便携式语音呼救器的设计毕业设计论文.doc

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1、毕业设计（论文）题 目： 便携式语音呼救器的设计 学 院：测试与光电工程学院专业名称： 生物医学工程便携式语音呼救器的设计摘要：众所周知，当人们在家中遇到突发情况时，通过电话向急救中心（如110、119、120）或其他的通信终端进行报警或求助已成为一种必然的选择。我们同时知道，目前一般家用的电话基本可以满足普通用户在紧急情况下的使用要求，但对一些特定群体（如残疾人、有突发性疾病的患者等）并不适合。而且，目前市场上报警器的种类繁多，但针对此类群体的便携式语音呼救系统就非常少见。因此，本设计就是为解决此类问题而进行的一个小尝试，结合成本，应用环境等实际条件限制而，设计以单片机为主的便携式语音呼救器

2、。该产品必须满足使用者可以方便告知周围人士帮忙的方法，立刻明白当事人发生的事情，及时作出反应的要求。简单的说，便携式语音呼救器的设计正是出于这一目的，能够让我们更好的解决一下突发状况，将伤害减小到最低。 本文主要介绍一种以单片机STC89C52RC 和C语言汇编 集成电路，APR9600PY为核心，基于单片机控制的语音呼救系统。为了方便起见，先将APR9600PY语音芯片置于一个录音模块，将其所用的语音信号事先录好。然后将录好的芯片转至与所设计的总体电路中工作，占用其一个端口，通过单片机内的程序控制其工作模式。1602液晶在单片机的常用外部接口，用来显示我们预先输入好的求救信息，方便别人意识到

3、目前的情况。平时系统处于等待状态，在经按键触发后，单片语音录放语音芯片APR9600PY 提供系统语音呼救输出，并通过1602显示“Help! Help! 1507040xxxx”。本系统在实验调试中实现了设计的基本要求。文中详细介绍了系统软硬件的设计和调试过程。关键词：语音呼救，C语音与汇编语音，APR9600PY，1602液晶The Design of Portable Voice calling deviceStudent name:Xie Yuanliu Class:080841Supervisor:Yu ZulongAbstract:As is known to us all,whe

4、n people meet urgent cases in the home, through the telephone to the emergency center (such as 110, 119, 120), or other communication terminal to call the police or ask for help has become an inevitable choice.We know the same ,at present general home phone basic can satisfy ordinary users in the us

5、e of an emergency request, but for some specific group (such as the disabled, sudden disease, etc) is not suitable.And on the market at present the alarm is variety, but for such groups of portable voice for help system is very rare. So,this design is a small try to solve such problem, combined with

6、 cost, application environment conditions for limits, design with the single chip processor as calling device portable speech.The product must meet the user can easily around the method of help inform people, immediately understand the parties to happen, and timely response requirements.Take it for

7、a brief,the design of the portable speech calling device is just for this purpose, which can let us better solve once emergencies, which will reduce the damage to a minimum.This paper mainly recommends a system based on the brief of CPUs controlling about APR9600PY,which is for C coding and is based

8、 on STC89C52RC.For convenience , we pur the APR9600 voice chip into a recording module and prerecorded the useful voice signal.Then put the record chip to the design of the overall circuit to work.We make the chip up to a port,and control the working mode through the MCU program within its.We put th

9、e 1602LCD in SCM common external interface to display the help information we made in advance.This will make it convenient for the others to realize the present situation.And the whole circuit is in the status of awaiting opportunity.Once the key-press is touched off,the CPU will immediately command

10、 the APR9600PY output the voice to notice the helping department.And the 1602 will display Help!Help! Num:1507040xxxx .Have realized the request designed basically through the experiment.Have introduced the design of the software and hardware and debugging course systematically in detail in the arti

11、cle.Keyword：voice calling C language and code language APR9600PY LCD1602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

12、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

13、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 日目 录1 前言11.1绪论11.2系统设计背景及意义11.3本设计的经济效益及社会效益11.4系统总体设计要求11.5系统主要设计内容11.6论文的具体安排22系统总体设计及可行性分析42.1系统总体设计

14、2.2系统总体设计分析42.3可行性分析42.4硬件单元电路42.5软件模块52.6系统分析总结53 系统硬件设计与调试53.1语音录放电路53.2单片机控制93.3单片机最小系统93.4单片机外部电路124 1602液晶显示部分164.1液晶显示简介164.2液晶功能介绍164.3 1602LCD的基本参数及引脚功能184.4 1602与单片机的连接164.5 1602的控制字164.6 1602LCD的RAM地址映射及标准字库表165 软件设计195.1主程序流程图195.2主程序196总体设计结论29致谢31参考文献32附录34便携式语音呼救器的设计1 前言1.1 绪论随着科学技术的发展

15、，人类社会已经进入信息时代，电话通信作为信息传递最便捷的工具之一已经基本普及。当人们在家中遇到突发情况时，通过电话向急救中心（如110、119、120）或其他的通信终端进行报警或求助已成为一种必然的选择。目前一般家用的电话基本可以满足普通用户在紧急情况下的使用要求，但对一些特定群体（如残疾人、有突发性疾病的患者等）并不适合。此类群体由于自身的问题，在遇到紧急情况时，因不能像常人一样操作普通电话，极可能发不出去报警或求助信息，使其得不到及时的援助，由此产生严重的后果。目前市场上报警器的种类繁多，但针对此类群体的便携式语音呼救系统就非常少见。本设计就是为解决此类问题而进行的一个小尝试，结合成本，应

16、用环境等实际条件限制而，设计以单片机为主的便携式语音呼救器。在该语音呼救器的设计中，涉及到系统的功能、可靠性以及在使用过程中是否方便、便于编码等一系列的问题，经过综合考虑，采用单片机STC89C52RC和APR9600PY结合的电路设计出便于携带，实用的语音呼救器，采用音频输出，可以事先录入20秒的语音信息，使得使用者可以方便告知周围人士帮忙的方法，立刻明白当事人发生的事情，及时作出反应。1.2 系统设计背景及意义随着科学技术的发展，人类社会已经进入信息时代，电话通信作为信息传递最便捷的工具之一已经基本普及。目前一般家用的电话基本可以满足普通用户在紧急情况下的使用要求，但对一些特定群体（如残疾

17、人、有突发性疾病的患者等）并不适合。因此需要开发一种价格低廉且易于操作的语音呼救系统。该系统一经使用，可以及时向周围人士表明当前的麻烦，及时得到应有的帮助，将问题得到解决。目前市场上有各色的语言呼救器的模型。比如说自动呼救器：它第一台符合NFPA标准的自动开启的呼救器，带有四个LED发光显示，可同时做为跟踪灯使用。18-22秒预报警，LED变成红色，30-35秒，LED闪烁加快，同时报警声达到98分贝,3米距离。可选择带温度报警功能。9V碱性电池。工作模式可达300小时，报警模式2-4 小时。消防呼救器：兼有方位灯和呼救器两大功能，实现了一机两用。呼救器超高响度、超小体积、最轻质量的基础上，采

18、用美国原装进口高强度透明防弹胶和HP超高亮度的冷光源，距离大于1500M，大大提高了其方位警示的效果，实现了呼救器和方位灯的完美统一，从而减轻了人员的佩戴重量，减少了维护保养的工作量，并节省了费用。它由时钟计时器、微动传感器、预警和强警自动/手动控制器、声调变频电路、压电量体输出电路、欠压警示电路组成，具有自动报警、强制报警、方位指示、低电压显示等多种功能。它克服了现有国产呼救器体积大、功能单一、线路不稳定、机械开关笨重、发音孔进水、易遮盖、没有方位指示功能等缺点。1.3 本设计的经济效益及社会效益 从经济效益来看：便携式语音呼救系统一经开发出来就可以满足人民大众的需求，而这一需求始终是任何新

19、事物诞生的最原始推动力，以客户为中心导向的呼叫系统更是不会例外，呼救系统在诞生之初，就深入了解人民大众的需求，真正“急人民之所急，想大众之所想”，开发人民大众最为需要的系统，成为人民最忠诚的好帮手。如此产品定会在市场上得到很大的发展空间，拥有了足够的市场，真正的产业化就可以进行，从而得到意想不到的经济效益。从社会效益方面来讲：统计信息表明，我国已进入老龄化社会，60 岁以上的老年人已达134,000,000。专家预测，到2050 年，我国60 岁以上的老年人口将达到4.1 亿的高峰。如此庞大的老年队伍，将成为整个社会共同关注的焦点问题。 而且这些老年人中有很大一部分是“空巢老人”，即白天无子女

20、在家或独居的老人。老年人发病或出现意外情况往往是很突然的，当家中无人或抢救不及时，老人的生命就会受到威胁，尤其是像“空巢老人”，最难得到及时救助。针对这些问题本文专门设计了这一款语音呼救器，不仅是适用于老年人，患有高血压、冠心病的高危人群也可通过携带此呼救器来获得及时救助服务。当今我国基本国情是人口老龄化加剧的现象及老一辈与新一辈的隔阂之间的矛盾，独居老人、空巢老人越来越多，他们在遇到问题的时候，由于自身的原因，也许没有办法及时向周围的人呼救。这个时候，便携式语音呼救系统就可以发挥它应有的功效。老人一旦面临突发疾病、遭遇险情等紧急情况，只需要按动便携式呼救器的按钮，就可与社区服务中心联系，获得

21、救助。老人急救呼应系统中，即使老人无法言语，接线员也可以通过屏幕上显示的老人资料，了解到老人的资料，及时与120和负责照顾老人的服务员或义工取得联系，给予老人紧急救护。1.4 系统总体设计要求便携式语音呼救器是由单片机电路、按键部分、显示电路、语音求救电路等几部分组成的。将按键部分作为整体开始的起点，利用单片机汇编程序来实现部分延时检测，报警呼救时有播报系统同时工作，并将报警呼救信号经过保持一段时间一直存在，本设计还使用按键开关来控制电源和语音的录放。当发生报警呼救时，只要立刻按下按键就可以及时播报相关信息。总体设计上具有以下几点要求：（1）、要求该系统在触发后及时播报相关信息；（2）、要求能

22、够显示提供帮助联系人的电话号码；（3）、要求操作简便，便于携带。1.5 系统主要设计内容 系统设计的主要内容如下：（1）、根据设计要求寻找相应芯片，学习其功能及使用方法；（2）、根据系统功能设计录音系统；（3）、设计硬件电路； （4）、按照硬件电路连接元器件； （5）、编写C程序；（6）、调试；1.6论文的具体安排论文的具体安排如下：第一部分：将论文相关信息统计；第二部分：将论述系统总体设计；第三部分：将论述以STC89C52为主的底层电路的软、硬件设计；第四部分：将论述以APR9600为主的集成语音播报硬件电路的设计；第五部分：将论述程序设计；第六部分：将论述关于语音呼救器的设计效果；第七部

23、分：总结第八部分：参考文献；第九部分：致谢；第十部分：附录（原理图、PCB图、实物图、源程序代码）。2 系统总体设计及可行性分析2.1 系统总体设计系统总体设计如图2.1所示：信号检测电路键盘控制电路 单 片 机语音录放电路1602显示电路数据存储器 图2.1 系统总体设计图单片机用于控制整个电路的运转，采用STC89C52RC单片机，编程使用C语言跟汇编相结合的编程方式，用于控制各个信号的处理及各电位的发生动作。信号检测电路是单片机内部程序控制按键是否发生电位变化的部分，总体控制程序的进行；数据存储部分用来调用已经录好语音的芯片APR9600PY内部的特定信息，结合语音播报电路来进行语音的播

24、报；1602显示电路是单片机单独控制来显示程序中预先输入的信息。本设计有2部分，一个是语音芯片APR9600PY录音部分，该部分在完成芯片的录音后，由于考虑到该设计的要求便携式，故不再主电路板上呈现，在单独子电路板焊接。主电路板的构成是系统的总体构成，能够达到总体的设计要求。2.2 系统总体设计分析根据便携式语言呼救器的设计要求，此设计存在以下3个功能模块：（1）、按键触发模块；（2）、1602显示模块；（3）、语言播报模块；根据设计中的实际情况，尽可能的采用简单的电路，设计好整个元器件在电路板上的布局，让整体看上去简单便捷。2.3 可行性分析 从总体设计上来看，运用了以语音芯片APR9600

25、PY为核心的语音播报方式，该是继美国ISD公司以后采用模拟存储技术的又一款音质好、噪音低、不怕断电、可反复录放的新型语音电路，单片电路可录放32-60秒，串行控制时可分256段以上，并行控制时最大可分8段。与ISD同类芯片相比它具有：价格便宜，有多种手动控制方式，分段管理方便、多段控制时电路简单、采样速度及录放音时间可调、每个单键均有开始停止循环多种功能等特点，同时保留了ISD2500芯片的一些特点，都是DIP28双列直插塑料封装，在管脚排列上也基本相同。所以运用该芯片来实现相关的语音播报是完全可行的。2.4 硬件单元电路2.4.1 语言录放电路根据实际需求情况分析，用户在求助时，需要说明自己

26、所遇到情况，而每个用户的位置及遇到的实际是不可能完全相同的，这就需要能够方便修改语言电路所存储的语音信息。经翻阅相关文献资料，觉得采用高品质单片语音录放集成电路完成语音录放电路所需功能。常用的高品质单片录放集成电路有ISD和APR等系列，ISD在功能上跟APR不相上下，但是ISD系列价格比较贵，所以决定采用APR系列，而且该芯片是一款音质好、噪音低、不怕断电、可反复录放的新型语音电路。但是近距离的电子市场APR系列都出现断货的现象，无奈只有从淘宝网选购。以APR9600PY为核心，加上传声器、外围电路组成语音录放电路。2.5 软件模块系统软件分为两个主要模块，由单片机的2个外部中断来完成：（1

27、）、单片机外部中断触发完成键盘扫描、数码管显示模块；（2)、单片机控制呼救的全过程，包括语音调用、播报处理等模块；2.6 系统分析总结综上所述，便携式语音呼救器的设计是一中比较廉价、可靠的方便、快捷式语音呼救系统。对具体要求实现的功能进行完整的系统分析，该便携式语音呼救器基本符合实际要求，可以完成设计任务所要求实现的基本功能。按键触发后单片机接受信号，产生一系列动作完成语音呼救的整个过程。所以，本设计方案理论上可行，而且设计的可扩展性较好。3 系统硬件设计与调试3.1 语音录放电路3.1.1 APR9600引脚功能定义（1）、/M1 第一段控制或连续录放控制（低电平有效）；（2）、/M2 第二

28、段控制或快进选段控制（低电平有效）；（3）、/M3 第三段控制（低电平有效）； （4）、/M4 第四段控制（低电平有效）；（5）、/M5 第五段控制（低电平有效）；（6）、/M6 第六段控制（低电平有效）；（7）、OSCR 振荡电阻； （8）、/M7 第七段控制及片溢出指示（低电平有效）；（9）、/M8 第八段控制（低电平有效）及操作模式选项； （10）、/BUSY 忙信号输出（工作时出 0，平时为 1）；（11）、BE 键声选择（接 1 为有键声，0 则无）；（12）、VSSD 数字电路电源地；（13）、VSSA 模拟电路电源地；（14）、SP+ 外接喇叭正端； （15）、SP- 外接喇叭负

29、端；（16）、VCCA 模拟电路正电源；（17）、MICIN 话筒输入端；（18）、MICREF 话筒输入基准端；（19）、AGC 自动增益控制端；（20）、ANA-IN 线路输入端；（21）、ANA-OUT 线路输出端（话筒放大器输出端）；（22）、STROBE 工作期间闪烁指示灯输出端（低电平有效）；（23）、CE 复位/停止键或启动/停止键(高电平有效)；（24）、MSEL1 模式设置端；（25）、MSEL2 模式设置端；（26）、EXTCLK 外接振荡频率端（用内部时钟时接地）；（27）、/RE 录放选择端（0 为录音、1 为放音）；（28）、VCCD 数字电路正电源；3.1.2 AP

30、R9600工作原理APR9600工作模式如表3.1所示：表3.1 APR9600操作模式在 APR9600 芯片的内部，录音时外部音频信号通过话筒输入和线路输入方式进入，话筒可采用普通的驻极体话筒，在芯片内 话筒放大器（Pre-Amp ）中自带自动增益调节（AGC），可由外接阻容件设定响应速度和增益范围。如果信号幅度在 100mV 左右 即可直接进入线路输入端，音频信号由内部滤波器、采样电路处理后以模拟量方式存入专用快闪存储器 FLASHRAM 中。由于 FLASHRAM 是非易失器件，断电等因素不会使存储的语音丢失。 放音时芯片内读逻辑电路从 FLASHRAM 中取出信号，经过一个低通滤波器

31、送到功率放大器中，然后直接推动外部的喇叭放音。 厂家要求外接喇叭为 16 欧姆，实际试验用 8-16 欧姆均可，一般音量下输出功率 12.2mW(16 欧）。 APR9600 的录放控制有多种操作模式，为普通用户使用提供了极大的方便。总的来说分为串行控制和并行控制两种，由芯片 MSEL1（24 脚）、MSEL2（25 脚）、/M8（9 脚）的设置来实现。其中每种操作模式都有对应的有效键，而且同一个键在不同操作模式下可能有不同的功能。因此在芯片设计、使用前用户应详尽了解芯片的各种操作模式，选择最合适自己的 方式设计，电路也会变得非常简单。各种模式如下：（1）、并行控制模式 在 ISD 芯片中要实

32、现某键对某段的多段并行控制是十分复杂的，一般需要大量的二极管译码阵或单片机来辅助实现，另外在分 段录音时也存在很多困难。而在 APR9300 芯片中却十分简单，每段都有对应的键控制，按哪一键就录、放哪一段，而且可以方便地 对任意一段重新录音不影响其它段、对任意一段循环放音等。只是每段录音的最大时间是等分的，而且最多只能分八段。下面 以需要分四段为例说明： 并行四段控制需要将芯片的 MSEL1 端置 1（高电平）、MSEL2 端置 0（低电平）、/M8 端任意。模式置好后开始录音，置 RE 端为 0，压住/M1 即听到“嘀”一声 BUSY 指示灯亮起即开始录音第一段，松键时又听到“嘀”一声 BU

33、SY 指示灯熄灭即录音停止。 /M2、/M3、/M4 分别录其他三段。录音时可以不按顺序，先录任意一段均可，不满意可重新录音。每段的最大时间为 15 秒（以全 片 60 秒录音计），录满时指示灯熄灭并响“嘀嘀”两声，当然实际每段录音可以长短不一。置 RE 端为 1 即是放音状态，按一下/M1 即放音第一段，放音期间再按一下/M1 即停止放音，如果压住/M1 键不放即循环放音第一段直到松键。/M2、/M3、/M4 均分别控制第二、三、四段。/CE 键为停止键，放音期间按一下它也能停止放音。 其它并行二段、八段的控制使用方式相同。（2）、串行控制模式 串行控制方式用到的键要少得多，它仅需要一、二个

34、键来控制所有的语音段录放，而且段数可以足够多，每段也没有时间限制。 只是在选段上没有并行控制模式方便。 置 MSEL1、MSEL2 均为 0，在录音时/M8 置 1。置/RE 端为 0 为录音状态，按住/M1 即开始录第一段，松键即停止。再按住/M1 即录第二段，如此一直分段录音，直到芯片溢出。 在放音时（/RE=1）有两种状态，/M8 置 1 为串行顺序控制方式，按一下/M1 即放音第一段，再按一下即放第二段，如此顺序 逐段放音，到最后一段结束时即停止放音，必须按一下 CE 键复位，然后再按/M1 键就可以又从第一段放音。这种方式下的段不可选 择只能按录音的顺序播放，适合走马灯、流程控制等电

35、路使用；/M8 置 0 为串行选段。（3）、控制方式，按一下/M1 只能放音第一段，再按 还是放音第一段。这时的/M2 有效成为快进选段键，每按一下/M2 即向后移动一段，例如现在按了三下/M2，再按/M1 就放音第四段。 因此可以实现选段放音。按/CE 键复位为第一段。 APR9600 芯片还有其它几种控制方式，用户可根据需要自行实验设计。 APR9600 的电性能参数：电源电压 4.5-6.5V，静态电流 1uA ，工作电流 25mA。其外接振荡电阻与采样率、语音频带、录放 时间的关系见表3.2，该电阻可以根据用户需要的时间和音质效果无级调节。表3.2 外接振荡电阻与采样率、语音频带、录放

36、 时间的关系表3.1.3 APR9600芯片及外围电路 APR9600芯片引脚如图3.1所示：图3.1 APR9600芯片引脚图APR9600外围电路如图3.2所示图3.2 APR9600外围电路注：本设计中的语音录放电路采用置MSEL1为低电平，MSEL2为高电平，/M8接地，RE控制录放过程：即置RE为低则为录音部分，置RE为高则为放音部分。由于本设计只需录用一段音频信号，故上图中的按键只需要接/M1、/M2等几个。以上完成APR9600录放音部分。3.2 单片机控制 3.2.1 STC89C52RC介绍单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，

37、但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机也被称为微控制器（Microcontroler），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

38、早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300M

39、Hz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作

40、。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可.用它来做一

41、些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！它主要是作为控制部分的核心部件。 它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。 单片机是靠程序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国

42、70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！ 由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的尺寸！对于家用PC的硬盘来讲没什么，可是对于单片机来讲是不能接受的。 单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是

43、在大量使用。一样的道理，如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行，家用PC的也是承受不了的。 可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智

44、能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。3.2.1 STC89C52RC特性介绍STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。主要特性如下：（1）、增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时

45、钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051；（2）、工作电压：5.5V3.3V（5V单片机）/3.8V2.0V（3V单片机）；（3）、工作频率范围：040MHz，相当于普通8051的080MHz，实际工作频率可达48MHz；（4）、用户应用程序空间为8K字节；（5）、片上集成512字节RAM；（6）、通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻；（7）、ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,Tx

46、D/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片；（8）、具有EEPROM功能；（9）、具有看门狗功能；（10）、共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2；（11）、外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒；（12）、通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART；（13）、工作温度范围：-40+85（工业级）/075（商业级）；（14）、PDIP封装；3.2.2 STC89C52RC单片机的工作模式STC89C52RC单片机的工作模式包括以下4个：（1）、掉电模式：典型功耗0.1A,可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行原程序；（2）、空闲模式：典型功耗2mA；（3）、正常工作模式：典型功耗4Ma7mA；（4）、掉电模式可由外部中断唤醒，适用于水表、气表等电池供电系统及便携设备。 STC89C52RC引脚如图3.3所示：图3.3 STC89C52RC引脚图其引脚功能如下：（1）、RST：复位引脚，输入高电平使89C52复位，返回低电平退出复位（