【正文】 度組合出播報(bào)當(dāng)前的溫度語音數(shù)據(jù)地址，再通過 控制語音芯片放音，把處理的數(shù)據(jù)地址通過 P1 端口寫給語音芯片，程序流程如圖 所示： 圖 語音播放子程序 當(dāng)前檢測溫度數(shù)據(jù)移入顯示寄存器 LCD 初始化 顯示字符 temp: . oC 顯示當(dāng)前溫度 播報(bào)“現(xiàn)在溫度是” , 播報(bào)溫度值的個(gè)位 溫度值 10 播報(bào)“度” 個(gè)位為零 播報(bào)溫度值的十位 播報(bào)“十” 播報(bào)溫度值個(gè)位 播報(bào)“度” 個(gè)位不 為零 播報(bào)溫度值的十位 播報(bào)“十” 播報(bào)“度” 學(xué)士學(xué)位論文 28 5 仿真結(jié)果數(shù)據(jù)分析 功能仿真和結(jié)果 各項(xiàng)功能仿真方法及仿真結(jié)果如下表 表 各項(xiàng)功能仿真方法及結(jié)果 類別 仿真項(xiàng)目 仿真方法 仿真結(jié)果 基 本 部 分 （ 1）正常開機(jī)有嘟聲 （ 2）測量范圍 開機(jī)實(shí)現(xiàn) 仿真實(shí)現(xiàn) 仿真實(shí)現(xiàn) 仿真實(shí)現(xiàn) 開機(jī)顯示，調(diào)整 DS18B20 的溫度是否都可以顯示 開機(jī)顯示 （ 3）顯示時(shí)間和溫度 （ 4）調(diào)整時(shí)間、日期，設(shè)定最低、最高溫度 按 SW5 進(jìn)入時(shí)間、最低、最高溫度調(diào)整功能， SW6 加 1， SW7 減 1，最后按 SW5 確認(rèn)溫度設(shè)定結(jié)束 調(diào)整 DS18B20 溫度分別超過上限與下限，啟動(dòng)蜂鳴器與指示燈 觀察連接語音芯片 P1 和高低電平的變化 仿真實(shí)現(xiàn) 仿真實(shí)現(xiàn) 仿真實(shí)現(xiàn) （ 5）報(bào)警功能 （ 6）語音播放功能 學(xué)士學(xué)位論文 29 P 2 5P 2 6P 2 7P 2 8P 2 5P 2 6P 2 7P 2 8P 3 7P 0 0P 0 0D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C DL M 0 1 6 LX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1X1CR Y S T A LC12 2 pC22 2 pR11 0 kC31 0 uRS T5S CL K7I/O6X12X23V CC 18V CC 21U2DS 1 3 0 2X2CR Y S T A LQ1P N P35%RP5kL S 1S O UN D E R1 9 .0DQ2V C C3G ND1U3DS 1 8 B 2 0 圖 語音溫度計(jì)仿真 學(xué)士學(xué)位論文 30 結(jié) 論 本文設(shè)計(jì)的語音溫度計(jì)，即可用于人民 生活中的日常用品，還可以單獨(dú)作為系統(tǒng)為了保證某特定環(huán)境溫度維持在設(shè)定的范圍內(nèi)，以保證工作系統(tǒng)在穩(wěn)定的狀態(tài)下工作。 部分控制 DS18B20指令功能如表 所示： 圖 測溫度子程序流程 表 控制 DS18B20 指令表 指 令 指令代碼 操 作 說 明 跳過 ROM CCH 忽略 64 位 ROM 編碼 溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動(dòng) DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換 讀暫存器 BEH 讀暫存器 9 個(gè)字節(jié)內(nèi)容 寫暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫入暫存器的 TH、 TL字節(jié) 復(fù)制暫存器 48H 把暫存器的 TH、 TL字節(jié)寫到 E2RAM 中 重新調(diào) E2RAM B8H 把 E2RAM 中的 TH、 TL 字節(jié)寫到暫存器 TH、 TL中 讀電源供電方式 B4H 啟動(dòng) DS18B20 發(fā)送電源供電方式的信號(hào)給主 CPU 初始化 寫跳過 ROM 指令 寫啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換指令 延時(shí) 初始化 寫跳過 ROM 指令 寫讀溫度轉(zhuǎn)換指令 讀取溫度 學(xué)士學(xué)位論文 25 報(bào)警子程序 初始默認(rèn)上下限報(bào)警值，或鍵盤設(shè)定報(bào)警值，取量實(shí)時(shí)測溫度值與溫度上下限值比較，超過報(bào)警范圍，導(dǎo)通三極管，觸發(fā)蜂鳴器與指示燈報(bào)警，當(dāng)實(shí)時(shí)溫度恢復(fù)到報(bào)警范圍內(nèi)溫度時(shí)，自動(dòng)停 止報(bào)警。 If(ct=2) 分加1。本設(shè)計(jì)采用軟件去抖的辦法是在檢測到有按鍵按 下時(shí)，執(zhí)行一個(gè) 5－ 10ms 的延遲程序后在確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正鍵按下的狀態(tài)，從而消除了抖動(dòng)影響。超出（低于）溫度上下限，調(diào)用報(bào)警子程序。 Keil 是美國 keil software 公司出品的 52 系列兼容單片機(jī) c 語言開發(fā)系統(tǒng)。 用戶錄制的語音每一段結(jié)束后芯片自動(dòng)設(shè)有段結(jié)束標(biāo)志（ EOM） ，芯片錄滿后設(shè)有溢出標(biāo)志 （ OVF） 。 VCCD、 VCCA— 數(shù)字電源正端和模擬電源 正端。改電路不用外部時(shí)鐘該引腳接地，一般不推薦使用外部時(shí)鐘，除非要求時(shí)鐘信號(hào)特別精確。 MIC— 話筒輸入端，話筒輸入信號(hào)通過電容交流耦合至此引腳并傳給片上預(yù)放大器，耦合電容 C7的 值和該端內(nèi)阻 R7(10K)決定語音信號(hào)通頻帶下限頻率 。地址輸入端 A0～ A7 有效值范圍為 00000000～10011111，這表明最多可被劃分為 160 個(gè) 存貯單元，可錄放多達(dá) 160 段語音信息。一條信息可以完全占滿存儲(chǔ)空間，那么循環(huán)就可以從頭至尾進(jìn)行工作，并由始至終反復(fù)重放。 （二）當(dāng) PLAYL 、 PLAYE 或 REC 變?yōu)榈碗娖?，同時(shí) A6,A7 為高電平時(shí)，執(zhí)行對應(yīng)操作模式。 ISD1420 是采用模擬存取技術(shù)集成的可反復(fù)錄放的 20 秒語音芯片，掉電語音不丟失，最大可分 160段，最小每段語音長度為 125ms，每段語音都可由地址線控制輸出，每 125ms 為一個(gè)地址，由 A0A7 八根地址線控制。由上可知 1602 基本操作時(shí)序如表 。 學(xué)士學(xué)位論文 14 圖 鍵盤控制電路 報(bào)警模塊 報(bào)警模塊的工作原理是當(dāng)溫度傳感器檢測到的溫度高于溫度的上限或低于溫度的下限設(shè)定值時(shí)單片機(jī)的 發(fā)出高電平信號(hào)促使 PNP 三極管導(dǎo)通點(diǎn)亮發(fā)光二極管，蜂鳴器也發(fā)出響聲，產(chǎn)生聲光報(bào)警。所以在硬件上，DS18B20 與單片機(jī)的連接有兩種方法，一種是 VCC 接外部電源， GND 接地， I/O 與單片機(jī)的 I/O 線相連；另一種是用寄生電源供電，此時(shí) UDD、 GND 接地， I/O 接單片機(jī) I/O。C 0000 0001 1001 0001 0191h +176。 DS18B20 的測溫原理 DS18B20 內(nèi)有一個(gè)能直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的溫度傳感器 ,其分辨率 9,10 ,11 ,12bit 并且可編程 ,通過設(shè)置內(nèi)部配置寄存器來選擇溫度的轉(zhuǎn)換精度 ,出廠時(shí)默認(rèn)設(shè)置 12bit。本文用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式。一般方法是利用一個(gè)在 RST 端和正電源 VCC 之間的按鍵，當(dāng)按下按鍵時(shí)， VCC 和 RST端接通， RST 引腳處高電平，按鍵動(dòng)作時(shí) 間一般是數(shù)十毫秒，大于兩個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間，能夠安全的使系統(tǒng)復(fù)位。 當(dāng)溫度傳感器的信號(hào)送達(dá)至 AT89C51 芯片時(shí)，部程序?qū)⒁罁?jù)送達(dá)信號(hào)的類型進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果送達(dá)顯示模塊、報(bào)警模塊、語音播報(bào)模塊。如取指令和計(jì)算指令執(zhí)行時(shí)間，可把時(shí)鐘頻率除以 12 取倒數(shù)，然后指令執(zhí)行所須的周期數(shù)。中斷系統(tǒng)統(tǒng)一管理所有的中斷源的響應(yīng)，同時(shí)這些中斷源提供了 2 級的優(yōu)先級別供選擇 [2]。典型的 8051 單片機(jī)有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或者計(jì)數(shù)兩種功能。隨后，計(jì)算機(jī)技術(shù)便突飛猛進(jìn)，很難想象其在短短的幾十年的時(shí)間居然發(fā)展得如此神速，普及得如此廣泛。 綜上所述，選擇方案二，即 ISD1420[1]。 語音播報(bào)模塊 方案一：通過 A/D 轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)，存儲(chǔ)器， D\A 轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)的采樣 、處理、存儲(chǔ)和實(shí)現(xiàn)。采用 LCD 顯示屏，更容易實(shí)現(xiàn)題目的要求，對后續(xù)功能的兼容性很高，只需將軟件修改即可完成不同的功能，可操作性強(qiáng)，易于讀數(shù)，采用 RT1602 兩行十六字符的顯示屏進(jìn)行顯示，能同時(shí)顯示日期，時(shí)間，溫度。其供電方式簡單，可用數(shù)據(jù)線供電，所需的外圍器件較少，甚至不需要外圍器件 。 綜上分析，為使系統(tǒng)調(diào)試方便，能夠穩(wěn)定工作，成本低，簡明扼要等要求，所以決定選擇第一種方案。近百年來，溫度傳感器的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段： (1)傳 統(tǒng)的分立式溫度傳感器 (含敏感元件 )； (2)模擬集成溫度傳感器／控制器； (3)智能溫度傳感器。單片機(jī) 具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的 傳感器 ，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、電流、 功率 、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。 1980年英代爾公司在 MCS－ 48 系列的基礎(chǔ)上，又推出高性能的 MCS－ 51 系列 8 位單片機(jī)。此時(shí)，邏輯元件采用的是電子管，主存儲(chǔ)器用到的是磁鼓，磁芯，外用存儲(chǔ)器采用的是磁帶，運(yùn)行速度為每秒幾千次到幾萬次。 增加了手動(dòng)實(shí)時(shí)播報(bào)時(shí)間溫度功能。 1℃ ，溫度值小數(shù)部分保留兩位有效數(shù)字。sounding and light alarm 學(xué)士學(xué)位論文 III 目 錄 1 引言 ....................................................................................................................................... 1 2 方案論證 ............................................................................................................................... 3 電源模塊 ..................................................................................................................... 3 溫度傳感器模塊 ........................................................................................................ 3 顯示模塊 .................................................................................................................... 4 鍵盤控制模塊 ............................................................................................................ 5 語音播報(bào)模塊 ............................................................................................................ 5 3 設(shè)計(jì)原理 .......................