基于单片机的电子音乐门铃的设计
器内容。DS1302与RAM相关的寄存器分为两类，一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为COH~FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为FEH(写)、FFH(读)。
表2-2 DS1302的日历、时钟寄存器及其控制字
寄存器名 秒寄存器 分寄存器 时寄存器 日寄存器 月寄存器 周寄存器 年寄存器 命令字 写操作 80H 82H 84H 86H 88H 8AH 8CH 读操作 81H 83H 85H 87H 89H 8BH 8DH 00~59 00~59 01~12或00~23 01~28、29、30、31 01~12 01~07 00~99 取值范围 7 CH 0 12/24 0 0 0 0 0 0 0 6 各位内容 5 10SEC 10MIN 10 0 0 HR 10DATE 0 4 3 SEC MIN HR DATE 0 DAY 2 1 0 10M MONTH YEAR 10YEAR 2.2.3 DS1302与单片机的硬件电路的设计
DS1302与单片机的连接仅需要3条线，即SCLK、I/O、RST。VCC2在单电源与电池供电的系统中提供低电源并能提供低功率的电池备份。VCC2在双电源系统中提供电源，在这种运行方式下VCC1连接到备份电源，以便在没有主电源的情况下能保存时间信息以及数据。DS1302由两者中的较大者供电。当VCC2大于VCC1+0.2v时，VCC2给DS1302供电。当VCC2小于在单片机系统中使用VCC1的时候，DSl302由VCC1供电。
在本设计中，以AT89C51为主器件，DS1302为从器件，RST接在主器件P3.2上，此引脚为高位的时候，选中该芯片，对其进行操作。串行数据线I/O与串行时钟线SCLK分别接在P3.1和P3.0上，所有的单片机地址、命令及数据均通过这两条线传输。在此设计中，主器件在总线上产生时钟脉冲，寻址信号，数据信号，而从器件则相应接受数据，送出数据。对DS1302的每一次读写都需要16个时钟脉冲，前8个脉冲输入操作地址和读写命令。电路图如图2-7所示。
+5V+3.6V10pF10pF32.768kHzVCC2VCC1X1SCLKX2IOGNDR/S/T/P30P31P32 图2-7 时钟芯片电路
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2.3 显示提示电路的设计 2.3.1 液晶显示原理 1．液晶显示原理
液晶显示器利用液晶的物理特性，通过外加电压对显示区域进行控制，可以显示字符或图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，广泛用于便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等领域。 2．液晶显示器的分类
液晶显示的分类方法很多，按显示方式可分为段式、字符式、点阵式等。除了黑白显示外，液晶显示器还有多灰度、彩色显示等。如果根据驱动方式，可以分为静态驱动(static)、单纯矩阵驱动(simple Matrix)和主动矩阵驱动(Active Matrix)等三种5。
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3．液晶显示器各种类形的显示原理 (1)线段的显示
点阵图形式液晶由M*N个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，则每行由16字节，共16*8=128个点组成。屏上的64*l6个显示单元与显示RAM区1024个字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如，屏的第一行的亮或暗，由R人M区的000H~00FH的16字节的内容决定，当(000H)=FFH时，屏幕的左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当(3FFH)=FFH时，屏幕的右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFHF、(001H)=00H、(002H)=00H、(00EH)=00H、(00FH)=00H时，在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。
(2)字符的显示
用LCD显示一个字符时，因为一个字符由6*8或8*8点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“l”，其他的为‖0‖，(为“1”的点亮，为‖0‖的不亮)，这样就组成了某个字符。对于内带字符发器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址，设立光标，并在此处送上该字符对应的代码即可。
(3)汉字的显示
汉字的显示一般采用图形方式。事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码，每个汉字占32B，分左右两半，各占16B，左边为1、3、5??右边为2、4、6??，根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示RAM对应的地址，设立光标，送上要显示的汉字的第一字节，光标位置加1，送第二个字节，换行按列对齐，送第三个字节??，直到32B显示完，就可以在LCD上得到一个完整汉字[16]。
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2.3.2 SMC1602芯片简介
字符型液晶显示模块是专门用于显示字母、数字、符号等的点阵式LCD，目前常用的有16*1、16*2、20*2和40*2行等。下面以1602字符型液晶显示器为例，介绍其用法，实物如图2-8所示16。
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图2-8 1602实物图
1．1602LCD的引脚功能
表2-3 1602LCD的引脚功能表 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 符号 VSS VDD VL RS R/W E D0 D1 引脚说明 电源地 电源正极 液晶显示偏压 数据\\命令选择 读/写选择 使能信号 数据 数据 编号 9 10 11 12 13 14 15 16 符号 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BLA BLK 引脚说明 数据 数据 数据 数据 数据 数据 背光源正极 背光源负极 1602LCD采用标准14脚(无背光)或8脚(带背光)接口，各引脚功能如表2-3所示。 VL为液晶显示器对比度调整端，接电源正极时对比度最弱，接地时对比度最高。若对比度过高会产生“鬼影”，使用时可以通过一只10K电阻来调整对比度。
RS为寄存器选择端，RS为高电平时选择数据寄存器，为低电平时选择指令寄存器。 R/W为读写信号线，为高电平时进行读操作，为低电平时为写操作。当Rs和R/W同为低电平时可以写人指令或者显示地址；当RS为低电平、R/W为高电平时可以读忙信号；当RS为高电平、R/W为低电平时可以写人数据。
E为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 D0~D7为8位双向数据线。 2．1602LCD的指令说明及时序
1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表2-4所示。
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表2-4 1602液晶模块内部的控制器的11条控制指令 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 指令 清显示 光标返回 置输入模式 显示开/关控制 光标或字符移位 置功能 置字符发生存储器地址 置数据存储器地址 读忙标志或地址 写数到CGRAM或DDRAM 从CDRAM或DDRAM读数 RS R/W 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 D7 D6 D5 D4 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 D3 0 0 0 1 D2 0 0 1 D F D1 0 1 C / D0 1 / B / / I/D S S/C R/L / DL N 字符发生存储器地址 显示数据存储器地址 BF 计数器地址 要写的数据内容 读出的数据内容 1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。 指令1：清显示，指令码01H，光标复位到地址00H位置。 指令2：光标复位，光标返回到地址00H。 指令3：光标和显示模式设置。
I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移。
S：屏幕上所有文字是否左移或者右移，高电平表示有效，低电平则无效。 指令4：显示开关控制。
D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示；C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标；B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。
指令5：光标或显示移位。
S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。 指令6：功能设置命令。
DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线；N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示；F：低电平时显示5*7的点阵字符，高电平时显示5*10的点阵字符。 指令7：字符发生器RAM地址设置。 指令8：DDRAM地址设置。 指令9：读忙信号和光标地址。
BF：忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据；低电平表示不忙。 指令10：写数据。 指令11：读数据。
与SMC1602芯片的时序如表2-5所示。
表2-5 基本时序表
读状态 写指令 读数据 写数据
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输入 输入 输入 输入 RS=L、R/W=H、E=H RS=L、R/W=L、D0~D7=指令码，E=高脉冲 RS=H、R/W=H、E=H RS=H、R/W=L、D0~D7=数据，E=高脉冲 输出 输出 输出 输出 D0~D7=状态字 无 D0~D7=数据 无 基于单片机的电子音乐门铃的设计
2.3.3显示电路的设计
如图2-9所示，单片机AT89C51与芯片SMC1602的显示电路。在本设计中，SMC1602芯片主要是显示主人所要传达给来访者的信息，当来访者按下门铃按钮时，芯片自动提取信息英文提示来访者，主人在/不在家的信息，并且告知来访者是否继续等待10。
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SMC1602VCCDB0VSSDB1VLDB2R/WDB3RSDB4EDB5BLADB6BLKDB7P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPD（RXD）P3.0P3.1（TXD）（INTO）P3.2（INT1）P3.3（T0）P3.4（T1）P3.5（WR）P3.6（RD）P3.7XTAL2XTAL1VSSAT89C51VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VPPALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0
图2-9 AT89C51与SMC1602的显示电路
2.4 语音提示电路的设计 2.4.1 ISD芯片简介
单片机控制系统通常使用发光二极管LED、数码管、液晶显示器、蜂鸣器等进行状态/结果显示、故障报警。近年来随着语音电路的迅速发展，语音芯片已经以其直观、生动、与单片机接口方便等优势，越来越广泛的应用于单片机控制系统中了。
ISD1420为美国ISD公司出品的优质单片语音录放电路，由振荡器、语音存储单元、前置放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、输出放大器组成。一个最小的录放系统仅由一个麦克风、一个喇叭、两个按钮、一个电源、少数电阻电容组成。录音内容存入永久存储单元，提供零功率信息存储，这个独一无二的方法是借助于美国ISD公司的专利--直接模拟存储技术（DAST TM）实现的。利用它，语音和音频信号被直接存储，以其原本的模拟形式进入EEPROM存储器。直接模拟存储允许使用一种单片固体电路方法完成其原本语音的再现。不仅语音质量优胜，而且断电语音保护。
在本设计中，ISD1420语音芯片主要承当提示的作用，主人在提示语录入芯片中，
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