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教室作息时间语音播报点阵显示屏控制系统的设计和实现［=======］专题研究 IZHUANTIYANJIU教室作息时间语音播报点阵显示屏控制系统的设计和实坝张清小曾建潮/太原科技大学［摘要］教室作息时间控制系统以STC89C516RD+单片机为核心，用DS 1302日历时钟芯片提 供吋I可信息，用ISD4004语音芯片播报时间信息及用LED点阵显示屏同步显示时间信息,本系统具有语音播报，时间校时及时间 显示等功能，同时还具有价廉，运行稳定和可靠，时间准确等优点.［关键词］STC89C516RD+单片机DS1302ISD4004LED点阵显示屏1,引言随着信息社会的不断发展，尤其是随着各种嵌入式系统在现实生活中的深入和广泛应用，各种信息处理和信息传输的方法也越来越丰富,世界各大主要芯片生产商先后推出IIC三总线传输协议，单总线传输协议,SPI同步传输协议等,这些传输协议的出现为各种微处理和微控制器和外围信息处理芯片快速通信提供了极大的便利,由于各种传输协议都具有固定和严格的传输格式，也就为各种嵌入式系统编写方便移植的总线传输功能函数提供了可能，本文就是通过基于STC89C516RD+的教室作息吋间语咅点阵显示屏控制系统的设计和制作"来详细介绍各种嵌入式系统中总线传输协议中的各种功能子函数的编写方法.基于sTc89C516RD+的教室作息时间语音点阵显示屏控制系统,它采用了具有IIC三总线接口的日历时钟芯片DS1302和具有SPI同步传输总线的录放咅芯片ISD4004,以及STC89C516RD+微控制器芯片，通过対一个能实现时钟显示和播报及定时功能的时间控制系统的设计学习，达到应用IIC三总线块r蚕奏放音模块电源模块二二制｛阵显登心至片+DSi3模块H历1系统编程模12CE 图1系统组成方框图 系统的工作原理是:微控制器芒二片STC89C516RD+通过IIC总线协议函数来将DS1302内的实时时间信息暂存于微控制 器内的RAM单元中撚后通过RAM单元中将实时时间数据信 息送往LED点阵显示屏进行实时显示，同吋微控制器芯片通 过SPI总线传输协议函数读取预先录入ISD4004芯片中的语咅 信息送功能电路进行时钟的播报,按键输入时间校正模块主要 用來对DS1302进行时间校正及用来设定上，下课的时间语音 播报点，同时也为ISD4004的预录语音信息提供手工按键录音 的功能，表I中的语句为预录入ISD4004中的语音信息.表1ISD4004录入的语音信息 录入的音录入的语音信息 频段序号第一段现在是北京时间八点整，第1节课的上课时间 到了，请同学们准备上课第二段现在是北京吋间八点五十分，第1节课的下课 时间到了，请各位老师，同学们休息10分钟 第三段现在是北京时间九点整，第2节课的上课时间 到了，请同学们准备上课第四段现在是北京时间九点五十分，第2节课的下课 吋间到了，请各位老师，同学们休息10分钟 第五段现在是北京时间十点整，第3节课的上课时间 到了.请同学们准备上课第六段现在是北京时间十点五十分，第3节课的下课 时间到了，请各位老师，同学们休息10分钟 第七段现在是北京时间十一点整，第4节课的上课时 间到了，请同学们准备上课第八段现在是北京时间十一点五十分，第4节课的下 课时间到了，各位老师，同学们午安第九段现在是北京时间十四点三十分，第5节课的上 课时间到了 •请同学们准备上课第十段现在是北京时间十五点二十分，第5节课的下 课时间到了.请各位老师，同学们休息10分钟 第十一段现在是北京时间十五点三十分，第6节课的上 课时间到了.请同学们准备上课笫十二段现在是北京时间十六点二十分，第6节课的下 课时间到了.请老师，同学们下课休息第十三段现在是北京时间十九点整，第7节课的上课时 间到了.请同学们准备上课第十四段现在是北京吋间二十一点整，一天的学习生活 结束了，老师，同学们晚安3, 系统的硬件设计系统的硬件设计部分包括微控制器模块,DS1302日历时 钟模块JSD4004录放音模块,LED点阵显示模块，电源模块 和按键输入模块.3」微控制器模块木系统所采用的主控芯片是STC89C516RD+,该款单片机 的主要优势是处理速度快,其时钟频率可以达到80MHZ,内部 集成RAM达1280字节，内部集成的FLASHROM达64KB, 且该款单片机具有很好的加密技术，无法解密，具有8个中断 源4个中断优先级,3个定时器/计数器,2个外部中断,36 个I/O端口，用户程序是采用ISP/IAP下载，大大节省了开发 成本和使用成木，这些特点大大简化了外围电路的开发和设计. 单片机模块的主要功能是从DS1302日历时钟芯片读取 106科学时代?2011年第01期 科学时代BCD码形式的时间值,并转化为十进制值送LED点阵显示屏 显示，同时将读取的时间值和设定的上，下课的时间值进行比 较，如果相等的话,即驱动ISD4004放音模块播报一段预先录 入的一个相应的吋间提示咅，从而实现上课或下课吋间的LED 点阵显示屏即时显示和语音播报的功能.3.2DS1302日历时钟模块K)SI302是｝。

人『)AS公司摊出的具有『『I｛流定电的时钟 片，内禽一个实时醴历/时钟电路能提供秒，分，时，目,l｝j, ｝《｝J,年等f窟.每月的1天数的每年的天数能翻动调整，吋钟 操作通过AM/PM指求决定采｝_｝_=124或12小嘲穰式I)S1302 徽拄制器之问的通信果J｝jlII:同步巾行的方式进｛了,只衙要 三蔓根线RJ/O羊”SCIK,l)S1302时钟梭块的主要功能是 以BCD码的形式为STC89C516RI)+主拄芯片提供实时时闻俯 息三微挎制器和DSK302筷块的硬件电路锄2所示.图2STC89C52RC微控制器模块和DS 1302的电路图 3.3ISD4004录放音模块ISD4004芯片单片录放音时间达8至16分钟，芯片内部采 用CMOS技术，内含振荡器，防混淆滤波器，平滑滤波器，音 频放大器，自动静噪及高密度多电平闪烁存贮阵列，芯片采用 多电平直接模拟量存贮技术，因此能够真实地再现语音，音乐， 咅调,避免了一般凶体录咅电路因量化和压缩而造成的量化噪 声和金属声”,该芯片和单片机的通信采用SPI同步传输协议， 大大提高了传输的速度和效率.ISK)4(〜M求放青模块的主要功能魁兜强徽控制器的控制 完成1,课时间段的语学信息的录入.然后侄徽控制器的控 制下红1 ■漾的实时时刻完成｝，下嫖时的信息滑膏搔报， KSD4004游粛求放电路的电路电n3所乐.图3ISD4004录放咅模块电路图3.4LED点阵显示模块LED点阵显示模块主要是由74HC154行扫描电路和74HC595串转并的列扫描电路及16个8X8的点阵阵列组成的,能一次性显示xx：xx：xx格式的时间信息，该模块采用STC89C516RD+芯片的串口线來扫描驱动，大大提高扫描的 速度和效率，使LED点阵显示屏无显烁感.该模块在本系统 中的主要功能是完成实时时间信息的即时显示.LED点阵显示 模块的电路图如图4所示.图4LED点阵显示屏模块电路图3.5MAX232在系统编鞋模块MAX232模块主要是完成用户程序的在系统或在应用的编 程下载功能.用户程序经过KEIL软件编译成可执行文件后， 通过STC〜ISP-V479.EXE软件可下载到STC89C516RD+芯片中 执行,从而实现在系统编程的功能，节省了专用的编程器和下 载器，为系统的开发带来很大的方便.MAX232在系统编程模 块的电路图如图5所示.图5MAX232在系统编程模块电路图3.6电源模块和按键输入时删饺正模块电源模块由78L05和LM1117〜3・3芯片组成，其中78L05的主要功能是将输入的直流电压转换成5V的稳定电压给 sTc89c516RD+主控芯片和Dsl3o2模块供电.而LM1I17—3.3芯片的主要功能则是将5V的电压转换成3.3V的电压给ISD4004模块供电.电源模块的电路图如图6所示. 按键输入时ll.Ij校攥块则避由IJq・i,单列式键成皇要 功能遗JfH米完成冀吋H,J闽的校.杖键输入｝i,｝间梭ilj饪块的电 路如同2所爪1图6电源模块电路图科学时代-2011年第01期107二二:二二姿鑒翻专题研究1ZHUAN11YANJ1UHPLC法测定苦菩茶山芦丁，橱皮素旳含量李艳谭涛张建红衡婷李沁媛边清泉/绵阳师范学院化学与化学工程学院［摘要］建立了高效液相色谱法测定常见苦养茶中芦丁删皮素成分含量的方法.色谱 柱:SHIMDZUVP—ODS,流动相:甲醇一 0.08%磷酸溶液(6:4),流速:0.95mL.min —，检测波长:360nm,进样量:5L.芦丁在0.048—O.32g范围内 与峰面积成良好线性关系，1•二0.9997,撇皮素在0.028—0」9g范圉内与峰面积成良好线性关系尸0.9996,加标回收率为 98.7,RSD为0.013乙本方法操作简便快捷，重复性好，结果准确可靠.［关键词］HPLC法苦养茶芦丁榻皮素含量测定苦养是我国独有的药食两用粮食作物，主要分布于我国内 蒙古，陕西，甘肃，宁夏，四川，云南等高寒地区…，近年来 苦养茶作为人们最热衷的保健饮品在降低血压胆同醇， 防治心脑血管疾病及高脂血症方血疗效显着J.苦养茶中富含 黄酮类物质，其主要成分为芦丁，攔皮素等一，能够降低毛 细血管脆性，改善微循环功能,具冇抑制肿瘤，防止衰老，降低血脂，增强免疫力，镇静止痛，保护心脏和肝脏等作用J, 在临床上主要用于糖尿病，高血压的辅助治疗［6,7Jo本实验通 过优化提収工艺，进行了方法学考察，建立了苦养茶的HPLC 含量测定方法，并对不同苦养茶中两种黄酮类组分进行了比较， 为更好地控制苦养茶的质量提供了一种简便，可行，重复性好 的质量控制方法.1, 仪器与试药LC210AT型高效液相色谱仪(岛津公司)，二极管阵列检 测器,CLASS2vp510色谱数据处理工作站,CD「26A色谱柱温箱SZ293型自动双重纯水蒸憎器.芦丁，榭皮素对照品,南中国 药品生物制品检定所提供.4种苦养茶样品购于绵阳专卖店，(生产企业及批号见表2),甲醇为色谱纯，磷酸等其他试剂为分 析纯,水为高纯水.2, 方法与结果2.1色谱条件色谱柱:SHIMDZUVP反相色谱柱;流动相:甲醇一 ().08%磷酸溶液(6:4);检测波长:360nm;流速:0.95mL?mi n〜;柱温:35C.进样量:5L.在选定条件下，芦丁， 榭皮素色谱峰与其他杂质峰达到基线分离，分离度(R)大于1.5, 以芦丁，撇皮素计理论塔板数均不低于3500.2.2对照品溶液制备精密称量芦丁对照品&0mg,WI皮素对照品4.7mg,分别置25mL容量瓶，甲醇定容至刻度,分别精密吸取ImL稀释 10倍,制成每ImL中含有32g芦丁 18.8g榭皮素的混合4, 系统的软件设计夺系统的鞍分I三要由主挂芯片实时地从DS1302时蚀 芯片f｛｛读1｝1)｝式的时I可攸，然后转换成卜进制彤式时 问值倦存到.数组中,弭通过LEI)点阵示辫将这个 二维数维【｛1的数姑辍永毬;来，并且时达到坝先设定的 下课时问寸，触发ISI)4004放音心-4+-.IK播报…段牛｝｛廊的预先求制 的请爵信恩，本系统的程序没汁流程如7所示Dst3ozmDcD时阎值转化为十进｛|1陌式蒯赫显示\,〃丝发ISD4004播报语音信息图7软件设计流程图ISD4004芯片有两类，为类可录8分钟的语音，另一类则能录16分钟的语音,本系统釆用的是具有8分钟(即 8"60=480S。