【正文】 ,選用的型號是 240D10 固態(tài)繼電器 。 （ 4） 片選 （ SS ） 端口低電平有效 ，即 控制器向該口發(fā)送信號 選中 芯片。 之后 ，得到溫度轉(zhuǎn)換命令后， DS18B20根據(jù)傳感器 測得的數(shù)量 值進行轉(zhuǎn)換，形成 二進制的 數(shù)字化溫度值 ，其計算過程為，測得溫度 t，若為正值， 則T=t/,直接將 T轉(zhuǎn)換為二進制 T1，如溫度 t等于 +125， T=2021，降 T轉(zhuǎn)化為二進制為 0000 0111 1101 0000，十六進制表示是 07D0H，若所的溫度為負值，如 t=，則 T=8，其二進制表示過程為， 8D=0000 0000 0000 1000B，取反為1111 1111 1111 0111 ，加 1后的 T1， T1=1111 1111 1111 1000，十六進制表示為 FFF8H。 內(nèi)部帶有 EEPROM， 并具備 限溫報警功能 各個鍵的功能描述如表 32 所示。 16 位定時 ／計數(shù)器 2 個 控制實現(xiàn)模塊 控制實現(xiàn)模塊的方案理 論上的方案都是通過繼電器銜接電爐，完成弱電信號對強電的控制，而使 用什么樣的繼電器對電路的完成效率有著很大的影響，主要由以下兩種選擇： 方案 1：使用傳統(tǒng)電磁式繼電器，電磁式繼電器結(jié)構(gòu)簡單、實用， 單片機傳送高電平信號至三極管，三極管正向?qū)ㄐ盘杺髦?2號接口，繼電器電流輸入口兩個反向電壓作用，磁性消 失，原本被吸附彈片落下，連接高壓兩端電路，電路導(dǎo)通，開始加熱。鉑熱電阻的 突出性能是在 高溫和氧化性介質(zhì)中很穩(wěn)定， 線性度非常好，因此 它 通常用于 工業(yè)測溫。以單片機為控制核心 ,達到設(shè)定的水溫時，進行語音播報。例如，現(xiàn)代化的泳池，當前社會在實用性的基礎(chǔ)上更加講究舒適性，表現(xiàn)在室內(nèi)泳池上，就是泳池 的 水溫要保持在一個適當?shù)姆秶鷥?nèi)，以使身處泳池之中人的體表感官保持舒適；在家居生活中，技術(shù)較新的產(chǎn)品為了在性能上出眾，以達到增加銷量的目的，越來越多的人性化設(shè)計開始使用到家電之中，以電飯煲為例，現(xiàn)在 的電飯煲不在簡簡單單的能煮飯，如果飯煮好后主人沒能及時將飯盛出，電飯煲會根據(jù)溫度進行自身調(diào)節(jié)， 以使其中的飯始終保持在適宜食用的溫度范圍內(nèi)，這其中用到的就是溫度控制。數(shù)據(jù)采集模塊 將使用 DS18B20 數(shù)字化溫度傳感器 ， DS18B20 突出的特點是 無需數(shù)模裝換，可以直接接入單片機，減少信號失真。預(yù)先溫度設(shè)定，系統(tǒng)將根據(jù)設(shè)定的溫度進行控制 結(jié)論：基于以上對比，本設(shè)計采用方案 2?？尚械姆桨赣幸韵聝蓚€： 方案 1： 以 SK040G 語音芯片直接驅(qū)動的 的擴音器。 具有良好的兼容性， MCS51系列 產(chǎn)品 的 指令系統(tǒng) 完全可應(yīng)用于 AT89C51 第三章 硬件單元電路設(shè)計及相關(guān)參數(shù) 11 P2 口： P2 口的性質(zhì)功能與 P1 口基本相同，不同之處在于在進行 Flash 編程和程序校檢時， P2口可以獲取 16位地址的外部數(shù)據(jù)，但是 P1口只能獲取低8位地址 P3 口： P3 口是 的性質(zhì)功能與 P P2口重疊，但是 P3口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表 所示 : 表 31 P3口的第二功能 除此之外， P3 口還 可以 接收 控制信號，這些控制信號一般 用于 f閃速存儲器編程和程序校驗。 一根數(shù)據(jù)總線完成輸入輸出 通信 單片機通過一線總線訪問 DS18B20 的話，需要經(jīng)過以下幾個步驟： 1. 復(fù)位 單片機 上電 后，向 DS18B20發(fā)送 不少于 480us的低電平信號 ， DS18B20會在最第三章 硬件單元電路設(shè)計及相關(guān)參數(shù) 15 長 60us的時間內(nèi)向的單片機返回一個脈沖信號，證明數(shù)據(jù)采集芯片正在待命，復(fù)位 完成 。 工作時，位選信號每次僅有一路輸出是“ 0”，另一路是“ 1”，同時 P2口 選通的數(shù)碼管相對應(yīng)的字形碼信號。 語音錄放時間： 8— 16min （ 3） 交流型 SSR 采用過零觸發(fā)技術(shù)， 避免了對 計算機 產(chǎn)生的 干擾。兩部分結(jié)構(gòu)相同，都是 由 變壓器、 橋式全波整流電路、電容 (C CC C9)濾波電路、三端固定輸出的集成穩(wěn)壓器 78LXX 構(gòu)成，一端接直流電源，另一端輸出直流電源， 不同之處在于 +5V 電路采用的是 78L05， + 采用的是 78L33。 電路設(shè)計中由于考慮到成本，沒有完全發(fā)揮各器件的功能，如 ISD4004 芯片，其電源端分為 VSSD 和 VSSA 兩類， VSSD 代表數(shù)字電路電源端，而 VSSA是模擬電路 電源端，最好是單獨供電， 可以最大限度的降低噪聲，但是電路中并沒有設(shè)置兩組 +3V的直流電源。 語音模塊和數(shù)據(jù)采集模塊的程序在芯片的 介紹中都已經(jīng)給出，但是這兩個程序非常的復(fù)雜 ，通過調(diào)整以適應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計要求，難度很大，故這兩部分程序沒有在論文中給出 。 系統(tǒng)的供電電源電路如圖 所示。 圖 39 繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 第三章 硬件單元電路設(shè)計及相關(guān)參數(shù) 22 圖 310 繼電器控制模塊及加熱裝置 繼電器控制電路圖 下圖是 一個 控制電阻絲加熱的電路圖 ，單片機 通過 的輸出控制 繼電器 的開合并 進行通訊 ,當繼電器的開關(guān)閉合時，晶閘管的門極觸發(fā)電路導(dǎo)通，即晶閘管導(dǎo)通， 220V 的交流電壓直接加在加熱裝置 ，加熱裝置為日常用的 1kw 電阻性電爐 ， 進行 加熱 ， 其電路圖如圖 310 所示。 維持電流： 1uA 圖 36 顯示電路 的數(shù)碼管與單片機連接圖 語音播報模塊 語音播報模塊 是以 ISD4004為核心的， ISD4004是 ISD4000系列語音 芯片的一第三章 硬件單元電路設(shè)計及相關(guān)參數(shù) 18 種 ,4000系列還有 ISD400 ISD4003等，個位上的數(shù)字表示語音錄放時間， 4004的錄放時間為 1 16，不同小類錄放時間不同。 在本設(shè)計中僅掛接一片溫度傳感器 ，就可以執(zhí)行跳過命令 。 在最大分辨率下 ,工作周期為 750毫秒 ALE/PROG： ALE（地址所存允許） 引腳有兩個作用， 當 CPU 訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，輸出脈沖 信號，用于 低 8位字節(jié)地址的 鎖 存 ；當 CPU 對flash 存 儲器進行編程時，該引腳可以完成 編程脈沖（ ^PROG） 信號的 輸入 。 數(shù)據(jù)存儲器擦鞋周期長 ,最高 可達 1000 次 該語音芯片內(nèi)部自帶濾波功率放大器，直接連接擴音器也不會影響音質(zhì)。 系統(tǒng)框圖 如 圖 所示。實時顯示當前溫度 主要設(shè)計技術(shù)指標與參數(shù) 基本要求 控制對象為 1 升 凈水，水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時實現(xiàn)自動控制，以保持設(shè)定的溫度基本不變。依靠以上設(shè)計，系統(tǒng)將高效、穩(wěn)定 地 實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理、輸出，實現(xiàn)語音播報、溫度控制與恒定。通過控制介質(zhì)， 來保證產(chǎn)品的質(zhì)量或者用來生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，例如芯片制造，對溫度、濕度的要求就極其嚴格；在紡織領(lǐng)域， 不同溫度的水處理過的紡織線，在性質(zhì)上具有極大的差別，具體表現(xiàn)在絲線的韌度、彈性 有很大不同。 （ 3）電路可以采用集成電路也可以采用分立式電路 （ 4）用十進制數(shù)碼顯示水的實際溫度 主要設(shè)計內(nèi)容 （ 1）給出電路設(shè)計總體框圖 （ 2）給出單元電路的設(shè)計與計算，并分析單元電路的工作原理 （ 3）將單元電路進行級聯(lián)形成總體電路，并分析工作原理 第二章 系統(tǒng)總體框圖和方案對比論證 3 第二章 系統(tǒng)總體框圖和 方案對比論證 總體方案的對比論證 本設(shè)計的目標是具有語音播報功能的水溫控制系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集模塊在很大程度上要求，具有高精度、高靈敏性，數(shù)據(jù)采集模塊的精度 影響到處理過程的誤差波動，靈敏性影響到反饋的形成。方案 2中使用的 ISD4004 語音芯片因其所特有直接模擬量存儲技術(shù)，大大簡化了工作量，并且可以反復(fù)使用。 內(nèi)部 數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）為 128*8 字節(jié) 端口引腳 第二功能 Rxd (串行輸入口 ) Txd(串行輸出口 ) ^int0 (外中斷 0) ^int1 (外中斷 1) t0 (定時 /計數(shù)器 0) t1 (定時 /計數(shù)器 1) ^WR (外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 ) ^RD (外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ) 第三章 硬件單元電路設(shè)計及相關(guān)參數(shù) 12 XTAL2: 振蕩器反相放大器的輸出端。 C 上限為 +125176。 溫度傳感器 測量溫度的過程 實際上是 由 一只熱敏電阻 組成電路完成的 ，該熱敏電阻接入 一個 電橋中，基準溫度下，電橋處于平衡狀態(tài) 。 圖 37 ISD4004外部引腳圖 引腳說明： （ 1） 同相模擬輸入（ ANA IN+） 錄音信號的同相輸入端 （ 2） 反相模擬輸入（ ANA IN） 錄音信號的反相輸入端。在 播放語音的部分 中，輸出端 OUT接 低電壓通用集成功率放大器 LM386M， 放大器用于 驅(qū)動 揚聲器 LS。內(nèi)部時鐘的特點是，時鐘電路由單片機自身內(nèi)置的 放大器與外部諧振構(gòu)成自激振蕩器電路， 完成時鐘信號提供，減少外圍電路，但缺點是 精度略 差；外部時鐘的第三章 硬件單元電路設(shè)計及相關(guān)參數(shù) 23 特點是精確度高，穩(wěn)定 好 ，但是會 大大 增加外圍電路。 圖 42 按鍵 模塊程序流程圖 數(shù)據(jù)采集模塊程序 流程圖 系統(tǒng) 上電后， 對 DS18B20 發(fā)出搜索器件的序列號 命令，讀取 DS18B20 的序列號，之后 啟動 DS18B20 作溫度轉(zhuǎn)換并讀取溫度值。 附錄 31 附錄 附錄一： 整機電路圖 CS V C C DM O S I X C L KS C L KV S S AV S S AV S S DA M C A P O U TI N I N +V C C AV S S AP 2 .4P 2 .3P 2 .2C 1 21 u f+ 3 VL S 1YSM K 1M I CR S 1C 1 81 0 u fR 1 71 0 KR 1 91 0 KR 1 81 0 KR 2 01KC 1 72 2 0 u fC 1 40 . 1 u fC 1 50 . 1 u fC 1 64 . 7 u fC 1 32 2 u f+—G N DVSB Y PG A I NG A I N+ 5 vI S D 4 0 0 4L M 3 8 6C 1 91 0 u f23465781 附錄 32 XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51S2S4+5VR110kR210kR310k27.0DQ2VCC3GND1U2DS18B2