本文介绍的电子钟实现了无线遥控、光强度感应、语音提示和闹铃录音、语音播放功能。本设计采用LPC2132微处理器作为整个电子钟的控制核心，实现电子钟计时、控制语音报时、控制闹铃录放、无线遥控和根据外界光线强度调节LED的显示亮度等功能。语音报时和红外线遥控由佑华4位单片机实现光感采用光敏电阻来实现；闹铃的录放由ISD4004录音芯片实现；利用LED、LCD和数码管显示时间。
一、系统规划
系统可以划分为控制部分和信号输入及检测部分。其中控制部分包括：控制器模块，佑华4位机模块，显示模块，计时模块，语音报时模块和闹铃录放模块；信号检测部分：无线接收模块，光强度感应模块。
系统模块框图如上图所示。
二、各种模块的选择
1．控制器模块
根据题目要求，控制器主要用于实现控制显示时间、控制语音报时、控制铃声录放和实现密码设置与权限保护等功能。
采用PHILIPS公司的LPC2132微处理器作为系统的控制器。LPC2132系列是基于一个支持实时仿真和跟踪的16/32位ARM7TDMI-SCPU，带有64k字节嵌入的高速Flash存储器。含有多个32位定时器、1个10位8路的ADC、10位DAC、PWM通道、47个GPIO以及多达9个边沿或电平触发的外部中断，特别适用于工业控制应用及医疗系统。ARM7TDMI-SCPU采用非常小的64脚封装、极低的功耗、丰富的IO口。由于LPC2132的特性使其应用的电路及外设较于AT89S51简单得多，有利于电路的焊接，大大地提高了系统的可靠性。
2．无线遥控模块
根据要求遥控器可用于参数设置，且遥控距离大于5米，所以要有良好的无线接收和发射模块。
采用佑华4位单片机本身具有的红外发射功能自己制作遥控模块。该4位机以红外线作为遥控信号，无辐射，利于人体健康；其控制速度也较快；且其价格较PT2262这些现成的遥控模块低，同时该4位机还有音频处理功能，使其能够发出声音或播放音乐。
3．光线强度感应模块
由于系统要实现由感应外部光线强度来自动调节LED数码管的显示亮度，所以要有光敏元件，此处我们从电路简单和价格等各方面因素考虑，我们选用了光敏电阻来实现这个功能。
4．语音报时模块
由于佑华4位单片机同时是带声音和音乐播放功能的微处理器，具有很强的声音处理和合成功能。因此本设计采用该处理器来制作语音报时模块。
5．闹铃录放模块
采用ISD公司的ISD4004语音芯片。ISD4004有内置微控制器串行通信接口、多段信息处理、高质量、自然的语音还原技术、自动静噪功能和片内免调整时钟，可选用外部时钟等功能。芯片采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值直接存贮在片内闪烁存贮器中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。采样频率可为4.0，5.3，6.4，8.0kHz，频率越低，录放时间越长，而音质则有所下降，片内信息存于Flash存储器中，可在断电情况下保存100年，反复录音10万次。ISD4004-8可以录音的时间长度为8分钟，已经远远满足题目要求的5分钟的要求。且其单片价格为65元，这比使用ISD2560的成本低。
三、系统的硬件设计与实现及相关分析
1．系统硬件的基本组成部分
本设计是一个集光、声、电于一体的设计。在本设计中根据所要实现功能的要求，系统可以划分为控制部分和信号输入及检测部分。其中控制部分包括：LPC2132微处理器模块，LED数码管显示模块，语音报时模块，闹铃录放模块，信号输入及检测模块包括：键盘模块，红外发射与接收模块，光强度感应模块。该系统以比较完善的嵌入式单片机微型计算机技术设计作为技术设计核心，从实用，制作较简单，应用较广泛的角度考虑，为一个切实可行的低成本、性能可靠的设计应用。
系统的硬件框图如上图所示。
2．主要单元电路的设计
(1)LPC2132微处理器模块
LPC2132与其主要外围元器件的连接电路见下图。
图中与LPC2132连接的CAT1025为带IIC串行2K位CMOSEEPROM和手动复位的监控芯片。CAT1025是基于微控制器系统的储存器和电源监控的完全解决方案。其利用低功耗CMOS技术将2K的串行EEPROM和用于掉电保护的系统电源监控电路集成在一块芯片内。储存器采用400kHz的IIC总线接口。CAT1025的精密复位控制器可确保掉电和电源上/下电时系统的正确操作，它配有开漏的复位输出。而且CAT1025的硬件数据保护设计解决了长期困扰串行EEPROM的有关数据出错问题。
(2)无线遥控模块
本设计中无线遥控的作用是：设置系统时间参数和关闭闹铃。此处，我们采用红外线信号来实现遥控，佑华4位单片机本身具有的红外功能，且其作为遥控使用，遥控距离可以达到5米以上，我们利用该4位机实现了红外遥控功能。
其具体的发射和接收连接电路见下图。图中右边的接收电路中P011为连接LPC2132微处理器的一个IO口。
(3)光线强度感应模块
由于系统要实现由感应外部光线强度，来自动调节LED数码管的显示亮度。所以要有光敏元件，此处我们从电路简单和价格方面考虑选用了光敏电阻来实现这个功能，其连接电路见下图。
图中P012为接LPC2132微处理器的一个I/O口。LPC2132有10位AD，电压分辨率可以达到3mV，使其对光线强度的感应非常灵敏。(4)键盘输入电路本设计采用4×4矩阵式键盘作为钟体上参数设置的输入。
其相应的键位的功能如上图所示。其连接电路见下图。图中排针1～8脚接LPC2132微处理器的I/O口。
(5)LED数码管显示和LCD显示模块
该系统的时间的显示，我们采用LED数码管。LCD液晶显示模块则用来完善和增加系统的功能，显示系统的其他信息。此处我们采用的LED数码管较大，显示时需要有驱动电路来驱动，使其能正常显示；采用的LCD为图型液晶模块LCD19264。
上图和下图分别为LCD液晶显示模块和数码管的连接电路。上图左边的13条导线为接LPC2132微处理器的接口，10kΩ电位器用于LCD显示对比度的调节。图9中左边的3个接口同样为接LPC2132微处理器的接口。
(6)语音报时模块及其输出功率放大电路由于佑华4位单片机具有很强的声音处理功能，可以直接播放声音或音乐，所以该系统的报时功能我们用佑华4位单片机来实现。由于该4位机的直接音频输出的声音还不够大，我们在其输出段再接上一个由LM386做成的功率放大器。该模块的具体电路原理图见下图，图中左边的总线接LPC2132微处理器的接口。
(7)直流稳压电源模块
