【正文】 程序流程圖 ....................................................................................................15 語音播放任意整數(shù)數(shù)據(jù)程序 ........................................................................................16 中斷服務(wù)程序流程圖 ....................................................................................................17結(jié)束語 ...................................................................................................................................20參考文獻(xiàn) ...............................................................................................................................21致 謝 ...................................................................................................................................22附 錄 ...................................................................................................................................23華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 )III基于 SPCE061A具有語音功能的濕度測控系統(tǒng)設(shè)計摘要本文以 SPCE061A 單片機(jī)為控制核心，主要針對一般電子濕度計，研究了被測濕度值存在只能檢測和數(shù)字顯示、不可以語音播出的實際問題，運(yùn)用 16 位單片機(jī)控制，利用電容式濕度傳感器，設(shè)計了一種具有濕度的測量、數(shù)字顯示以及語音報警功能的濕度檢測系統(tǒng)。目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)了很多基于 SPCE061A 的相關(guān)產(chǎn)品。本文通過比較基礎(chǔ)的方法，闡述了 SPCE061A 單片機(jī)是一種性價比很高的產(chǎn)品，它自帶語音模塊，功能強(qiáng)大，應(yīng)用面極廣。關(guān)鍵詞：單片微型計算機(jī)；語音播報；濕度傳感器；HS1101；SPCE061A華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 )IVBased on the SPCE061A design of humidity measurement and control system with speech function AbstractIn this article tospce061asinglechip microputer to control core, is for general electronic hygrometers, study the measured humidity value can only detect and problems of digital display, not the actual voice broadcast, using16bit singlechip microputer control, the use of capacitive humidity sensor, designed a measurement with humidity humidity detection, digital displays, and voice alarm system. Currently there have been many on the market based onspce061aof related products. By paring the basic method in this article, expounded thespce061asinglechip is a high price/performance of the product, it es with voice modules, powerful, very wide.Key words: singlechip microputer stool；voice broadcasts；HS1101；SPCE061A 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 )V前 言目前，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展萬興未艾：其種類從小到一個芯片，大到一臺獨(dú)立的應(yīng)用設(shè)備，數(shù)量繁多，讓人目不暇接；其應(yīng)用領(lǐng)域從以工農(nóng)業(yè)控制為主，滲透到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面：在電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)、電視機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)，甚至電飯鍋和手表里，都有嵌入式系統(tǒng)的身影。正如美國福特汽車公司高級經(jīng)理所說的那樣：“福特出售的‘計算能力’已經(jīng)超過了 IBM。因此，嵌入式系統(tǒng)成為了—種無處不在的數(shù)字系統(tǒng)，并且成為了后 PC 時代的驕子。 ”在農(nóng)工業(yè)方面，我國農(nóng)業(yè)正處于從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)想以優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效益為目標(biāo)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化的新階段。環(huán)境的控制和檢測作為農(nóng)業(yè)生物速成、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的手段，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。溫室大棚中的環(huán)境有多個因素組成，如溫度、光照、濕度及二氧化碳濃度等。人工管理已經(jīng)不能滿足農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)要求了，阻礙了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。另外，在工業(yè)領(lǐng)域里，比如礦井、鍋爐、水溫檢測等等，諸多方面都需要進(jìn)行溫度、濕度、瓦斯、光照方面的檢測。而且這些方面有時候要求特別嚴(yán)格，不容有誤。比如礦井里的瓦斯檢測。所以，綜合很多方面，在此設(shè)計了一種基于 SPCE061A 具有語音功能的濕度測控系統(tǒng)，用于對濕度進(jìn)行檢測，語音報警，讓檢測系統(tǒng)更加安全和方便。此系統(tǒng)還能進(jìn)行擴(kuò)展，比如：擴(kuò)展成多點(diǎn)濕度實時監(jiān)測；變換檢測模塊進(jìn)行其他諸如瓦斯、二氧化碳、光線的檢測?？偸谴蜗到y(tǒng)可以擴(kuò)展的空間很大，用途很廣。華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）6一、總體設(shè)計和實現(xiàn)的功能 系統(tǒng)參數(shù)　　本方案系統(tǒng)的主要參數(shù)：　　工作溫度：0～70℃；　　工作濕度：0～100%RH；　　測量范圍：1%～99%RH；　　精度：177。5RH%。 功能簡介本方案預(yù)期實現(xiàn)的功能如下：按鍵控制啟動濕度測量；語音播放測量濕度值；濕度判斷，并有溫馨提示語，當(dāng)濕度太高時，播放“潮濕，請打開除濕機(jī)” ，濕度太低時，播放“太干，請打開加濕器” 。二、系統(tǒng)硬件設(shè)計　　對于濕度測量儀，除了具有一個控制器控制測量外，還需要測量器。本系統(tǒng)中采用 SPCE061A 作為控制器，電容式濕度傳感器 HS1101 作為測量器，利用一個按鍵來啟動濕度測量和語音播放。由于電容不能直接和 SPCE061A 的 I/O 口連接進(jìn)行測量，所以需要一個電路模塊，與 SPCE061A 的 Feedback 接口 IOBIOB4，IOBIOB5 連接，實現(xiàn)從電容到頻率的轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 。華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）7圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖　　SPCE061A 單片機(jī)作為主控芯片，根據(jù)讀到的鍵值判斷是否啟動測量，測量時負(fù)責(zé)讀取 Feedback 電路的工作頻率，根據(jù)頻率計算 HS1101 的電容和它所在環(huán)境的濕度，并把濕度通過喇叭播放出來。同時如果濕度值太高或者太低，系統(tǒng)會播放提示。 SPCE061A 芯片特點(diǎn) SPCE061A 簡介　　SPCE061A 是凌陽科技研發(fā)生產(chǎn)的性價比很高的一款十六位單片機(jī)，該芯片擁有 8路 10 位精度的 ADC，兩路 10 精度的 DAC，只需要外接功放（SPY0030A）即可完成語音的播放。另外凌陽十六位單片機(jī)具有易學(xué)易用的效率較高的一套指令系統(tǒng)和集成開發(fā)環(huán)境。在此環(huán)境中，支持標(biāo)準(zhǔn) C 語言，可以實現(xiàn) C 語言與凌陽匯編語言的互相調(diào)用為軟件開發(fā)提供了方便的條件。SPCE061A 片內(nèi)還集成了一個 ICE（在線仿真電路）接口，使得對該芯片的編程、仿真都變得非常方便，而 ICE 接口不占用芯片上的硬件資源，結(jié)合凌陽科技提供的集成開發(fā)環(huán)境（unSP IDE）我們可以利用它對芯片進(jìn)行真實的仿真；而程序的下載（燒寫）也是通過該接口進(jìn)行下載。下圖為 SPCE061A 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖：圖 SPCE061A 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）8 芯片特性●16 位 μ’nSP 微處理器核心，能完成 16 為算術(shù)邏輯運(yùn)算、16*16 為硬件乘法運(yùn)算和 DSP 的內(nèi)積濾波運(yùn)算；●CPU 工作電壓 VDD 為 ~(CPU)，IO 口工作電壓 VDDH 為 ~(I/O)；●CPU 的工作時鐘頻率為 ~；●內(nèi)置 2K 字的靜態(tài)內(nèi)存（SRAM） ；●內(nèi)置 32K 字的閃存（FLASH） ；●可編程音頻處理；●晶體振蕩器；●省電模式：系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時鐘處于停止?fàn)顟B(tài))，耗電僅為 2μA（） ；●2 個 16 位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預(yù)置初始計數(shù)值)；●2 個 10 位 DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換)輸出通道；●32 位通用可編程輸入/輸出端口；●14 個中斷源：包括 2 個定時器及時器，2 個外部時鐘源輸入和按鍵喚醒；●具備觸鍵喚醒的功能；●使用凌陽音頻編碼 SACM_S240 方式( 位/秒)，能容納 210 秒的語音數(shù)據(jù)；●鎖相環(huán) PLL 振蕩器提供系統(tǒng)時鐘信號；●32768Hz 實時時鐘；●7 通道 10 位電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模數(shù)轉(zhuǎn)換器；●聲音模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器和自動增益控制(AGC)功能；●具備串行設(shè)備接口；●低電壓復(fù)位(LVR)功和低電壓監(jiān)測(LVD)功能；●內(nèi)置在線仿真(ICE，In Circuit Emulator)接口。 SPCE061A 精簡開發(fā)板　　SPCE061A 精簡開發(fā)板（簡稱 61 板） ，是以凌陽 16 位單片機(jī) SPCE061A 為核心的精簡開發(fā)－仿真－實驗板，是凌陽專為大學(xué)生、電子愛好者等進(jìn)行電子實習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、電子制作及電子競賽所設(shè)計的，也可作為單片機(jī)項目初期研發(fā)使用。61 板除了具備單片機(jī)最小系統(tǒng)電路外，還包括有電源電路、音頻電路（含 MIC 輸入部分和DAC 音頻輸出部分） 、復(fù)位電路等，采用電池供電，方便學(xué)生隨身攜帶!使學(xué)生在掌握軟件的同時，熟悉單片機(jī)硬件的設(shè)計制作，鍛煉學(xué)生的動手能力，也為單片機(jī)學(xué)習(xí)者和開發(fā)者創(chuàng)造了一個良好的學(xué)習(xí)條件和開發(fā)新產(chǎn)品的機(jī)會！61 板上有調(diào)試器接口（Probe接口）以及下載線（EZ_Probe）接口，分別可接凌陽科技的在線調(diào)試器、簡易下載線，配合 u’nSP IDE，可方便地在板上實現(xiàn)程序的下載、在線仿真調(diào)試。華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）9下圖為 61 板的實物圖：圖 61 板實物圖 濕度傳感器 HS1101 濕度測量簡介濕度定義在計量法中規(guī)定，濕度定義為物象狀態(tài)的量。日常生活中所指的濕度為相對濕度，用 RH%表示?？傃灾礆怏w中(通常為空氣中)所含水蒸氣量(水蒸氣壓)與其相同情況下飽和水蒸氣量(飽和水蒸氣壓)的百分比。電子式濕度傳感器的特點(diǎn)電子式濕度傳感器是近幾十年，特別是近 20 年才迅速發(fā)展起來的。濕度傳感器生產(chǎn)廠在產(chǎn)品出廠前都要采用標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器來逐支標(biāo)定，電子式濕度傳感器的準(zhǔn)確度可以達(dá)到 2％一 3％RH。精度下降，濕度傳感器年漂移量一般都在177。2%左右，甚至更高。一般情況下，生產(chǎn)廠商會標(biāo)明 1 次標(biāo)定的有效使用時間為 1 年或 2 年，到期需重新標(biāo)定。電子式濕度傳感器的精度水平要結(jié)合其長期穩(wěn)定性去判斷，一般說來，電子式濕度傳感器的長期穩(wěn)定性和使用壽命都不是很好。濕度傳感器是采用半導(dǎo)體技術(shù)，因此對使用的環(huán)境溫度有要求，超過其規(guī)定的使用溫度將對傳感器造成損壞。所以電子式濕度傳感器測濕方法更適合于在潔凈及常溫的場合使用。電子式濕度傳感器主要有電容式和電阻式兩種:電容式濕敏元件的優(yōu)點(diǎn)在于響應(yīng)速華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）10度快、體積小、線性度好、較穩(wěn)定，國外有些產(chǎn)品還具備高溫工作性能。但是達(dá)到上述性能的產(chǎn)品多為國外名牌，價格都較昂貴。市場上出售的一些電容式濕敏元件低價產(chǎn)品，往往達(dá)不到上述水平，線性度、一致性和重復(fù)性都不甚理想，30%RH 以下，80%RH 以上感濕段變形嚴(yán)重。有些產(chǎn)品采用單片機(jī)補(bǔ)償修正，使?jié)穸瘸霈F(xiàn)階躍性的跳躍，使精度降低，出現(xiàn)一致性差、線性差的缺點(diǎn)。無論高檔次或低檔次的電容式濕敏元件，長期穩(wěn)定性都不理想，多數(shù)長期使用漂移嚴(yán)重，濕敏電容容值變化為 pF 級，1%RH 的變化不足 ，容值的漂移改變往往引起幾十%RH 的誤差，大多數(shù)電容式濕敏元件不具備 40℃以上溫度下工作的性能，往往失效和損壞。　　本系統(tǒng)中我們使用電容式濕度傳感器 HS1101，這顆傳感器比較常見，適用于一些對精度要求不高的場合。 HS1101 簡介基本參數(shù)　　如圖 。如果沒有特別標(biāo)注，默認(rèn)下圖的測量溫度 Tα=25℃，測量時 HS1101 工作頻率為 10KHz。圖 HS1101 參數(shù)圖特性曲線　　如圖 。測量溫度 Tα=25℃，測量時 HS1101 工作頻率為 10KHz。華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）11圖 HS1101 特性曲線 測量原理HS1100 濕度傳感器是一種基于