带语音报时功能的万年历的设计毕业设计

毕业设计（论文）

带语音报时功能的的万年历的设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：

指导教师签名：日期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日

导师签名：日期：年月日

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：（签名）单位：（盖章）

年月日

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：（签名）单位：（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：□优□良□中□及格□不及格教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：（签名）

年月日

带语音报时功能的的万年历的设计

摘要

万年历是现代人类生活中必不可少的工具，带语音功能的万年历在电子万年历多功能化发展的今天更是必不可少的一个方向。语音万年历有突出的播报时间功能，它被广泛用在生活中的各种领域。本设计就是从日常生活着手，通过对语音万年历的设计，让我对单片机已经进入到我们生活的每个领域有了更深的了解。

本系统采用凌阳公司的SPCE061A单片机为控制核心；语音报时系统使用凌阳单片机本身具有的特色语言功能。本设计从语音万年历设计原理、设计方案着手，详细介绍了系统的硬件设计、软件设计和调试。在语音万年历的设计中，要处理好：语音的识别，D/A（数/模）的转换，人机接口，程序的设计。语音的识别技术和D/A（数/模）影响到时间的正确播报，播报时间和调整时间的关键是人机接口。

关键词：实时万年历SPCE061A单片机语音报时

The Design of the Speech Calendar

Abstract

Calendar is an essential tool to the modern human life. The calendar with speech function is an indispensable direction in the development of various functions of electronic calendar today. Speech calendar have prominent broadcasting time function, which is widely used in various fields of life. This design is starting from the daily life. Designing the speech calendar let me have a deeper understanding of SCM which has being coming to our every areas of life.

The system uses SPCE061A of the sunplus company as control core.Phonetic time systems use the characteristic speech function of sunplus microcontroller itself. The design is from the start that principle of design, design scheme of speech calendar to introduce in hardware design, software design and commissioning of the system in detail. In the design of speech calendar, we should deal with speech recognition, D/A (number/die) conversion, man-machine interface and the program design. Speech recognition technology and D/A (number/die) affect the correct time broadcasts, and the key of broadcast time and adjust time is man-machine interface.

Key words:Calendar SPCE061A Speech Function

目录

前言 (1)

第1章课题研究价值 (2)

第1.1节选题背景 (2)

第1.2节本设计的工作安排 (2)

第2章语音电子万年历的原理和方案 (3)

第2.1节设计原理 (3)

第2.2节设计方案 (3)

第3章语音电子万年历的硬件设计 (4)

第3.1节系统硬件结构 (5)

第3.2节系统硬件结构 (7)

第3.3节程序下载区 (16)

第3.4节音频模块 (17)

第3.5节语音模块 (18)

第3.6节数/模转换模块 (19)

第3.7节电源模块 (19)

第3.8节 SPLC501液晶显示模组 (20)

第4章语音电子万年历的软件设计 (22)

第4.1节 IDE集成开发环境 (23)

第4.2节程序设计 (27)

第5章测试与调试 (33)

第5.1节硬件的测试 (33)

第5.2节 61板的测试 (34)

第5.3节程序的调试 (35)

附录 (39)

参考文献 (45)

致谢 (46)

前言

单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。

单片机得到了蓬勃的发展，功能也日趋完善。它集成的资源越来越多，内部资源也存储的日益丰富，用户无需扩充资源即可完成项目的开发，小巧精美，开发简单，系统稳定性也越来越好。其抗干扰能力的不断加强，使之更适合工业领域的控制。具有了更广阔的市场前景。

随着人们对事物要求越来越高，单片机也发生了巨大的变化，尤其是应用软件技术上，从汇编语言到C语言开发，大大提高了语言的结构性、可读性，也方便了跨平台的移植操作。

第1章课题研究价值

第1.1节选题背景

近些年来我们的生活中广泛出现带语音功能的电子器件和电子设备。语音万年历是现在电子万年历发展的必然趋势，把语音加入到万年历中实现时间的语音播报功能。

本设计基于凌阳61A单片机的语音报时系统，利用凌阳61A板是一个本身带有语音识别、播放功能的单片机来进行时间播报。以及用SPLC501液晶显示器来显示当前时间、农历、日期、星期、闹铃开关。

单片机的应用能实现各种控制策略和算法。具有功耗低，体型小，低成本，功能好的特点，在国内受到广大用户的重视和广泛的应用。伴随着单片机集成化程度的提高，目前单片机已经具备了数字信号处理的功能。SPCE061A是由信号处理器芯片以及u’nSP TM16位微控制器组成内核的16位单片机，模块式集成结构，片内集成了2KB的 RAM 、32KB 的Flash、DAC、ADC 和并行 I/O等。

第1.2节本设计的工作安排

本设计是基于凌阳单片机，系统设计是以单片机的语音电子万年历为基础。利用凌阳单片机的方便、处理速度快、具有语音功能等优点，结合了SPLC501的强大的显示功能，设计出的功能多、精度高的语音电子万年历。设计安排如下: 第一章提出设计原理和方案。

第二章按设计方案进行语音电子万年历的硬件设计，电路原理图的各模块利用Prote1199绘制。

第三章深入研究语音电子万年历的功能。画出各部分的程序流程图，据流程图编写源程序。

第四章硬件测试和软件调试。源程序调试通过集成开发环境IDE来进行。

第五章总结全文，写出设计体会和设计不足的地方。简述对本设计用途的前景。

第2章语音电子万年历的原理和方案

第2.1节设计原理

带语音的电子万年历要具备的以下功能：

（1）时间和日期的语音播报。

（2）日期、星期、时间、农历、闹钟可以在SPLC501液晶模组上面显示。

（3）能够整点报时。

（4）具备闹钟功能。

2.1.1万年历功能

万年历功能的设计利用SPCE061A芯片的定时/计数器和时钟频率。16位节后的微控制器能够为语音电子万年历提供一个频率稳定的方波信号（32768Hz），另外其特有的校正电容还可以进行温度补偿，来提高稳定度和频率精确度，保证了语音万年历的走时准确及稳定。系统工作时，整个系统的时基信号是秒信号产生器，秒信号器采用60进制计数，它能将标准秒信号送入秒信号器。每60秒发出一个分脉冲信号，该信号会作为分计数器的时钟脉冲。分计数器也采用60进制计数器，每60分钟，发出一个时脉冲信号，此信号会被送到时计数器。时计数器采用24进制计数器，能对一天24小时进行累计，每累计24小时发出一个天脉冲信号。周计数器采用7进制计时器，能对一周7天进行累计，每累计7天会发出一个周脉冲信号，该信号将被送到周计数器。由中断程序控制年计数器，年计数器用365进制或366进制计数，对年进行累计。显示电路将年、星期、时、分、秒计数器的输出状态发送到SPLC501液晶显示器来显示。

2.1.2语音输出功能

音频输出利用外接喇叭和SPY0030A芯片的语音输出功能进行。凌阳公司专门开发了SY0030A芯片用于语音信号放大。插针外接喇叭和语音输出接口J3，通过DAC输出引脚22或21经SPY0030A芯片语音集成放大器进行放大输出。

第2.2节设计方案

经分析，本设计采用模块结构来实现。语音电子万年历的组成主要有：SPLC501液晶模组、压缩编码模块和D/A(数/模)转换模块、语音输入与A/D(模/数)转换模块、输入按键信息模块、系统初始化模块。能够实现定时功能，调整和单独播报时、分和年、月、日，以及复位键对设定值的清零操作。

各模块的功能如下：

（1）SPLC501液晶模组：能够显示当前的时间、日期、农历、星期、闹钟。

（2）压缩编码模块：数字信号输入，进过压缩函数处理，压缩编码输出。

（3）D/A(数/模)转换模块：数字信号输入，D/A（数/模）转换，模拟信号输出。

（4）语音输入及A/D(模/数)转换模块：语音信号输入，A/D（模/数）转换，数字信号输出。

（5）输入按键信息模块：先进行输值，等待系统中断并做出中断处理，把调用相应的处理程序进行输出。

（6）系统初始化模块：输入子小模块和一些变量，赋初值处理，把模块的初始状态和变量输出。

第3章语音电子万年历的硬件设计

第3.1节 系统硬件结构

3.1.1万年历功能

语音电子万年历的系统结构如下图，整个系统的控制中心是61板，它能负责液晶显示的驱动；年、月、日、星期以及时间的计算；控制键盘扫描；液晶显示模组能够显示：功能选择菜单和时间日期的调整菜单以及显示当前的时间、日期；播报当前的日期或者时间。 61板

图3.1 带语音功能电子万年历的系统结构图

硬件连接：

IOA 的高八位以及IOB 的4、5、6连接液晶模组。

还用到了语音输出模块以及三个按键。

电源

KEY1KEY2KEY3

I/O 口 电源接口

SPCE061A 音频 扬声器 SPLC501A 液晶显示模组 I/O 口

图3.2 带语音功能电子万年历的电路连接图

3.1.2 按键功能的描述

带语音功能的电子万年历的按键功能介绍如下：

首界面：

（1）按KEY1键：进入功能选择界面。

（2）按KEY2键：播报当前的时间。

（3）按KEY3键：播报当前的日期。

（4）KEY2、KEY3键同时按下：控制闹钟的开与关。

进入功能选择菜单，KEY1：确定键，KEY2：下翻键，KEY3：上翻键。 分别显示以下选项：

（1）时间日期调整。

(KEY1：确定键，KEY2：加一键，KEY3：减一键，液晶显示器上闪烁的部分为正在调整的选项，设置完成后，按KEY1自动退出设置界面。）

（2）闹钟设置。 DC4.5V 电源

IOB4

IOB5

IOB6

+

SPCE061A IOA8

精简开发板 IOA9

IOA10

IOA11

IOA12

IOA13

IOA14

IOA15

— AO R/W EP + DB0 SPLC501 DB1 液晶显示模组 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 —

喇叭

（KEY1：确定键，KEY2：加一键，KEY3：减一键，液晶显示器上闪烁的部分为正在调整的选项，设置完成后，按KEY1自动退出设置界面。）（3）秒表功能。

（KEY1：退出键，KEY2：开始/暂停键，KEY3：清零键，秒表停止运行时KEY3有效。）

（4）返回。

（KEY1：确认键，按下后，系统回到显示界面。）

图3.3 按键功能结构图

第3.2节系统硬件结构

SPCE061A芯片内部集成了FLASH（闪存）、SRAM(静态内存)、ICE（在线实时仿真/出错器）、通用I/O端口、ADC(模拟数字转换器)、DAC（数字模拟转换器）输出、定时器/计数器、CPU时钟锁相环（PLL）中断控制、SIO（串行输入输出接口）、UART（同步串行输入输出接口）、低电压监测/低电压复位模块。u`nSP 的核心由总线、寄存器组、ALU算数逻辑运算单元、堆栈及中断系统等组成。

3.2.1 SPCE061A的性能简介

(1)工作电压为3.0-3.6V，VDDH为3.0-5.5V。

(2)16位微处理器。

(3)CPU时钟：0.32-49.152MHz.

(4)内置32K FLASH。

(5)内置2K SRAM。

(6)晶体振荡器。

(7)可编程音频处理。

(8)32位通用可编程输出、输入通道。

(9)两个10位DAC输出通道。

(10)可播放压缩的语音资源。

(11)内置麦克风放大器，并有自动增益控制功能

(12)内置在线仿真电路接口。

3.2.2 SPCE061A的引脚

实物图如下：

图3.4 SPCE061A的实物图结构图如下：

图3.5 SPCE061A的引脚图

3.2.3 SPCE061A内核的结构

SPCE061A内核由总线、寄存器组、算数逻辑运算单元（ALU）、中断体统和堆栈等组成。ALU功能特色：（1）16位基本算数逻辑运算。（2）带移位操作的16位算数逻辑运算。3.16*16位的乘法运算和内积运算。

（1）算数逻辑运算器

ALU前面串接一个SHIFTER移位器，可以使操作数先进行移位处理，再经ALU 进行逻辑运算。移位包括：算数右移、逻辑右移、逻辑左移、循环右移以及循环左移。因此，SPCE061A指令系统里有一组能完成移位和逻辑运算操作两项功能的复合式移位算术逻辑操作指令。

（2）片内存储器结构

2K的SRAM，地址范围：0x0000-0x07FF，其中0x0000-0x003F地址可直接寻址，速度为2个时钟周期，0x0040-0x07FF速度为3个时钟周期。

堆栈是RAM按照“先进后出”原则存储数据的工作方式。用于中断处理断电的保护及返回和子程序调用及返回，最大容量为2K。注意，系统复位，SP初始化：0x07FF，每执行PUSH一次，SP指针减一。

32K闪存容量的SPCE061A是一个用闪存代替ROM的MTP芯片。可用闪存存储程序。用户通过向P-Flash-Ctrl单元写入0xAAAA；激活闪存存取功能，进而访问闪存。向P-Flash-Ctrl单元写入0xAAAA擦除页的内容。而写入0x5533,对闪存变成。中断、ICE的单步跟踪等任何其他程序都不能打断。闪存控制器必须