求提供CID業(yè)務(wù)，也可以不要求提供此業(yè)務(wù)。</p><p>　　a、 在通話狀態(tài)下傳送數(shù)據(jù), 一開始交換機(jī)屏蔽與對(duì)話端的話音通路，然后將提示序列向被叫用戶傳送。提示序列由電話終端提示信號(hào)（CAS）和用戶提示音（SAS） 組成。電話終端提示信號(hào)（CAS）是用來(lái)提示電話終端準(zhǔn)備接收

56、數(shù)據(jù)。用戶提示音（SAS）的作用是提示用戶有新等待的呼叫，可采用呼叫等待音。</p><p>　　b、為防止近端干擾，電話終端收到CAS 信號(hào)后就將送受話器靜音，然后將數(shù)據(jù)接收器連接到用戶線上，最后用應(yīng)答（ACK） 信號(hào)響應(yīng)以通知交換機(jī)已準(zhǔn)備好。</p><p>　　c、ACK 信號(hào)傳送到交換機(jī)后，數(shù)據(jù)傳送開始。交換機(jī)將消息發(fā)送給電話終端，在數(shù)據(jù)傳送一結(jié)束后就馬上恢復(fù)與對(duì)話端的話音通路，同

57、時(shí)將話機(jī)的話音通路恢復(fù)，通話狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送的信號(hào)順序如圖2.4所示：</p><p>　　圖2.4 通話狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送順序</p><p>　　d、在通話狀態(tài)下傳送提示序列和數(shù)據(jù)期間，交換機(jī)應(yīng)以至少50dB 的損耗阻塞與對(duì)端的話音傳送，防止這些信號(hào)到達(dá)遠(yuǎn)端。</p><p>　　e、 乙用戶所在的交換機(jī)若一查出乙用戶的一個(gè)瞬斷flash 信號(hào)或用戶掛機(jī)，則停止數(shù)據(jù)傳送，

58、并按正常接續(xù)處理。 </p><p>　　f、若交換機(jī)查出用戶丙或用戶甲掛機(jī)，則繼續(xù)數(shù)據(jù)傳送。若用戶乙在15s 內(nèi)未對(duì)新插入的呼叫進(jìn)行響應(yīng)，交換機(jī)將釋放新的呼叫。</p><p>　　2.2 CID硬件設(shè)計(jì)</p>&l

59、t;p>　　2.2.1主機(jī)硬件原理及應(yīng)用</p><p>　　此設(shè)計(jì)的來(lái)電顯示器，能夠產(chǎn)生符合國(guó)際和Bell202標(biāo)準(zhǔn)的FSK碼標(biāo)準(zhǔn)序列信號(hào)，其硬件主要由HT9032單片機(jī)、FSK信號(hào)發(fā)生模塊、LCD存儲(chǔ)器等構(gòu)成。其電路框圖如圖2.5：</p><p>　　圖2.5來(lái)電顯示框圖</p><p>　　2.2.2 STC89系列高性能單片機(jī)及應(yīng)用</p>

60、;<p>　　STC89系列單片機(jī)是MCS-51系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品。它們?cè)谥噶钕到y(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源上與標(biāo)準(zhǔn)8052單片機(jī)完全兼容，DIP40封裝系列與8051為pin-to-pin兼容[2]。STC89系列單片機(jī)高速(最高時(shí)鐘頻率90MHz)，低功耗，在系統(tǒng)/在應(yīng)用可編程(ISP，IAP),不占用戶資源</p><p>　　STC89C54是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)器（FPERO

61、M-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低電壓，高性能COMOS8的微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL搞密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容[3]。</p><p>　　STC89C54具體介紹如下：</p><p>　?、?主電源引腳（2根）</p><p&

62、gt;　　VCC(Pin40)：電源輸入，接＋5V電源</p><p>　　GND(Pin20)：接地線</p><p>　?、谕饨泳д褚_（2根）</p><p>　　XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端</p><p>　　XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端</p><p><b>

63、　　③控制引腳（4根）</b></p><p>　　RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。</p><p>　　ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào)</p><p>　　PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)</p><p>　　EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器

64、的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。</p><p>　?、芸删幊梯斎?輸出引腳（32根）</p><p>　　STC89C54單片機(jī)有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、P1、P2、P3口，每個(gè)口有8位（8根引腳），共32根。</p><p>　　PO口（Pin39～Pin32）：8位雙向I/O口線，名稱為P0.0

65、～P0.7</p><p>　　P1口（Pin1～Pin8）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P1.0～P1.7 </p><p>　　P2口（Pin21～Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P2.0～P2.7 </p><p>　　P3口（Pin10～Pin17）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P3.0～P3.7</p><p>　　STC

66、89C54主要功能如表2.6所示。</p><p>　　表2.6 STC89C52主要功能</p><p>　　2.3 CID消息幀格式及技術(shù)要求</p><p>　　符合國(guó)際式Bell202標(biāo)準(zhǔn)的電話主叫識(shí)別信息數(shù)據(jù)的格式有兩種：?jiǎn)螖?shù)據(jù)消息格式（singledate,message tormat）和復(fù)合數(shù)據(jù)消息格式(multipledate,message to

67、rmat)。</p><p>　　2.3.1單數(shù)據(jù)消息格式 </p><p>　　消息頭和消息體組成了單數(shù)據(jù)消息格式，消息類型和消息長(zhǎng)度組成了消息頭，它們均為 8 比特字，消息的特征可通過(guò)消息類型的值來(lái)識(shí)別。后面所跟的消息字的長(zhǎng)度可通過(guò)消息長(zhǎng)度來(lái)指明，而且消息體包括交換機(jī)需傳給終端用戶的信息，消息體可容納 1~255 個(gè) 8 比特的消息字，每個(gè)字可用8比特帶校驗(yàn)位的七位編碼字符集。<

68、/p><p>　　2.3.2復(fù)合數(shù)據(jù)消息格式</p><p>　　和單數(shù)據(jù)格式相同，消息體和消息頭組成了復(fù)合數(shù)據(jù)消息格式。不同的是，復(fù)合數(shù)據(jù)的消息體是一個(gè)或者多個(gè)小的消息，稱為參數(shù)消息，組成參數(shù)消息同樣具有參數(shù)體和參數(shù)頭。參數(shù)頭包括參數(shù)長(zhǎng)度和參數(shù)類型，它們都為比特字。后續(xù)參數(shù)字可用參數(shù)類型值來(lái)識(shí)別，參數(shù)體中參數(shù)字的數(shù)目可用參數(shù)長(zhǎng)度來(lái)指明。在復(fù)合數(shù)據(jù)信息格式中，不同特片產(chǎn)生的不同消息允許在同一個(gè)

69、幀中傳送[10]。</p><p>　　標(biāo)志信號(hào)、信道占用信號(hào)、數(shù)據(jù)信息和校驗(yàn)字組成了一個(gè)完整的消息幀。當(dāng)電話終端準(zhǔn)備接收時(shí)，可用數(shù)據(jù)標(biāo)志信號(hào)和信道占用信號(hào)來(lái)提示；差錯(cuò)檢查可用校驗(yàn)字來(lái)作。</p><p>　?、贅?biāo)志信號(hào)。在掛機(jī)狀態(tài)下，程控交換機(jī)向用戶發(fā)送主叫信息時(shí)要先發(fā)送的第二個(gè)標(biāo)志信號(hào)，由180個(gè)標(biāo)志位（邏輯“1”）組成。在通話狀態(tài)下，此信號(hào)不發(fā)送。</p><p&

70、gt;　　②信道占用信號(hào)。這是發(fā)送主叫信息時(shí)要首先發(fā)出的頭標(biāo)志，由一組300個(gè)連續(xù)的“0”和“1”交替地組成。其第一個(gè)位為“0”，最后一個(gè)位為“1”。在通話狀態(tài)下，此信號(hào)不發(fā)送。 </p><p>　?、蹣?biāo)志位。程控交換機(jī)根據(jù)線路使用情況隨機(jī)插入的標(biāo)志位，由0～10個(gè)邏輯“1”組成。 </p><p>　　圖2.7單數(shù)據(jù)和復(fù)合數(shù)據(jù)消息格式</p><p>　?、軘?shù)

71、據(jù)字。主叫信息，每個(gè)數(shù)據(jù)字之前先要行一次“0”作起始位，在最后加一位“1”作結(jié)束位，每個(gè)數(shù)字的最低位先發(fā)送。最后，實(shí)際每個(gè)字為10位，即1PXXXXXXX0，其中的P為奇偶校驗(yàn)位。 </p><p>　　當(dāng)電話主叫信息數(shù)據(jù)被傳送時(shí)，首先發(fā)送信道占用信號(hào)，然后發(fā)送標(biāo)志信號(hào)，最后連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)字。根據(jù)數(shù)據(jù)傳送情況，一些標(biāo)志位被間隔地插入。一般標(biāo)志位可以加在如下字的傳送之間： </p><p>　

72、　a. 消息長(zhǎng)度字與第一個(gè)參考數(shù)字或消息字之間； </p><p>　　b. 消息類型字與消息長(zhǎng)度之間；</p><p>　　c. 參考長(zhǎng)度字與第一個(gè)參考字之間；</p><p>　　d. 參數(shù)類型字與相應(yīng)的參數(shù)長(zhǎng)度字之間； </p><p>　　e. 最后一個(gè)參考字或消息字與校驗(yàn)字之間； </p><p>　　f.

73、 最后一個(gè)參數(shù)字與下一個(gè)參數(shù)類型字之間。 </p><p>　　2.3.3 數(shù)據(jù)定義</p><p>　　(1) 消息類型字</p><p>　　消息類型字的值(16 進(jìn)制數(shù)表示)從 00~FF可定義 256 種不同特征的消息,見表 2.8。</p><p>　　表2.8 消息類型定義</p><p>　　(

74、2) 消息長(zhǎng)度字</p><p>　　消息長(zhǎng)度字為消息體中消息字的數(shù)目，用 16 進(jìn)制表示，值為 00~FF。</p><p>　　(3) 參數(shù)類型字</p><p>　　參數(shù)類型字的值(16 進(jìn)制數(shù)表示)從 00~FF可定義 256 種不同特征的參數(shù)，見表 2.9。</p><p>　　表2.9參數(shù)類型定義</p><

75、;p>　　(5) 消息字和參數(shù)字</p><p>　　單數(shù)據(jù)消息格式消息字有以下各項(xiàng)：</p><p>　　a) 主叫號(hào)碼(如果允許顯示)；</p><p>　　b) 如果不允許顯示主叫號(hào)碼,將傳送字符“P”；</p><p>　　c) 當(dāng)終端交換機(jī)無(wú)法得到主叫號(hào)碼時(shí),將傳送字符“O”；</p><p>　　d

76、) 日期，時(shí)間 （月,日,時(shí),分） 共 8 個(gè)字節(jié)；</p><p>　　單數(shù)據(jù)消息格式消息按消息類型(如: 04H )、消息字、消息長(zhǎng)度、月、日、時(shí)、分、主</p><p>　　叫號(hào)碼（或“O”或“P”）順序排列組成；</p><p>　　復(fù)合數(shù)據(jù)消息格式參數(shù)字有以下各項(xiàng)：</p><p><b>　　a) 主叫姓名；</

77、b></p><p>　　b) 無(wú)主叫姓名，用字符“P” 或”O(jiān)”表示;</p><p>　　c) 無(wú)主叫號(hào)碼，用字符“P” 或“O” 表示；</p><p>　　d) 日期，時(shí)間 （月，日，時(shí)，分）共 8 個(gè)字符；</p><p><b>　　e) 主叫號(hào)碼；</b></p><p&g

78、t;　　復(fù)合數(shù)據(jù)消息格式消息體一般按消息類型（如：80H）、參數(shù)消息（日期、</p><p>　　時(shí)間）、消息長(zhǎng)度、參數(shù)消息（主叫姓名或“O”或“P”） 、參數(shù)消息（主叫號(hào)碼，或“O”或“P”）的順序排列組成。</p><p>　　所有的參數(shù)字和消息字都有奇偶校驗(yàn)位（即比特位7）采用奇校驗(yàn)的方式。</p><p>　　2.3.4 差錯(cuò)檢查</p>&l

79、t;p>　　通過(guò)一定的算法發(fā)送器計(jì)算出消息的校驗(yàn)字然后附加到消息后面，接收器在收到消息幀后重新計(jì)算出校驗(yàn)字然后與收到的校驗(yàn)字相比較。如果兩值相同則消息正確收到，校驗(yàn)字的算法是將消息數(shù)據(jù)（即消息長(zhǎng)度字和消息數(shù)據(jù)字，單數(shù)據(jù)格式的消息類型字；所有的參數(shù)類型字，復(fù)合數(shù)據(jù)格式的消息類型字消息長(zhǎng)度字，所有的參數(shù)長(zhǎng)度字和所有的參數(shù)數(shù)據(jù)字）按 256 的模式和取補(bǔ)來(lái)得到校驗(yàn)字。</p><p>　　來(lái)電顯示信號(hào)在第1聲振鈴

80、和第2聲振鈴之間發(fā)送，所以一般檢測(cè)到振鈴時(shí)開始接收來(lái)電顯示信息。</p><p>　　2.4 來(lái)電顯示器的工作原理</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用H0ltek公司生產(chǎn)的FSK解碼芯片HT9032。HT9032是用來(lái)接收物理層主叫識(shí)別信息的低功耗CMOS集成芯片。它滿足CCITT V．23 1200 b／sFSK數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)和Bell 202，而且還能檢測(cè)載波和振鈴。電話線通過(guò)接口電路接到H

81、T9032的RING、TIP、RDETl和RDET2引腳。當(dāng)有振鈴信號(hào)到來(lái)時(shí)，HT9032下降沿被觸發(fā)。HT9032在第1次和第2次振鈴之間，將邏輯“1”=(1200±12)Hz、“O”=(2 200±22)Hz，傳輸速率為1200 b／s的FSK信號(hào)解調(diào)成串行異步二進(jìn)制數(shù)據(jù)。當(dāng)檢測(cè)到有效載波信號(hào)進(jìn)來(lái)時(shí)，下降沿被觸發(fā)。如果DOUTC腳只輸出主叫識(shí)別信號(hào)； DOUT腳輸出標(biāo)志信號(hào)(由180個(gè)<掛機(jī)狀態(tài)下>或

82、80個(gè)<通話狀態(tài)下>標(biāo)志位<邏輯1>組成，即持續(xù)的高電平)，信道占用信號(hào)(由一組300個(gè)連續(xù)的O和1交替組成，第1位為0，最后1位為1，在通話狀態(tài)下信道占用信號(hào)不發(fā)送)，以及主叫識(shí)別信號(hào)的所有信號(hào)。</p><p>　　STC89C54的外部中斷接到1HT9032的引腳，如果有振鈴信號(hào)，外部中斷1被觸發(fā)。STC89C54的外部中斷O接HT9032的引腳，如果檢測(cè)到有效解調(diào)后的主叫識(shí)別信號(hào)，

83、外部中斷0被觸發(fā)。STC89C54的串行接地引腳接HT9032的DOUTC引腳。如果檢測(cè)到有效載波信號(hào)和振鈴，串口中斷便被打開，解調(diào)的FSK信號(hào)被接收，得到來(lái)電信息。將被HT9032解調(diào)出的FSK基帶信號(hào)送入STC89C54的捕獲中斷，信號(hào)傳送速率為1200 b／s，所以將ST89C54波特率設(shè)定為1200 b／s，并利用串口對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，從而得到O、1比特流。將其按10位合成字節(jié)信息，每個(gè)字節(jié)起始位為1，結(jié)束位為O，中間8位為信息。

84、最后根據(jù)主叫識(shí)別的單數(shù)據(jù)消息格式提取所需的消息字，得到來(lái)電日期，然后信息顯示在LCD顯示屏上。 </p><p>　　2.5 時(shí)鐘硬件功能描述</p><p>　　此數(shù)字鐘利用單片機(jī)STC89C58和時(shí)鐘芯片DS12887設(shè)計(jì)完成。數(shù)字鐘能夠完成24小時(shí)制計(jì)時(shí)以及實(shí)現(xiàn)日歷（農(nóng)歷以及陰歷兩種格式）的功能。用戶可以通過(guò)按鍵調(diào)整實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘校時(shí)，也可以通過(guò)接收來(lái)電顯示信號(hào)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)校時(shí)。<

85、;/p><p>　　2.6 時(shí)鐘電路硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.6.1鍵盤模塊</b></p><p>　　該時(shí)鐘還具有用戶自動(dòng)調(diào)校模式，用戶可以根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)校時(shí)間。所以在硬件設(shè)計(jì)時(shí)需要加入按鍵模塊，用來(lái)滿足用戶調(diào)校的要求。所以在設(shè)計(jì)電路是需要加入按鍵模塊。</p><p>　　圖2.10 鍵盤顯示電路圖&

86、lt;/p><p>　　2.6.2 顯示模塊</p><p>　　一個(gè)良好的顯示模塊對(duì)一個(gè)系統(tǒng)十分的重要，顯示模塊將用來(lái)顯示所有的操作結(jié)果和計(jì)時(shí)結(jié)果。同時(shí)顯示模塊提供了良好的人機(jī)交互平臺(tái)。常用的顯示模式有點(diǎn)陣顯示、LED 8段數(shù)碼管顯示和液晶顯示。</p><p>　　液晶顯示屏（LCD）具有輕薄短小、無(wú)輻射、低耗電量危險(xiǎn)、影象穩(wěn)定不閃爍以及平面直角顯示等優(yōu)勢(shì)，畫面效果

87、好，可視面積大，分辨率高，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。但同時(shí)液晶有著偏高的成本。在使用時(shí)，如果有靜電干擾，則易將液晶的顯示芯片燒壞。鑒于LED 8段數(shù)碼管比較容易實(shí)現(xiàn)，成本也比較低的特點(diǎn)，最終確定使用共陰極數(shù)碼管來(lái)顯示[8]。</p><p>　　本系統(tǒng)顯示模塊由三塊74LS164芯片和十個(gè)0.5寸的兩位一體八段數(shù)碼管以及兩塊0.8寸的兩位一體八段數(shù)碼管組成。74LS164用來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管以及控制位選。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中大量

88、使用的LED，最常用的是七段LED，7段實(shí)際上是a,b,c,d,e,f,g7個(gè)發(fā)光二極管。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆劃發(fā)光，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。</p><p>　　在該設(shè)計(jì)電路中，加入了3片74L164作為選碼輸出用，可以驅(qū)動(dòng)24位，由p1口輸出段碼。同時(shí)鑒于單片機(jī)輸出端口的電流不足以驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼顯示管的顯示，故加入了三極管作為放大之用，使之能夠有足夠大的電流驅(qū)動(dòng)LED

89、數(shù)碼顯示管[11]。</p><p>　　2.6.3 復(fù)位電路模塊</p><p>　　圖2.11 復(fù)位電路</p><p>　　單片機(jī)為了防止系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的因素產(chǎn)生，特別是射頻干擾和震蕩電源穩(wěn)定性因素產(chǎn)生的干擾，在出于以上因素的考慮設(shè)計(jì)出復(fù)位電路。</p><p>　　復(fù)位電路主要的功能是是整個(gè)系統(tǒng)初始化，在每次上電時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)初始化，系統(tǒng)上

90、電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)，但有時(shí)為了可靠期間，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，這樣可以防止電源開關(guān)或電源插頭的結(jié)合和憤慨過(guò)程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。還有就是如果在程序運(yùn)行的過(guò)程中程序沒有響應(yīng)或者需要進(jìn)行一次初始化，這是可以通過(guò)按復(fù)位開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)需要的有效操作[7]。</p><p>　　2.6.4 時(shí)鐘芯片模塊</p><p>　　圖 2.12 DS128

91、87 時(shí)鐘硬件電路圖</p><p>　　時(shí)鐘模塊采用采用帶 RAM的時(shí)鐘芯片DS12887。該芯片可以進(jìn)行時(shí)分秒的計(jì)數(shù)，具有100年日歷，可編程接口，還具有報(bào)警功能和掉電保存功能，并且可以對(duì)其方便的進(jìn)行程序控制，能很好的符合要求。其電路如圖2.12所示。</p><p>　　2.6.5 主控模塊</p><p>　　圖2.13單片機(jī)最小系統(tǒng)</p>

92、<p>　　CPU選用STC89C58對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制：</p><p>　　1）它將DS12887數(shù)據(jù)接受并輸出到LED，實(shí)現(xiàn)時(shí)間的顯示；</p><p>　　2）根據(jù)鍵盤輸入調(diào)用相應(yīng)鍵處理子程序，實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)整；</p><p>　　3）接收STC89C54輸入的數(shù)據(jù)，進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)換，然后輸出到LED顯示器顯示出來(lái)。</p><p

93、>　　DS12887是為了時(shí)鐘的自走模式通過(guò)以下方式與STC89C58相連。</p><p>　　主控模塊的核心組成部分是單片機(jī)STC89C58，它的工作是所有操作任務(wù)的調(diào)控與分派。STC89C58內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器用來(lái)構(gòu)成振蕩器，此放大器的輸入端和輸出端分別是引腳XTALl和XTAL2?？梢杂蓛?nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生時(shí)鐘。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖2.13(a) 所示，外接定時(shí)元件在XTALl和XT

94、AL2引腳上，內(nèi)部振蕩器就會(huì)產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件通常采用電容和石英晶體組成的并聯(lián)諧振回路?？梢栽?.2～12MHz之間選擇晶體振蕩頻率，在5～30pF之間選擇電容值，電容值的大小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用。</p><p>　　外部方式的時(shí)鐘電路如圖2.13（b）所示，XTALl接地，XTAL2接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩

95、分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和P2，供單片機(jī)使用。</p><p>　　圖2.14中電容C6和C7以及外接晶體構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，它們起快速起、振穩(wěn)定振蕩頻率的作用，晶振頻率選6MHz，其值均為30P左右。</p><p>　　其中TXD是串行輸出口，RXD是串行輸入口。當(dāng)來(lái)電顯示信號(hào)由FSK解碼芯片HT9032解調(diào)出時(shí)間信號(hào)后，通過(guò)STC89C54的TXD引腳傳輸?shù)綍r(shí)鐘部分STC89C58的

96、RXD引腳，從而實(shí)現(xiàn)來(lái)電顯示時(shí)間信號(hào)對(duì)時(shí)鐘的校時(shí)功能[6]</p><p>　　（a）內(nèi)部方式時(shí)鐘電路 （b）外部方式時(shí)鐘電路</p><p><b>　　圖2.14時(shí)鐘電路</b></p><p>　　第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3．1 授時(shí)主程序<

97、;/b></p><p>　　授時(shí)器的主要作用就是將來(lái)電顯示信號(hào)中的時(shí)間信號(hào)通過(guò)FSK解碼提取出來(lái)，然后通過(guò)串口傳輸給將信號(hào)發(fā)送出去，其設(shè)計(jì)主程序如圖2.15所示。，</p><p>　　圖2.15 授時(shí)主程序軟件流程圖</p><p>　　3．2 來(lái)電顯示信號(hào)接收軟件設(shè)計(jì)圖</p><p>　　來(lái)電顯示信號(hào)通過(guò)電話線進(jìn)來(lái)，然后將FSK

98、信號(hào)解調(diào)成串行異步二進(jìn)制數(shù)據(jù) ，接著傳送到STC89C54進(jìn)行處理，最終將來(lái)電顯示信號(hào)中的時(shí)間、主叫號(hào)碼這些信息通過(guò)液晶顯示屏顯示出來(lái)。軟件設(shè)計(jì)流程如圖2.16.</p><p>　　圖2.16來(lái)電顯示信號(hào)接收軟件設(shè)計(jì)圖</p><p>　　3．3 時(shí)鐘模塊軟件設(shè)計(jì)圖</p><p>　　時(shí)鐘模塊由時(shí)鐘芯片提供時(shí)間信號(hào)，單片機(jī)處理信號(hào)然后傳送到顯示管顯示時(shí)間。如果有

99、來(lái)電顯示信號(hào)進(jìn)來(lái)，時(shí)間相差大于1分鐘的話則進(jìn)行自我校準(zhǔn)。軟件設(shè)計(jì)流程如圖2.17.</p><p>　　圖2.17時(shí)鐘模塊軟件設(shè)計(jì)圖</p><p>　　第4章 制作調(diào)試過(guò)程</p><p>　　4.1 PCB板制作</p><p>　　PCB板的制作在電工電子實(shí)驗(yàn)室完成。首先，根據(jù)設(shè)計(jì)好的電路原理圖使用Protel 99繪制PCB圖；其次，

100、將設(shè)計(jì)好的PCB圖打印出來(lái)，經(jīng)過(guò)熱轉(zhuǎn)印將PCB電路圖印制在覆銅板上；接著，將覆銅板放在濃鹽酸加雙氧水的溶解液里腐蝕；最后，將腐蝕好的電路板進(jìn)行鉆孔，涂上松香水晾干，等待焊接元器件。</p><p><b>　　4.2 元器件焊接</b></p><p>　　根據(jù)電路原理圖確定所需的電子元器件清單，將各元器件按PCB位置放好進(jìn)行焊接。電路板焊接好以后，首先要做的是檢查電

101、路板是否存在短接，虛焊等情況。對(duì)壞掉的地方進(jìn)行修補(bǔ)。</p><p><b>　　4.3 電路調(diào)試</b></p><p>　　電路調(diào)試這一環(huán)節(jié)很重要，硬件電路的調(diào)試成功是軟件系統(tǒng)能夠運(yùn)行的前提。在電路板通上電以前一定要確保電路的正確性，尤其是不能出現(xiàn)電源短路的情況。否則，電路有被燒壞的危險(xiǎn)。硬件調(diào)試時(shí)，首先要根據(jù)電路原理圖，對(duì)重要的信號(hào)節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)線進(jìn)行測(cè)量，確保得到

102、的值是符合原本設(shè)計(jì)要求的。</p><p>　　4.4 硬件結(jié)構(gòu)組裝</p><p>　　硬件結(jié)構(gòu)組裝也是一個(gè)相當(dāng)重要的步驟。因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)使用的都是各個(gè)模塊，如果連接的不好，會(huì)對(duì)信號(hào)才生一定的干擾。所以硬件搭建的要盡量避免信號(hào)的相互干擾。電路板的安裝要盡量使導(dǎo)線容易布置</p><p>　　4.5 軟件系統(tǒng)編寫調(diào)試</p><p>　　若把硬

103、件比作人的軀干，那么系統(tǒng)軟件就可以看做是人的大腦。沒有一個(gè)靈活的大腦，軀干也就變得僵硬而無(wú)法進(jìn)行很好的工作。當(dāng)硬件電路設(shè)計(jì)、制作完成之后，整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)越與否就由軟件的性能來(lái)決定了。</p><p>　　軟件的設(shè)計(jì)首先是要按照要求完成所需的功能，接著就是在完成功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷的改進(jìn)。軟件還可以解決一些開發(fā)后續(xù)中發(fā)現(xiàn)的硬件漏洞與不足。因此，一個(gè)好的軟件系統(tǒng)將是一個(gè)系統(tǒng)最終成功的保證。</p><

104、;p>　　軟件系統(tǒng)調(diào)試時(shí)就需要不斷地進(jìn)行模擬試驗(yàn)，記錄每次的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之后再修改軟件，通過(guò)不斷的調(diào)試，系統(tǒng)將逐漸變得完善。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本文詳細(xì)介紹了基于來(lái)電顯示信號(hào)的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)以STC89C54/58為系統(tǒng)控制處理器，F(xiàn)SK解碼芯片HT9032用來(lái)解調(diào)來(lái)電顯示信號(hào)，通過(guò)STC89C5

105、4處理以及提取其中的時(shí)間信號(hào)，傳輸?shù)綍r(shí)鐘電路中，達(dá)到電子時(shí)鐘自動(dòng)校時(shí)的功能，最終，電子時(shí)鐘將能夠顯示日期和時(shí)、分、秒。</p><p>　　本文介紹了該系統(tǒng)各組成模塊的電路原理和設(shè)計(jì)思路，并敘述了系統(tǒng)發(fā)放過(guò)程中的軟件以及各種調(diào)試、測(cè)試。</p><p>　　綜合來(lái)看，基于來(lái)電顯示信號(hào)的電子時(shí)鐘系統(tǒng)分為硬件和軟件兩部分。其中硬件部分是來(lái)電顯示信號(hào)的學(xué)習(xí)，電子實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路和顯示電路的學(xué)習(xí)。軟件

106、部分主要是來(lái)電顯示信號(hào)的解調(diào)。</p><p><b>　　[參考文獻(xiàn)]</b></p><p>　　[1] 閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京:高等教育出版社,1998：46-67</p><p>　　[2] 蔡美琴. MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2000：16-34</p><p&

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