智能语音唤醒家用闹钟设计
本次设计是基于宏晶公司所生产的STC89C51单片机作为主控芯片并搭载DS18B20温度传感器模块、LCD1602液晶显示模块、按键模块和语音播报模块等设计的一款具有定时闹钟、语音播报温度、时间、语音智能唤醒等功能的智能家用闹钟。其工作原理为通过宏晶的STC89C51单片机的时钟电路进行编程，设计出具有秒、分钟、小时计数功能，通过DS18B20温度传感器模块采集室内温度环境信息，并将环境信息的电信号输送到STC89C51单片机的数模转换器转换成数字信号后进行数据处理并将处理后的时间、温度信息通过LCD1602显示屏实时显示出来。本设计可以通过语音对闹钟进行唤醒，使其进行语音播报，实时共享时间温度信息。相比于传统家用闹钟的整点报时,手动报时等方式，本设计将科技融入生活，通过语音的方式获取时间，温度等日常所需信息，方便生活。
目录
引言 1
（一）研究背景 1
（二）研究内容 1
一、设计方案 1
（一）研究目标 1
（二）设计内容 1
二、 硬件系统的设计 2
（一）单片机电路的设计 2
（二）语音电路的设计 3
（三）电源电路的设计 4
（四）液晶显示电路的设计 4
(五)温度测量电路的设计 6
三、软件系统的设计 8
（一）系统主程序的设计 8
（二）中断程序的设计 8
（三）温度测量程序的设计 9
（四）语音程序的设计 10
四、 功能调试 12
（一）时间显示 12
（二）精确度 12
（三）温度调试 13
总结 14
致谢 15
参考文献 16
附录 17
引言
随着我国社会的发展，科学技术的进步。从按键手机到触屏智能手机，从石英钟到智能闹钟，从黑白电视机到智能电视机，从普通音箱到语音智能蓝牙音箱。从这些电子产品变化中不难看出，现代电子产品趋向于智能，语音，便捷。
（一）研究背景
在现代电子产品中，很多电子产品都集成了许多原来不具备的功能。如 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
：AI音箱，一句话便可以了解生活所需的信息，不仅仅是播放音乐最基本的功能。本文设计的语音智能闹钟，将普通闹钟语音播报温度、时间、语音智能唤醒等功能。本设计将科技融入生活，通过语音的方式进行实时语音播报，避免了现代社会中传统的直接观看钟表的方式，使得年幼以及行动不便的老年人能够在极大的程度上更加便捷简单的使用。
（二）研究内容
本次设计是基于宏晶科技公司所生产的STC89C51单片微型计算机作为主控芯片所设计的一款智能闹钟。其中所采用的STC89C51单片机，其功能强大，具有报警、跑马灯、字符液晶、段码液晶、A/D转换、D/A转换、温度采集、实时时钟电路等功能。可以实现多种开发设计的要求。本次所采用的温度传感器是具有高精度特点的DS18B20温度传感器。DS18B20温度传感器因其体积较小、抗干扰能力强、测量精度高、成本低等特点而被广泛应用于多种场合。采用的语音模块是华邦公司新推出的ISD1760系列语音芯片，芯片包括自动增益控制、麦克风、扬声器驱动、振荡器、内存等多方面的系统功能。语音识别技术是一种将人类的语言转换换成二进制编码的技术，其原理主要是通过对人类语言的数据解析，转换成信号后由计算机识别指令并进行下一步动作。随着科技不断融入生活，这种现代化的语言信息处理的核心技术是科学技术领域中非常具有竞争力的高新技术产业。
一、设计方案
（一）研究目标
本次毕业设计的主要目标是通过宏晶的STC89C51单片机的时钟电路进行编程，设计出具有时间计数功能的计时程序，并可设置闹铃，在设定好的时间进行闹铃并进行报告时间功能。通过温度传感器模块采集室内温度数据并通过单片机处理后将时间，温度在LCD1602液晶显示模块上显示出来。同时本次毕业设计具有语音唤醒功能，唤醒闹钟后进行语音播报当前时间，温度等环境信息，并亮起呼吸灯功能。主要特点是可以通过语音的方式进行时间唤醒闹钟进行语音播报功能，在极大的程度上贴近生活，为生活带来便利。
（二）设计内容
（1）确定智能闹钟的设计参数和核心器件；
（2）完成智能闹钟的硬件电路设计；
（3）完成智能闹钟的软件部分设计；
（4）完成智能闹钟的仿真与实物制作，测试设计结果。
（5）51单片机最小系统的设计与制作；
二、 硬件系统的设计
（一）单片机电路的设计
1.单片机的硬件电路
本次毕业设计的核心单片机采用的是宏晶科技公司所生产的STC89C51单片微型计算机。是51系列单片机中最经典的一款，因其功能强大、价格低廉、性能稳定等原因被广泛应用于多种场合。
STC89C51是一款八位的单片机。由CPU、ROM、RAM、串行接口、并行I/O接口、定时/计数器、中断系统等几大单元组成。STC89C51单片机具有4个8位双向并行I/O接口，分别定义为P0、P1、P2、P3。P0口是是双向数据传输口，当单片机外接存储器时，可作为分时复用端口使用。其中的P3口是双向并行I/O接口可作为第二功能拓展口。
2.单片机最小系统
单片机又被称为微控制器，由时钟电路，复位电路等组成微控制器的最小系统。如图21所示。
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图21 最小系统电路图
复位电路的设计
复位电路的主要功能是将微控制器恢复到初始状态。 在本设计中，采用按键重置模式，将一个按键串联电阻后并联在一个电容上，构成一个按键式的复位电路。将电路链接到单片机的RST复位引脚上。当需要进行复位操作时，只需要按下复位按键，RST复位引脚得到2个机械周期的高电平信号后进行单片机复位。复位电路如图22所示。
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图22 复位电路
时钟电路的设计
本次设计中不可或缺的部分是单片机最小系统的时钟电路，系统的运行速度主要是由晶体振荡器掌控，为了方便计算，所以本次设计采用的是工作频率为12MHz的晶振，将晶振的两端分别接至XTAL1和XTAL2两个单片机引脚上。时钟电路如图23所示。
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图23 时钟电路
（二） 语音电路的设计
目录
引言 1
（一）研究背景 1
（二）研究内容 1
一、设计方案 1
（一）研究目标 1
（二）设计内容 1
二、 硬件系统的设计 2
（一）单片机电路的设计 2
（二）语音电路的设计 3
（三）电源电路的设计 4
（四）液晶显示电路的设计 4
(五)温度测量电路的设计 6
三、软件系统的设计 8
（一）系统主程序的设计 8
（二）中断程序的设计 8
（三）温度测量程序的设计 9
（四）语音程序的设计 10
四、 功能调试 12
（一）时间显示 12
（二）精确度 12
（三）温度调试 13
总结 14
致谢 15
参考文献 16
附录 17
引言
随着我国社会的发展，科学技术的进步。从按键手机到触屏智能手机，从石英钟到智能闹钟，从黑白电视机到智能电视机，从普通音箱到语音智能蓝牙音箱。从这些电子产品变化中不难看出，现代电子产品趋向于智能，语音，便捷。
（一）研究背景
在现代电子产品中，很多电子产品都集成了许多原来不具备的功能。如 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
：AI音箱，一句话便可以了解生活所需的信息，不仅仅是播放音乐最基本的功能。本文设计的语音智能闹钟，将普通闹钟语音播报温度、时间、语音智能唤醒等功能。本设计将科技融入生活，通过语音的方式进行实时语音播报，避免了现代社会中传统的直接观看钟表的方式，使得年幼以及行动不便的老年人能够在极大的程度上更加便捷简单的使用。
（二）研究内容
本次设计是基于宏晶科技公司所生产的STC89C51单片微型计算机作为主控芯片所设计的一款智能闹钟。其中所采用的STC89C51单片机，其功能强大，具有报警、跑马灯、字符液晶、段码液晶、A/D转换、D/A转换、温度采集、实时时钟电路等功能。可以实现多种开发设计的要求。本次所采用的温度传感器是具有高精度特点的DS18B20温度传感器。DS18B20温度传感器因其体积较小、抗干扰能力强、测量精度高、成本低等特点而被广泛应用于多种场合。采用的语音模块是华邦公司新推出的ISD1760系列语音芯片，芯片包括自动增益控制、麦克风、扬声器驱动、振荡器、内存等多方面的系统功能。语音识别技术是一种将人类的语言转换换成二进制编码的技术，其原理主要是通过对人类语言的数据解析，转换成信号后由计算机识别指令并进行下一步动作。随着科技不断融入生活，这种现代化的语言信息处理的核心技术是科学技术领域中非常具有竞争力的高新技术产业。
一、设计方案
（一）研究目标
本次毕业设计的主要目标是通过宏晶的STC89C51单片机的时钟电路进行编程，设计出具有时间计数功能的计时程序，并可设置闹铃，在设定好的时间进行闹铃并进行报告时间功能。通过温度传感器模块采集室内温度数据并通过单片机处理后将时间，温度在LCD1602液晶显示模块上显示出来。同时本次毕业设计具有语音唤醒功能，唤醒闹钟后进行语音播报当前时间，温度等环境信息，并亮起呼吸灯功能。主要特点是可以通过语音的方式进行时间唤醒闹钟进行语音播报功能，在极大的程度上贴近生活，为生活带来便利。
（二）设计内容
（1）确定智能闹钟的设计参数和核心器件；
（2）完成智能闹钟的硬件电路设计；
（3）完成智能闹钟的软件部分设计；
（4）完成智能闹钟的仿真与实物制作，测试设计结果。
（5）51单片机最小系统的设计与制作；
二、 硬件系统的设计
（一）单片机电路的设计
1.单片机的硬件电路
本次毕业设计的核心单片机采用的是宏晶科技公司所生产的STC89C51单片微型计算机。是51系列单片机中最经典的一款，因其功能强大、价格低廉、性能稳定等原因被广泛应用于多种场合。
STC89C51是一款八位的单片机。由CPU、ROM、RAM、串行接口、并行I/O接口、定时/计数器、中断系统等几大单元组成。STC89C51单片机具有4个8位双向并行I/O接口，分别定义为P0、P1、P2、P3。P0口是是双向数据传输口，当单片机外接存储器时，可作为分时复用端口使用。其中的P3口是双向并行I/O接口可作为第二功能拓展口。
2.单片机最小系统
单片机又被称为微控制器，由时钟电路，复位电路等组成微控制器的最小系统。如图21所示。
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图21 最小系统电路图
复位电路的设计
复位电路的主要功能是将微控制器恢复到初始状态。 在本设计中，采用按键重置模式，将一个按键串联电阻后并联在一个电容上，构成一个按键式的复位电路。将电路链接到单片机的RST复位引脚上。当需要进行复位操作时，只需要按下复位按键，RST复位引脚得到2个机械周期的高电平信号后进行单片机复位。复位电路如图22所示。
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图22 复位电路
时钟电路的设计
本次设计中不可或缺的部分是单片机最小系统的时钟电路，系统的运行速度主要是由晶体振荡器掌控，为了方便计算，所以本次设计采用的是工作频率为12MHz的晶振，将晶振的两端分别接至XTAL1和XTAL2两个单片机引脚上。时钟电路如图23所示。
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图23 时钟电路
（二） 语音电路的设计
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