【正文】 I 摘 要 本文從硬件和軟件兩方面介紹了具有語(yǔ)音播報(bào)功能的水溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路， 采用 AT89C51單片機(jī)為檢測(cè)控制中心，此芯片功能強(qiáng)大，能滿足設(shè)計(jì)要求。采用 DS18B20為數(shù)據(jù)采集芯片，不需要 AD轉(zhuǎn)換，與單片機(jī)接口簡(jiǎn)單，編程容易。本設(shè)計(jì)與一般的水溫控制系統(tǒng)不同的是具有語(yǔ)音播報(bào)功能，此功能模塊的實(shí)現(xiàn)主要靠 ISD4004語(yǔ)音芯片， ISD芯片采用了“直接模擬量存儲(chǔ)”專利技術(shù)，信號(hào)無(wú)需經(jīng)過(guò)模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換，數(shù)字壓縮和語(yǔ)音合成等復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理過(guò)程，減少了失真， 使其聲音存貯效果較以前產(chǎn)品有大幅提高。由于單片機(jī)直接輸出電流小，所以輸出電流經(jīng)過(guò) MOC光耦器件由繼電器控制電機(jī)工作，從而控制水泵進(jìn)行水溫調(diào)節(jié)。此系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)定、播報(bào)、控制水溫及越限報(bào)警等多方面功能。 關(guān)鍵字：水溫控制 單片機(jī) 語(yǔ)音播報(bào) 電機(jī) II ABSTRACT This arcticle introduces the design of the water temperature control system with speech function from both hardware and software. SCM AT89C51is used to detect control center. This powerful chip can meet the design requirements. DS18B20 is used for data acquisition chip, which does not require AD conversion, and also has simple interface with SCM and easy programming. The difference between the design and the general temperature control system is the voice broadcast feature with the ability to rely mainly on the realization of modules ISD4004 voice chip. ISD chip applies direct analog storage (DAST) patented technology. It processes signal without going through A / D, D / A converters, digital pression and voice synthesis, and other plex digital signal processing, at the same time decreases distortion to sound effects than before storage products are substantially increased. As a direct output current SCM small, so output current through the device by the MOC Optocoupler relay driven motor, so as to control water pumps for water temperature adjustment. The system can be set, broadcast, temperature control and alarm, and so the more limited function. Keyword: Water temperature control； SCM； Voice broadcast； Motor III 目 錄 摘 要 ......................................................... I ABSTRACT ...................................................... II 1 緒 論 ........................................................ 1 系統(tǒng)概述 .................................................. 1 設(shè)計(jì)任務(wù)和主要內(nèi)容 ......................................... 2 基本要求 .............................................. 2 主要性能指標(biāo) .......................................... 2 擴(kuò)展功能 .............................................. 2 2 系統(tǒng)框圖和方案論證 ........................................... 3 總體方案論證 ............................................... 3 系統(tǒng)框圖 ................................................... 3 各部分電路方案論證 ........................................ 4 數(shù)據(jù)采集部分 .......................................... 4 鍵盤顯示部分 .......................................... 6 3 AT89C51 單片機(jī) ................................................ 8 單片機(jī)的基本組成 .......................................... 8 中央處理器 ............................................ 8 存儲(chǔ)器 ................................................ 9 外圍接口 電路 ......................................... 10 時(shí)鐘震蕩電路 ......................................... 10 引腳排列及功能 ........................................... 10 I/O 口線 ............................................. 11 控制 信號(hào)線 ........................................... 12 電源線 ............................................... 13 外部晶振引線 ......................................... 13 4 單片機(jī)外圍電路 .............................................. 14 數(shù)據(jù)采集電路 ............................................. 14 IV DS18B20 特性 ......................................... 14 引腳排列及功能 ....................................... 14 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ............................................. 15 測(cè)溫原理 ............................................. 18 鍵盤顯示電路 ............................................. 19 鍵盤電路設(shè)計(jì) ......................................... 19 顯示電路設(shè)計(jì) ......................................... 20 語(yǔ)音播報(bào)電路的設(shè)計(jì) ....................................... 21 ISD4004 外部引腳 ..................................... 21 ISD4004 內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)框圖 ............................. 23 極限參數(shù) ............................................. 24 串行外圍接口 SPI ..................................... 24 錄放音工作原理 ....................................... 26 電機(jī)制執(zhí)行電路設(shè)計(jì) ....................................... 27 5 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .............................................. 30 主程序 ................................................... 30 數(shù)據(jù)采集電路程序設(shè)計(jì) ..................................... 32 控制電路程序設(shè)計(jì) ......................................... 39 ISD4004 語(yǔ)音電路程序設(shè)計(jì) .................................. 39 6 總結(jié)與展望 .................................................. 46 致 謝 ......................................................... 47 參考文獻(xiàn) ...................................................... 48 附錄：系統(tǒng)總電路圖 ............................................ 50 1 1 緒 論 系統(tǒng)概述 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生，給人們的生活帶來(lái)了根本性的變化，如果說(shuō)微型計(jì)算機(jī)的 出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學(xué)研究得到了質(zhì)的飛躍，那么可編程控制器的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制測(cè)控領(lǐng)域帶來(lái)了一次新的革命。在現(xiàn)代社會(huì)中，溫度控制不僅應(yīng)用在工廠生產(chǎn)方面，其作用也體現(xiàn)到了各個(gè)方面。 而 水溫控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和日常生活中也起著非常重要的作用，過(guò)低的溫度或過(guò)高的溫度都會(huì)使水資源失去應(yīng)有的作用，從而造成水資源的巨大浪費(fèi)。 隨著人們生活質(zhì)量的提高，酒店廠房及家庭生活中都會(huì)見到溫度控制的影子，溫度控制將更好的服務(wù)于社會(huì)目前，單片機(jī)控制器在從生活工具到工業(yè)應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域，例如生活工具的電梯、工業(yè)生產(chǎn)中的現(xiàn)場(chǎng)控制儀表、數(shù)控機(jī)床等。尤其是用單片機(jī)控制器改造落后的設(shè)備具有性價(jià)比高、提高設(shè)備的使用壽命、提高設(shè)備的自動(dòng)化程度的特點(diǎn)。 現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)、工程建設(shè)及日常生活中常常需要用到溫度控制 ,早期溫度控制主要應(yīng)用于工廠中，例如鋼鐵的水溶溫度，不同等級(jí)的鋼鐵要通過(guò)不同溫度的鐵水來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣就可能有效的利用溫度控制來(lái)掌握所需要的產(chǎn)品了。 隨著社會(huì)的發(fā)展 、娛樂(lè)設(shè)施的普及，越來(lái)越多的學(xué)校開始構(gòu)建游泳池，供學(xué)生學(xué)習(xí)和訓(xùn)練之用。而如何監(jiān)測(cè)并控制游泳池的水溫，則是建游泳池主要關(guān)心的技術(shù)之一，本文 設(shè)計(jì)的 具有語(yǔ)音播報(bào)功能的水溫控制系統(tǒng) 就是為了達(dá)到這樣的溫 度控制 要求 而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 本設(shè)計(jì)采用以 AT89C51單片機(jī)為檢測(cè)控制中心，此芯片功能強(qiáng)大，能滿足設(shè)計(jì)要求。采用 DS18B20為數(shù)據(jù)采集芯片，不需要AD轉(zhuǎn)換，與單片機(jī)接口簡(jiǎn)單，編程容易。此外，采用 ISD4004語(yǔ)音芯片實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音播報(bào)功能。該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，有較強(qiáng)的通用性。該設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)有以下功能： 溫度設(shè)定范圍： 20～ 40℃ ，最小區(qū)分度為 1oC 。 實(shí)現(xiàn)控制可以升溫也可以降溫； 2 語(yǔ)音播報(bào)水的溫度 實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫度值： 按鍵控制：功能轉(zhuǎn)換鍵、 加一鍵、減一鍵： 越限報(bào)警。 設(shè)計(jì)任務(wù)和主要內(nèi)容 基本要求 一般大學(xué)里的游泳池長(zhǎng) 50m，寬 25m，平均水深 ，其總水容量為 2250m3?？刂瞥厮臏囟?，要求水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整，以保持設(shè)定的溫度基本不變。 主要性能指標(biāo) (1) 溫度設(shè)定范圍： 20～ 40℃ ，最小區(qū)分度為 1oC 。 (2) 控制精度：溫度控制的靜態(tài)誤差 1oC? 。 (3)用 十進(jìn)制數(shù)碼顯示實(shí)際水溫及設(shè)定水溫。 (4)語(yǔ)音播報(bào)溫度功能。 擴(kuò)展功能 (1)具有通信能力，可接收其他數(shù)據(jù)設(shè)備發(fā)來(lái)的命令，或?qū)⒔Y(jié)果