环境温度的语音播报系统设计.docx
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环境温度的语音播报系统设计.docx
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环境温度的语音播报系统设计
摘要
随着现代信息技术的飞速发展,在生活中温度的准确测量是一个比较重要而困难的事情从最初的酒精、水银温度计到现在的数字化、集成化的温度检测系统。
可见传感器的发展是飞快的。
它快速的发展必将带来新一轮的工业化的革命和社会发展的飞跃。
由于电子产品突飞猛进的发展,电子测量仪也逐渐丰富起来,原来的模拟产品逐步向数字化综合化转化,并且不断走向人性化。
该设计的实现在工农业生产以及科学实验中起到不可忽视的作用,发挥了它灵活轻巧使用方便的特点。
该设计语音播报系统能够充分发挥人性化的性质,利用AT89S52作为单片机的主芯片,配合DS18B20温度传感器,实现带语音播报功能的温度测试仪。
并且在实现语音播报当前温度的同时,也实现了数字显示的功能。
本设计所介绍的语音温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确,其输出温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用,该设计控制器使用单片机AT89S52,测温传感器使用DS18B20,用4位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。
关键词:
单片机,LED显示,DS18B20温度传感器,语音播报
Systemdesignofvoicebroadcastenvironmenttemperature
ABSTRACT
Withtherapiddevelopmentofmoderninformationtechnology,thetemperatureaccuratesurveyisbecomingoneofquiteimportantanddifficultmatterinthedailylife.Fromtheinitialalcoholandmercurythermometertothepresentdigitizationintegratedtemperatureexaminationsystem.ItisObviousthatthesensordevelopmentisrapidly.Itsfastdevelopmentwillcertainlybringthenewindustrializationrevolutionandtheleapofsocialdevelopment.Duetothedevelopmentofelectronicproductsbyleapsandbounds,theelectronicmeasuringinstrumentalsograduallyenriches,theoriginalsimulationproducttransformsgraduallytothedigitizedintegration,andmovestowardstotheuserfriendlyunceasingly.Thisdesignrealizationplaysanoticeableroleintheindustryandagricultureproductionaswellasthescientificexperiment,alsohasdisplayeditsnimbledexterouseasytooperatecharacteristic.Thispronunciationdisseminatesnewsthesystemdesignedtobeabletodisplaytheuserfriendlyfullythenature,usingAT89S52tookthemonolithicintegratedcircuitthemainchip,coordinatestheDS18B20temperaturesensor,realizesthebeltpronunciationtodisseminatenewsthefunctionthetemperaturereflectscopereflector.Whileshowingcurrenttemperatureduringtherealizationpronunciation,italsohasrealizedthenumeralliquidcrystaldisplayfunction.Thisdesignintroducedthepronunciationthermometercompareswiththetraditionalthermometerhasthecharacterofconvenienttoreading,broadtemperaturemeasurementscopeandaccuracytemperaturemeasurement,itsoutputtemperatureadoptthedigitaldisplay,mainlyusesintothetemperaturemeasurementquiteaccurateplace,orthescientificresearchlaboratoryuse,thecontrollerusemonolithicintegratedcircuitAT89S52,temperaturemeasurementsensoradoptsDS18B20,with4altogetheranodeLEDnixietubebytheserialporttransmissiondatatorealizetemperaturedisplay,allthesecanhelpachievetheaboveaccuratelyrequests.
KEYWORDS:
Microcontroller,LEDdisplay,DS18B20temperaturesensor,Voice
Broadcast
第1章绪论 1
1.1开发背景及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3系统整体目标 2
1.4本课题所做的工作 2
第2章系统总体设计 3
2.1系统总体框图 3
2.2系统模块的方案选择和论证 3
2.2.1电源模块 3
2.2.2温度传感器模块 4
2.2.3显示模块 4
2.2.4键盘控制 5
2.2.5语音播报模块 5
第3章系统硬件设计 6
3.1系统电源模块 6
3.2主控制模块 6
3.2.1AT89S52系统资源的分配 7
3.2.2AT89S52复位电路 8
3.2.3AT89S51时钟电路 9
3.3测量模块 10
3.3.1温度传感器 10
3.3.2DS18B20的工作时序图 11
3.3.3DS18B20与AT89S52的接口电路设计 14
3.4键盘控制模块 14
3.5语音模块 15
第4章系统软件设计 18
4.1系统的主程序设计 18
4.2温度测量子程序设计 19
4.3语音播放子程序 21
第5章系统仿真和调试 22
5.1仿真调试软件介绍 22
5.2实物焊接与调试 23
结论 25
谢辞 26
参考文献 27
附录 28
外文资料翻译 42
第1章绪论
1.1开发背景及意义
温度是一种最基本的环境参数,人民的生活与环境的温度息息相关,在工业生产过程中需要实时测量温度,在农业生产中也离不开温度的测量,因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。
温度计是测温仪器的总称,水银玻璃温度计和酒精温度计就是我们日常生活中最常见的温度计它们常常以刻度的形式表示温度的高低,人们必须通过读取刻度值的多少来测量温度。
比如玻璃水银温度计虽测量准确,价格低廉,但由于刻度过细,因而测量出来的温度不容易读数,同时也有易碎等缺点。
随着电子技术的发展,设计一款智能温度计能直接显示数字形式的温度值已成为迫切需要,既简单方便,又直观准确。
在其基础上再采用单片机控制技术,使测量的温度信息用语音播报出来,就可以发挥听觉的优势,弥补完全用视觉信号传递信息的不足。
设计一款语音的温度计,跟传统的温度计完全不一样,为现代人工作、科研、生活、提供更多的方便。
1.2国内外研究现状
国外对于温度控制研究比较早,开始于20世纪70年代。
首先采用模拟式的组合仪器,来进行现场信息采集、指示、记录和控制。
目前,很多温度采集系统都采用有线通讯。
正在开发和研制的计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。
现在温度控制技术正在飞速发展,一些国家在实现简单自动化的基础上开始向着完全自动化、智能化的方向发展。
国内对温度控制技术的研究较晚,始于20世纪80年代。
温度传感器是测量的关键,国内一些工程技术人员在借鉴发达国家温度测控技术的基础上,逐渐掌握了室内温度微机控制技术,但此技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。
国内温度测控设施在计算机上的应用,在总体上正从简单应用阶段向实用化和综合性应用阶段发展。
在技术上,以单片机控制的温度控制系统居多,正从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。
在国内,温度测量控制技术还没有达到工厂自动化的程度,生产实践中仍然有诸多问题困扰着人们,存在着装备配套能力差,产业化程度低,环境控制水平落后,软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。
本设计采用的较为先进的分布式采集温度方式来实现对温度的控制。
1.3系统整体目标
本设计采用AT89S52作为核心器件实现对系统的自动控制,采用单片机串行处理结构。
实现了温度值的显示及语音播报温度的功能。
语音功能便可克服传统体温计的许多缺陷。
它不但可以以数字的方式显示出测量结果,使测量过程变得直观,而且可以根据需要以语音播报出当前的温度值,除此之外,语音体温计还具有较高的灵敏度,可以在几秒钟内测得结果,且寿命长,是较为理想的测温仪器。
该系统能够对温度进行测量采集,通过LED进行实时显示,语音播报当前温度值。
1.4本课题所做的工作
本课题详细介绍了语音温度测量系统的构成及各个模块的组成原理和设计过程。
大致分为硬件电路设计和软件程序设计,其中包括单片机及电压电源模块、温度传感器DS18B20温度采集模块、按键模块、LED显示模块和语音播报模块。
关于各个模块的原理图和相关参数的程序设计将在下面的章节中一一介绍。
另附有系统原理图和原程序代码。
第2章系统总体设计
2.1系统总体框图
系统主要组成部分:
主要由单总线数字温度传感器DS18B20组成的温度采集模块,采集温度信号并把温度转换后的信号输入给单片机,然后送给LED显示器显示出当前的测量温度;同时由按键控制是否进行温度播报。
图2-1系统总体框图
2.2系统模块的方案选择和论证
2.2.1电源模块
方案一:
采用三只碱性电池提供电源。
该方案的优点是系统简单,成本低廉;缺点是输出功率不是很高,只能勉强驱动单片机,适合小电流负载供电。
而且在整个系统在工作过程中,电压会随着时间的推移而不断降低,在程序运行期间会受到欠压干扰而导致程序出错。
方案二:
采用独立的稳压电源。
电源的稳压性能好,系统可以稳定工
作。
综上分析,为使系统调试方便,能够稳定工作,必须有可靠电源,应选择第二种方案。
2.2.2温度传感器模块
方案一:
采用LM35、热电偶传感器,对于检测的信号是不适用的,也不
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- 环境温度 语音 播报 系统 设计
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