【正文】 是符號位，當(dāng)溫度大于零時，這 5 位為 0，而當(dāng)溫度小于零時，這 5 位為 1。 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由 64 位 ROM、溫度靈敏元件、內(nèi)部存儲器和配置寄存器四部分組成，如圖 34 所示。 DS18B20 的外形及管腳排列如圖 33 所示。 （ 5）通過編程可實現(xiàn) 9~12 位的數(shù)字讀數(shù)方式。 （ 2）在使用中不需要任何外圍元件?？梢苑謩e在 ~750ms 內(nèi)完成 9~12 位的數(shù)字量，并且從 DS18B20 讀出的信息或?qū)懭?DS18B20 的信息僅需要一根線讀寫，溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的 DS18B20 供電，而無須額外電源。 （ 6）讀供電模式命令（ B4H）。 （ 4）啟動溫度轉(zhuǎn)換命令（ 44H）。 （ 2）讀 RAM 命令（ BEH）。該命令允許主機設(shè)備判斷那些從機設(shè)備發(fā)生了報警，如測量溫度過高或過低等。例如， 主機通過在發(fā)出跳越 ROM 命令后跟隨轉(zhuǎn)換溫度命令 [44h]，就可以同時命令總線上所有的 DS18B20 開始轉(zhuǎn)換溫度，這樣大大節(jié)省了主機的時間。當(dāng)從機完全匹配 64 位 ROM 代碼時，才會響應(yīng)主機隨后發(fā)出的功能命令。它允許主機直接讀出從機的64 位 ROM 代碼，而無須執(zhí)行搜索 ROM 過程。如果總線只有一個從機設(shè)備，則可以采用讀 ROM 命令來替代搜索 ROM 命令。主機在發(fā)出功能命令之前，必須送出合適的 ROM命令。應(yīng)答脈沖使主機知道總線上有從機設(shè)備，且準備就緒。第二步：發(fā)送 ROM 操作指令，使序列號編碼匹配的 DS18B20 被激活，準備接受下面的 RAM 訪問指令。 單總線（ 1Wire）是 Dallas 公司的一項專有技術(shù)，與目前多數(shù)標準串行數(shù)據(jù)通信方式不同，它采用單根信號線，即傳輸時鐘，又傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的。 電路如圖 32 所示。石英晶體選擇 6MHz 或 12MHz 都可以，結(jié)果只是機器周期時間不同，影響計數(shù)器的計數(shù)初值。系統(tǒng)框圖如圖 31 所示。主控部分采用 AT89S52 單片機，不需要處理大量的數(shù)據(jù)，從成本上考慮采用單片機控制。 方案三：采用 APR9600 語音芯片 APR9600 是繼美國 ISD 公司以后采用模擬存儲技術(shù)的又一款音質(zhì)好、噪音低、不怕掉電、可反復(fù)錄放的新型語音芯片，單片電路可錄放 60 秒，串行控制時可分 256 段以上，并行控制時最大可分8 段。 OTP 語音芯片的特點是單芯片方案、價格便宜，適合中小型批量生產(chǎn)。 可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） AT89S52 單片機有 4 組 8位的可編程 I/O 口，分別為 P0、 P P P3口，每個口有 8位（ 8根引腳），共 32 根。芯片共有 40 個引腳，各引腳功能如下： 寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 主電源引腳（ 2 根） VCC（ 40 腳）：電源輸入，接 +5V 電源 GND（ 20 腳）：接地線 外部晶振引腳（ 2 根） XTAL1（ 19 腳）：片內(nèi)震蕩電路的輸入端 XTAL2（ 20 腳）：片內(nèi)震蕩電路的輸出端 控制引腳（ 4 根） RST/VPP（ 9 腳）：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn) 2 個機器周期的高電平將使單片機復(fù)位。 （ 5） 6 個中 斷源，兩級中斷結(jié)構(gòu)。 Atmel 公司的 AT89S52 單片機，基本結(jié)構(gòu)如下 [16]： （ 1） 一個 8 位算術(shù)邏輯單元（ CPU）。其中要考慮項目的規(guī)模，效率的要求，當(dāng)然最主要的還是設(shè)計成本， DSP 和 ARM 價格相對比較高。 方案二：采用 DSP 或 ARM 芯片 單片機叫 MCU，微控制器， ARM 叫嵌入式微處理器， DSP 叫數(shù)字信號處理器，是專為高速度的海量離散數(shù)字信號處理而發(fā)展的芯片。綜上所述，為了使電路盡量簡單，控制盡量方便，測量出的溫度值盡量準確，本設(shè)計溫度傳感器采用 DS18B20。 方案四：采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20 采用單總線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 測量溫度，直接輸出數(shù)字信號 ， 便于單片機處理及控制 ，節(jié)省硬件電路。但半導(dǎo)體溫度傳感器恰好利用半導(dǎo)體器件的某些性能參數(shù)與溫度的關(guān)系，實現(xiàn)了對溫度的檢測、控制和補償。 方案二：采用邏輯輸出溫度傳感器 在某些場合，不需要嚴格測量溫度值，只關(guān)心溫度是否超出了一個設(shè)定范圍，一旦溫度超出了所規(guī)定的范圍，則發(fā)出報警信號，啟動或關(guān)閉設(shè)備，此時可以選擇邏輯輸出式溫度傳感器，如 LM56。溫度傳感器發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，并朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性等方向迅速發(fā)展。另一方面，單片機應(yīng)用的重要意義還在于 ： 從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法 ，以前 必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)了。單片機的高可靠性和強抗干擾能力，使它可以置于惡劣環(huán)境的前端工作。單片機的實時數(shù)據(jù)處理能力和控制功能，可使系統(tǒng)保持在最佳工作狀態(tài)，提高系統(tǒng)的工作效率和產(chǎn) 品質(zhì)量。機電一體化產(chǎn)品是指集成機械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)于一體，具有智能化特征的機電產(chǎn)品，例如微機控制的車床、鉆床等。 單片機的應(yīng)用 單片機的應(yīng)用范圍很廣，可以說覆蓋了所有領(lǐng)域。其主要的差別僅在片內(nèi)配置了 一些不同或不同數(shù)量的功能部件，以適用不同的被控對象。單片機大量應(yīng)用于攜帶式產(chǎn)品和家用消費類產(chǎn)品，低電壓和低功耗的特性尤為重要。另外，其體積小，對于強磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境 下工作。當(dāng)前，單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展。這一代單片機結(jié)束了計算機單片集成的簡單形式，真正開創(chuàng)了單片機作為微控制器的發(fā)展道路。 3．第三階段（ 1980— 1983） 單片機的推廣階段， 8 位單片機技術(shù)走 向成熟。 2．第二階段（ 1976— 1980） 單片機的技術(shù)成熟階段。從此單片機開始迅速發(fā)展，應(yīng)用范圍也在不斷擴大，現(xiàn)已成為微型計算機的重要分支。若給單片機配上適當(dāng)?shù)耐鈬O(shè)備和軟件，便可構(gòu)成一個單片機的應(yīng)用系統(tǒng)。 社會的發(fā)展使人們對傳感器的要求也越來越高，現(xiàn)在的溫度傳感器正在基于單片機的基礎(chǔ)上從模擬式向數(shù)字式，從集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化，并朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性等方向迅速發(fā)展。模擬集成溫度傳感器的主要特點是功能單一、測溫誤差小、價格低、響應(yīng)速度快、體積小、功耗 低 等 。 溫度傳感器的發(fā)展史 溫度傳感器使用范圍廣， 種類 多 ， 大致經(jīng)歷了以下 3 個階段 [8]： （ 1） 分立式溫度傳感器 主要是能夠進行非電量和電量之間轉(zhuǎn)換。 (3) 高精度化：由于自動化程度的不斷提高，對測量靈敏度高、精度高、響應(yīng)速度快的溫度傳寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 感器需求較多。 溫度測量技術(shù)的發(fā)展趨勢 隨著工業(yè)生產(chǎn)效率的不斷提高，自動化水平與范圍也不斷擴大，因而對溫度 測量 技術(shù)的要求也越來越高 ， 對于溫度測量技術(shù)的發(fā)展趨勢 可以歸納以下幾方面 [11]。 (5) 集成芯片式測溫 。 熱電阻是根據(jù)材料的電阻和溫度的關(guān)系來進行測量的， 導(dǎo)體的電阻值 隨溫度的變化而變化，通過測量其電阻值推算出被測量物體的溫度，主要用于200500℃溫度范圍內(nèi)的溫度測量。 （ 2） 利用熱電效應(yīng)技術(shù)制成的熱電式溫度計 ， 此技術(shù)制成的溫度檢測元件主要是熱電偶。 膨脹式測溫是一種比較傳統(tǒng)的溫度測量方法，它主要利用物質(zhì)的熱脹冷縮原理即根據(jù)物體體積或幾何形變與溫度的關(guān)系進行溫度測量。 溫度測量技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 溫度測量技術(shù)現(xiàn)狀 隨著國內(nèi)外工業(yè)的日益發(fā)展，溫度檢測技術(shù)也有了不斷的進步，目前的溫度檢 測使用的溫度計種類繁多，應(yīng)用范圍也較廣泛。 把微處理器部件像其他集成電路一樣嵌入到電子系統(tǒng)中，使電子系統(tǒng)具有可編程序的智能化特點，開辟了計 算機技術(shù)在電子技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的廣闊大地。溫度測量是現(xiàn)代檢測技術(shù)的重要組成部分 ， 在保證產(chǎn)品質(zhì)量 、 節(jié)約能源和安全生產(chǎn)等方面起著關(guān)鍵的作用。溫度的宏觀概念是冷熱程度的表示，或者說，互為熱平衡的兩物體，其溫度相等。 temperature measurement。本文設(shè)計了一個基于 51單片機的溫度測量和語音播報系統(tǒng)。 承諾人（簽名）： 顧開凱 2021 年 4 月 15 日 溫度測量與語音播報系統(tǒng)設(shè)計 II 摘 要 【 摘要 】 溫度測量技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。 【 關(guān)鍵詞 】 單片機；溫度測量；語音播報； DS18B20； APR9600； 寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） III Temperature measurement and voice broadcast system Abstract 【 ABSTRACT】 Temperature measurement in industrial and agricultural production and is widely used in scientific research. This article is designed based on 51 singlechip temperature measurement and voice broadcast system. The system uses digital temperature sensor measuring ambient temperature DS18B20, The measured temperature display, by APR9600 broadcast voice chip temperature. The system temperature measurement accuracy, the system is simple, and antijamming capability. 【 KEYWORDS】 SCM。 APR9600 溫度測量與語音播報系統(tǒng)設(shè)計 IV 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................................II Abstract ........................................................................................................................................ III 目 錄 .......................................................................................................................................... IV 1 緒論 ........................................................................................................................................ 1 引言 .......................................................................................................................... 1 溫度測量技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 .................................................................................... 1 溫度測量技術(shù)現(xiàn)狀 .............................................................................................. 1 溫度測量技術(shù)的發(fā)展趨勢 .................................................................................... 2 溫 度傳感器的發(fā)展史 .................................................................................................. 3 單片機 .............................