基于單片機的智能溫度計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 的喇叭。XCLK—外接時鐘輸入端，ISD1420具有內部時鐘，一旦接人外部時鐘，內部時鐘會自動失去作用。改電路不用外部時鐘該引腳接地，一般不推薦使用外部時鐘，除非要求時鐘信號特別精確。RECLED—工作狀態指示端，在錄音或放音時該端輸出低電平，可驅動一個LED來指示狀態。在錄音過程中指示燈一直亮著，在放音結束時，指示燈閃爍一下。PLAYE—邊沿觸發放音控制端，該端輸人一低脈沖，芯片即進入放音狀態，直至遇到信息結束標記（EOM）或到存儲空間的末尾時回放過程結束，電路自動進入準備狀態。回放過程中PLAYE變化不會影響回放過程。PLAYL—電平觸發放音控制端，該端電平變為低電平并保持，芯片進入放音狀態，放音過程持續到該端電平由低變高或遇到信息結束標記（EOM），結束后電路進入準備狀態。REC—錄音觸發端，REC 一旦變為低電平，芯片就進入錄音狀態，REC的權限優先于PLAYE和PLAYL，在放音期間若遇REC 接低電平時，放音就會立即停止并轉入錄音狀態開始錄音。錄音期間REC 應始終保持低電平，REC變高或存儲空間變滿時錄音過程結束，這時在錄音截止的地方會記錄一個信息結束標記（EOM）。VCCD、VCCA—數字電源正端和模擬電源正端。VSSD、VSSA—數字地和模擬地。電路實現錄音功能說明如下，SSS3分別是控制錄音和放音按鍵，當按下S1時開始錄音，SS3為兩種方式的放音按鍵，當按一下S2時開始放音，是下降沿觸發的，而S3為電平控制的，必須一直按著此鍵直至放音結束。LED和限流電阻組成錄放音指示電路，當錄音結束、錄音超出時限（存儲器溢出）或放音結束時，ISD1420的25腳呈高電平，LED熄滅。對ISD1420進行分段錄音之前要先列出語音信息與分段地址的對照表。然后檢查電路連接、接線和電源情況。并通過對照表來設置8個開關選擇要錄音的地址，最后按下錄音鍵直至錄音結束，松開錄音鍵，重復此操作就可以將自己需要錄入的內容全部錄入到芯片中。另外，A0和A1都需要接地，所以至少要四段，否則錄音的信息可能會重疊，導致放音時達不到自己的要求。用戶錄制的語音每一段結束后芯片自動設有段結束標志（EOM），芯片錄滿后設有溢出標志（OVF）。 分段語音信息與地址對照表語音信箱分段地址A7A6A5A4A3A2A1A0100H00000000208H00001000310H00010000418H00011000520H00100000628H00101000730H00110000838H00111000940H01000000十48H01001000攝氏度50H01010000現在溫度是58H10011000 ISD1420與AT89C51接口電路設計ISD1420錄音和放音電路可以通過硬件開關控制。本設計錄音是用硬件控制，但是播報溫度放音是通過AT89S52來控制的。單片機某一段的起始地址進行放音操作，遇到段結束標志（EOM）即自動停止放音，單片機收到段結束標志（EOM）就開始觸發下一段語音的起始地址，如此控制，即可以將很多、不同段的語音組合在一起成一句話放音出來，實現語音的自動組合。ISD1420與AT89C51的接口連接入下：AT89C51的P1端口連接地址線ISD1420的A0A7。第4章 軟件部分 單片的使用除了硬件，同樣也要軟件的使用，我們寫匯編程序編程CPU可執行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，一種是機器匯編。機器匯編通過匯編軟件變為機器碼，用于MSC51單片機的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機開發技術的不斷發展，從使用普通匯編語言到高級語言的不斷發展，Keil是目前最流行開發MCS51系列單片機的軟件。Keil c51匯編，PLM語言和C語言的程序設計，界面友好。Keil是美國keil software公司出品的52系列兼容單片機c語言開發系統。用過匯編語言后再使用C語言來開發，體會更加深刻。 Keil C51軟件提供豐富的庫，與匯編相比，C語言在功能上，結構上，可讀性，可維護性上有明顯的優勢，因而易學易用函數和功能強大的集成開發調試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生產的匯編代碼，就能體會到KeilC51DE 生成的目標代碼效率非常之高，多數語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解，在開發大型軟件時更能體現高級語言的優勢。 系統的主程序設計主程序是在程序運行的過程中必須先經過初始化，包括鍵盤程序，測量程序，以及各個控制端口的初始化工作。系統在初始化完成后就進入讀取溫度測量程序，實時的測量當前的溫度，得到溫度后判斷溫度是否超過溫度設置的上下限。超出（低于）溫度上下限，調用報警子程序。再顯示電路在LCD上顯示。 開機初始化判斷溫度在設定范圍顯示溫度子程序報警子程序顯示時間子程序測量溫度子程序判斷顯示模式子程序顯示溫度上下限子程序 …… ……子程序 主程序流程圖 對于系統來說，鍵輸入程序是整個鍵盤控制應用系統的核心。當所設的功能鍵按下時，本系統應完成該鍵所設的功能。按鍵閉合過程在相應的I/O端口形成一個負脈沖。閉合和釋放過程都要經過一定的過程才能達到穩定，這一過程是處于高、低電平之間的一種不穩定狀態，稱為抖動。為了保證CPU對鍵一次閉合，僅作一次鍵輸入處理，必須去抖動影響。本設計采用軟件去抖的辦法是在檢測到有按鍵按下時，執行一個5－10ms的延遲程序后在確認該鍵電平是否仍保持閉合狀態電平，如保持閉合狀態電平則確認為真正鍵按下的狀態，從而消除了抖動影響。（延時子程序未在流程圖中畫出）。 按鍵功能表按鍵實現功能SW5按下一次進入時間秒設置模式SW5按下二次進入時間分設置模式SW5按下三次進入時間時設置模式SW5按下四次進入溫度上限設置模式SW5按第五次進入溫度下限設置模式SW5按下第六次退出設置模式SW6按下一次在設置模式下對應數值加一SW7按下一次在設置模式下對應數值減一SW8按下一次播報當時溫度值開始鍵盤開始掃描ct==0。P1=ct。 SW5 按下SW6按下SW7按下SW8按下ct++。if(ct5)ct==0。if(ct==4||ct==5)顯示溫度上下限子程序；else顯示時間子程序If(ct=0)無效。If(ct=1)秒加1。If(ct=2)分加1。If(ct=3) 時加1If(ct=4)上限加1If(ct=5)下限加1語音播報子程序If(ct=0)無效。If(ct=1)秒減1。If(ct=2)分減1。If(ct=3) 時減1If(ct=4)上限加減If(ct=5)下限減1 鍵盤子程序流程圖由在整個語音溫度計的設計中是以正確采集溫度為前提的，因為如果溫度采集就不正確，那么即使后續電路如顯示和報溫電路均正確，最后的結果仍然不能達到我們所要的目標，也就是不能正確的對環境溫度進行顯示和報溫，所以關于DS18B20的溫度采集是非常重要的。DS18B20單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。操作協議為：初始化DS18B20（發復位脈沖）→發ROM功能命令→發存儲器操作命令→處理數據。：開始初始化寫跳過ROM指令寫啟動溫度轉換指令延時初始化寫跳過ROM指令寫讀溫度轉換指令讀取溫度 測溫度子程序流程圖 控制DS18B20指令表指令 指令代碼 操 作 說 明 跳過ROMCCH忽略64位ROM編碼溫度轉換 44H啟動DS18B20進行溫度轉換 讀暫存器 BEH讀暫存器9個字節內容 寫暫存器 4EH將數據寫入暫存器的TH、TL字節 復制暫存器 48H把暫存器的TH、TL字節寫到E2RAM中 重新調E2RAMB8H把E2RAM中的TH、TL字節寫到暫存器TH、TL中 讀電源供電方式 B4H啟動DS18B20發送電源供電方式的信號給主CPU初始默認上下限報警值，或鍵盤設定報警值，取量實時測溫度值與溫度上下限值比較，超過報警范圍，導通三極管，觸發蜂鳴器與指示燈報警，當實時溫度恢復到報警范圍內溫度時，自動停止報警。開始 不報警小于0小于0大于0小于0大于0大于0讀取溫度值溫度值減上限值溫度值減下限值報警 報警子程序流程圖本系統的時鐘直接用單片機的定時器編程以實現時鐘，節省硬件。TMOD=0x01定時器T0初始化方式1。定時時間=（65536T0初值）*時鐘周期*12。本設計中定時時間50ms，時鐘周期為12M，顧TH0=0x3c。TL0=:開始定時器T0初始化(方式1)判斷mstt=20 判斷Seconde=60Seconde ++Mstt++Hour++判斷Hour =24Hour=0 時鐘功能實現流程圖。清楚基本操作時序就可以完成寫指令和寫數據到LCD中的子函數設計。在子函數中為了使液晶顯示更加穩定，可以最簡短的延時。顯示模式包括當前溫度顯示，時間顯示模式，溫度上下限，他們實現都是先初始化調用顯示字符串子程序后再調用顯示指定位置字符子程序，：開始 當前檢測溫度數據移入顯示寄存器LCD初始化顯示字符temp: . oC顯示當前溫度 顯示當前溫度子程序流程圖單片機語根據語音信息與分段地址的對照表和當前溫度組合出播報當前的溫度語音數據地址，把處理的數據地址通過P1端口寫給語音芯片，：開始播報“現在溫度是”,播報溫度值的個位溫度值10播報“度”個位為零播報溫度值的十位播報“十”播報溫度值個位播報“度”個位非零播報溫度值的十位播報“十”播報“度” 語音播放子程序第5章 仿真結果數據分析 各項功能仿真方法及結果類別仿真項目仿真方法仿真結果基本部分（1）正常開機有嘟聲開機實現仿真實現（2）測量范圍開機顯示，調整DS18B20的溫度是否都可以顯示仿真實現（3）顯示時間和溫度開機顯示仿真實現（4）調整時間、日期，設定最低、最高溫度按SW5進入時間、最低、最高溫度調整功能，SW6加1，SW7減1，最后按SW5確認溫度設定結束仿真實現（5）報警功能調整DS18B20溫度分別超過上限與下限，啟動蜂鳴器與指示燈仿真實現（6）語音播放功能觀察連接語音芯片P1和高低電平的變化仿真實現 結　論本文設計的語音溫度計，即可用于人民生活中的日常用品，還可以單獨作為系統為了保證某特定環境溫度維持在設定的范圍內，以保證工作系統在穩定的狀態下工作。本文設計的語音溫度計成本很低，如果采用大批量生產的話，生產成本會更低，可以帶來一定的經濟效益。經過這段時間的方案論證、系統的硬件和軟件的設計、系統的仿真和調試。查閱了大量的關于傳感器、單片機及其接口電路、以及控制方面的理論。經過了一番特殊的體驗后，靠用所學的專業知識來解決問題。檢查了自己的知識水平，使我對自己有一個全新的認識。通過這次畢業設計，不僅鍛煉自己分析問題、處理問題的能力，還提高了自己的動手能力。這些培養和鍛煉對于我們這些即將走向工作崗位的大學生來說，是很重要的。這次畢業設計基本的完成了任務書的要求，實現了溫度的控制和語音播報。通過仿真表明系統的設計是正確的，可行的。但是由于設計者的設計經驗和知識水平有限，本文設計的語音溫度計還存在許多不足和缺陷。謝 辭經過半年的忙碌和工作，本次畢業設計已經接近尾聲，作為一個?？粕漠厴I設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導師 張娟梅。老師平日里工作繁忙，但在我做畢業設計的每個階段，從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查等整個過程中都給予了我悉心的指導。除了敬佩 老師的專業水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。 其次要感謝和我一起作畢業設計的其他同學，他們在設計中勤奮工作，克服了許多困難來完成此次畢業設計，并承擔了大部分的工作量。如果沒有他們的努力工作，此次設計的完成將變得非常困難。 然后還要感謝大學四年來所有的老師，為我打下扎實