基于单片机AT89C51的语音温度计的设计Word下载.doc
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基于单片机AT89C51的语音温度计的设计Word下载.doc
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液晶显示;
语音播报;
声光报警
Abstract
ThissystemisadesignofthespeechthermometeraccordingtothemicroprocessorAT89C51,whichisusedtomeasuretheenvironmenttemperature,Thewholedesignsystemisdividedinto5parts:
Amicroprocessorcontrol,temperaturesensor,theLCDdisplay,thespeechreportandthekeyboardcontrolcircuit,atthesametime.ThewholedesigntakeAT89C51asthecore,choosetosinglebusdigitaltemperaturesensorDS18B20,DS1302serialclockchip,RT1602LCDmonitorrealization,LCDdisplaythecurrentdate,time,weeksandtemperature.Whenmeasuringtemperatureoversettemperaturefluctuationlimit,startwithlightalarmbuzzer.Temperaturedisplaystability,andtemperaturemeasurementerroracuities1℃,plusorminustemperaturethedecimalpartretainedtwosignificantdigits.Increasedmanualreal-timebroadcasttimetemperaturefunction.TheLCDIchooseisRT1602,itspowerconsumeislow,ithasmanyadvantages,forexample,thevolumeissmall,thecontentsisabundant,superthinandagileetc,anditsapplicationisbecomingmoreandmoreextensive.Thewholedesignliesinitsoutercircuitismuchmoresimple,anditcancarryoutmoreeasily.Inmythesis,thereareflowchartandpartsofsubprogramandvarioushardwarecircuitdiagrams.
Keyword:
DS18B20;
LCD;
speechfunction;
soundingandlightalarm
目录
1引言 1
2方案论证 3
2.1电源模块 3
2.2温度传感器模块 3
2.3显示模块 4
2.4键盘控制模块 5
2.5语音播报模块 5
3设计原理 6
3.1单片机模块 6
3.1.1单片机介绍 6
3.1.2单片机外围电路设计 8
3.1.3AT89C51复位电路 9
3.1.4AT89C51时钟电路 10
3.2温度传感器模块 11
3.2.1DS18B20的测温原理 11
3.2.2DS18B20与AT89C51的接口电路设计 12
3.3键盘控制模块 13
3.4报警模块 14
3.5液晶显示模块 15
3.6语音播报模块 16
3.6.1ISD1420语音芯片录放音电路设计 18
3.6.2ISD1420与AT89C51接口电路设计 20
4软件部分 21
4.1开发工具介绍 21
4.2系统的主程序设计 21
4.2.1键盘扫描子程序 22
4.2.2测量温度子程序设计 23
4.2.3报警子程序 25
4.2.4实现时钟功能的程序设计 25
4.2.6语音播放子程序 27
5仿真结果数据分析 28
5.1功能仿真和结果 28
结论 30
致谢 31
参考文献 32
附录A英文原文 33
附录B汉语翻译 41
附录C源程序 46
附录D原理图 64
1引言
电子计算机的发展和变化是极为惊人的,自从1946年世界上第一胎电子计算机问世到现在为止不过几十几年的时间,电子计算机的发展已经经历了四个时代:
第一代为电子管数字计算机时代,发展年代为1946年到1958年。
此时,逻辑元件采用的是电子管,主存储器用到的是磁鼓,磁芯,外用存储器采用的是磁带,运行速度为每秒几千次到几万次。
其用途是用来进行科学计算。
第二代是采用晶体管的计算机,期发展时代为1958年到1964年。
逻辑元件由原来的电子管变为了晶体管。
第三代计算机中采用的是中,小规模的集成电路,其发展时代是从1964年到1971年。
1971年之后就出现了集成在一块大规模集成电路上的处理器--微型电子计算机的核心。
通常认为第四代计算机的起点是70年代的中期以后,那时中,大型计算机中应用的是大规模集成的电子芯片,第四代计算机时代在80年代仍然持续。
微处理器的由抵挡向高档发展的同时,单片微型计算机也在不断的发展中:
1975年美国德州仪器(TI)公司推出TMS-1000,英代尔公司推出40044位单片机。
1980年英代尔公司在MCS-48系列的基础上,又推出高性能的MCS-51系列8位单片机。
1982年16位单片机问世后。
英代尔又推出了MCS-96系列16位单片机。
而今32位单片机又以其强大的功能提供给应用者。
目前单片机正在继续向提高性能的方向发展着:
一方面继续增加芯片的时钟频率,使之更加适应快速的应用环境,另外芯片内的存储器容量也在继续增加,使得芯片存放程序和数据的能力可以不断扩大。
单片机的另一个功能就是其特有的功能。
实际上,单片机的品种远比微处理器的品种多,原因在于单片机能够根据不同的应用环境发挥各自不同的性能上的特点[1]。
随着集成技术的发展和应用广泛的迫切需要,单片机的发展十分迅速,其发展趋势具有以下特点:
高度可靠性,高速度性,低功率,技术高新化,宽电压,品种多样化。
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。
例如精密的测量设备(电压表、功率计,示波器,各种分析仪)。
21世纪是人类全面进入信息电子化的时代,现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。
人类探知领域和空间的拓展,人们需要获得的电子信息种类也日益增加,需要信息传递的速度也就更快,信息处理能力也要增强,因此要求与此相对应的信息采集技术――传感器技术必须跟上信息化发展的需要。
传感器技术是人类得到自然界信息的触觉,它为人们认识和控制相应的对象提供更方便的条件和更可靠的依据。
现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等。
它属于信息技术的前沿尖端产品,尤其是温度传感器被广泛应用于工农业生产、科学研究和生活等领域,应用数量居各种传感器之首。
近百年来,温度传感器的发展经历了三个阶段:
(1)传统的分立式温度传感器(含敏感元件);
(2)模拟集成温度传感器/控制器;
(3)智能温度传感器。
目前,国际上新型温度传感器正从由模拟式向数字式、从集成化向智能化、网络化的方向发展。
作为现代信息技术的三大核心技术之一的传感技术,将是二十一世纪世界各国在高新技术发展方面争夺的一个重要领域。
2方案论证
分析本题,根据设计要求先确定了本系统的整体设计原理框图如图所示
显示模块
电源模块
微控制
器模块
报警模块
温度采集
语音录放
键盘控制
图2.1原理框图
2.1电源模块
方案一:
采用四只干电池作为电源。
该方案的优点是设计简明扼要,成本低;
,能独立驱动单片机,适合小电流负载。
方案二:
采用独立的稳压电源。
电源的稳压的特性较好,能够保证整个系统稳定工作。
但是产生了很多赘余的线路。
综上分析,为使系统调试方便,能够稳定工作,成本低,简明扼要等要求,所以决定选择第一种方案。
2.2温度传感器模块
AD590是单片集成的敏感电流源,激励电压在+4V—+30V间选择,其测量范围为-55摄氏度-150摄氏度,所输出的电流数值(微安数)等于绝对温度K的数值。
AD590具有标准化的输出和固有的线性关系,分不同的测温范围和精度供设计者选用,通过微调电路对AD590的输出进行修正,可达到很高的测试精度。
AD590不需要低电平测量设备和电桥,可以使用长导线,而不会因为电压的降低和感应的噪声电压而产生误差;
它又是一个高阻抗的电流源;
对激励的电压变化不够敏感。
但是AD590需要把被测温度转化为电流再通过放大器和A/D转换器才能输出数字量送给单片机进行温度控[1]。
DS18B20是美国达拉斯半导体公司推出的第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。
它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点,可以将温度直接转化成串行数字量供微处理器处理。
因此,在温度测量系统中,采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的有效方案,新型数字温度传感器DS18B20具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网优点,在实际测温的过程中取得了良好的测量效果。
其供电方式简单,可用数
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- 基于 单片机 AT89C51 语音 温度计 设计
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