【導(dǎo)讀】指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所完成。畢業(yè)論文（設(shè)計）中凡引用他人已經(jīng)。發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點等，均已明確注明出處。

　　

【正文】 動低至 10歐姆的喇叭。也可以使用單輸出，但需要注意：對于州大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 25 頁 直接驅(qū)動發(fā)聲裝置，使用兩個反極性的輸出的功率是使用單輸出功率的 4倍。另外，同時使用 SP+和 SP可以不使用喇叭的耦合電容。對于使用單個輸出，必須在 SP+和喇叭之間接一個耦合電容。在錄音狀態(tài)中，兩個喇叭輸出為高阻狀態(tài)；在掉電模式中保持為 VSSA。 地址輸 入 A0A7 根據(jù)最高兩位地址位的數(shù)值，地址輸入有兩種功能。當(dāng) A7 A6 至少有一位為 0時，輸入認(rèn)為是地址輸入，輸入的地址被當(dāng)作當(dāng)前錄音或放音的起始地址。這些地址管腳全部為輸入管腳，與操作模式中能輸出地址信息不同。地址輸入在信號 PLAYE PLAYL 或 REC 的下降沿被鎖存。 操作模式 A6,A7同為高電平時 ,即為 操作模式。如圖 314為 ISD2590 操作模式表： 圖 313 ISD1420 操作模式表圖 . ISD2590 硬件電路 . 單 ISD2590 錄放音電路 圖 314 單 ISD2590 錄 放音電路圖 在單 ISD2590 錄音電路中，按下 S3 鍵，錄音開始， LED 發(fā)光。錄音地址從 0 地州大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 26 頁 址開始，直到 S3 斷開或錄音滿為止。 按下 S2，喇叭將從錄音地址 0 開始放錄放的音，中間斷開 S2，不影響放音，直到遇到 結(jié)束標(biāo)志（ EOM） 或存儲器的尾部。 按下 S1，喇叭放音，遇到 結(jié)束標(biāo)志（ EOM） 或存儲器的尾部或 斷開 S1 時，放音結(jié)束。 . 系統(tǒng) ISD2590 放音電路 圖 315 系統(tǒng) ISD2590 放音電路圖 經(jīng)過單 ISD2590 錄音，芯片內(nèi)部已經(jīng)在相應(yīng)地址儲存了系統(tǒng)需要調(diào)用的音。因此，只要 PLAYL 對應(yīng)的線為低電 平，那么喇叭將按 ISD2590 芯片 A7~A0 對應(yīng)的位置放音。 . 繼電器 繼電器是一種當(dāng)輸入量（電、磁、聲、光、熱）達(dá)到一定值時，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動控制器件 。 繼電器 是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被 控制系統(tǒng) （又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種 “自動開關(guān) ”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù) 、轉(zhuǎn)換電路等作用。 電磁式繼電器一般由鐵芯、 線圈 、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加州大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 27 頁 上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、 釋放 ，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的 “常開、常閉 ”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為 “常開觸點 ”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為 “常閉觸點 ”。 . 繼電器控制電路 圖 316 繼電器 電路圖 1N4004 是整流二極管，它在電路中的作用是防止電磁繼電器產(chǎn)生的瞬間高壓感應(yīng)電動勢對三極管的擊穿，起到保護(hù)電路的作用。 P1 為加熱部分的電熱器 。 州大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 28 頁 第 4章 . 軟件設(shè)計 單片機主程序設(shè)計 圖 41 系統(tǒng)主流程圖 程序中，首先檢測 DS18B20的存在與否并初始化 DS18B20。如果檢測不到 DS18B20，單片機向語音芯片發(fā)出信息并重新檢測傳感器，喇叭發(fā)出“請檢查傳感器！”的聲音。若一直未檢測到傳感器，喇叭將反復(fù)發(fā)出聲音。 其次， DS18B20 將在單片機控制下進(jìn)行溫度測量和數(shù)據(jù)輸入，單片機將原始溫度數(shù)據(jù) BCD 處理，并將處理結(jié)果經(jīng) P0、 P2口連接的數(shù)碼管組動態(tài)顯示出來。 再次，單片機將溫度數(shù)據(jù)同 TH、 TL 值進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果輸出，超出范圍時將控制繼電器的開啟與吸合，控制電熱器工作，進(jìn)而控制水溫。 DS18B20 檢測和初 始化 開始 DS18B20是否存在？ 語音提醒 溫度測量、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及數(shù)字顯示 溫度值同 TH、 TL值比較，并操作繼電器 按鍵掃描及響應(yīng)程序 州大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 29 頁 DS18B20復(fù)位和初始化 溫度轉(zhuǎn)換 讀溫度值和溫度報警值 溫度值 BCD 處理 按鍵設(shè)置、修改 TH、TL值 拷貝數(shù)值到DS18B20 的暫存器 拷貝修改值到DS18B20 的EEPROM 最后， 按鍵掃描并響應(yīng)相應(yīng)程序。按鍵響應(yīng)程序有： 1）查看或修改 TH、 TL值；2）語音播報溫度值，格式為：“現(xiàn)在溫度是 xxx 度。” 3）語音播報溫度范圍 “溫度過高！”或“溫度偏低！” 如此無限循環(huán)，單片機將不斷顯示溫度值，并可通過按鍵響應(yīng)程序語音播報當(dāng)前溫度情況。 DS18B20 軟件設(shè)計 在 DS18B20 的軟件設(shè)計中，主要有兩個方面： 1） DS18B20 測量溫度并將數(shù)據(jù)傳送到單片機； 2）設(shè)置 DS18B20 中的 TH、 TL 值。 圖 42 測量溫度 流程圖 圖 43 設(shè)置 溫度報警值 流程圖 州大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 30 頁 單片機對 DS18B20 復(fù)位和初始化，流程圖如下： 圖 44 DS18B20 復(fù)位和初始化流程圖 在設(shè)置溫度報警值 TH、 TL 時，程序使得 TH≤125℃ ,TL≥ 0℃ ,TH≥ TL+1。當(dāng) TH值超過 125℃，將自動變?yōu)?TH 的最小值，即 TH=TL+1；而當(dāng) TL 值低于 0℃，將自動變?yōu)?TL 的最大值，即 TL=TH1。 LED 數(shù)碼管顯示軟件設(shè)計 LED 數(shù)碼管 驅(qū)動方式 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。 ① 靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如 BCD 碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用 I/O 端口多，如驅(qū)州大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 31 頁 動 5 個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58＝ 40 根 I/O 端口來驅(qū)動，實際應(yīng)用 時必須增加譯碼驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 ② 動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8 個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的 I/O線控制，當(dāng)單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù) 碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。 本系統(tǒng)中，顯示位數(shù)只有 5 位，因此將 P2 口作為控制數(shù)碼管公共極電位的 I/O口， p0 口控制各位數(shù)碼管的顯示字形，采用動態(tài)驅(qū)動方式。 州大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 32 頁 系 統(tǒng)數(shù)碼管顯示軟件設(shè)計 45 數(shù)碼管顯示溫度值流程圖 如圖 45 數(shù)碼管顯示溫度值流程圖，數(shù)碼管先顯示溫度值的小數(shù)位，存儲單元是70H,顯示 2MS，然后顯示溫度值個位數(shù)，并將此位數(shù)碼管的“點”數(shù)碼管點亮用著溫度數(shù)值中的小數(shù)點，以此類推，直至溫度值的百位顯示出來。 另外還有最后一位顯示當(dāng)前溫度值同溫度報警值的 TH、 TL 的比較結(jié)果， TTL,則顯示“ L”； T≥ TH,則顯示“ H”； THT≥ TL,則顯示“ 0”。 州大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 33 頁 開始 溫度值顯示程序 50 R5 (R5)1=0? 結(jié)束 整個顯示系統(tǒng)就這樣動態(tài)的顯示當(dāng)前溫度值，對于人眼而言，會覺得五個數(shù)碼同時在工作，顯示溫度信息。在 溫度報警值設(shè)置顯示時，也是采用這種流程顯示。 ISD2590 軟件設(shè)計 ISD2590 語音芯片經(jīng)過特定的錄音，在內(nèi)部已經(jīng)存放了系統(tǒng)需要播放的音。所以，只需單片機提供需要播放音的地址和 PLAYL 引腳的低電平，喇叭就可以放音了。 再經(jīng)過一定的延時，反復(fù)為語音芯片提供語音地址和放音信號，就組成溫度值的語音信息 。 語音延時設(shè)計 在放音時，系統(tǒng)中有這些語音：“請檢查傳感器！”、 0~“十”、“百”、“負(fù)”、“點”、“度”、“現(xiàn)在溫度是”、“溫度過高！”、“溫度偏低！”按照每三個字放音時間一秒算，放音時間有 2S、 和 三種。 當(dāng)喇叭工作時，單片機需要延時，并且數(shù)碼管能顯示當(dāng)前的溫度值，所以必須得把溫度值顯示程序嵌入到延時程序中。溫度值顯示程序執(zhí)行時間為 10289μ s，延時 時，需循環(huán)調(diào)用 50 次顯示程序。如圖 46 為語音延時 流程圖。 州大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 34 頁 圖 46 語音延時 流程圖 而語音延時 2S是在延時 3次或 4次即可得。 放音設(shè)計 放音程序可反復(fù)調(diào)用，直至放完語句中的各字及詞段， 22H 為子程序的入口參數(shù)，如圖 47 為 放音流程圖。 圖 47 的放音流程圖 由于 ISD2590 鎖存放音地址需要十幾毫秒，若同時把放音地址和放音信號送往 P3口，放音將固定從芯片的 0 地址開始，無法得到溫度值的音。因此本設(shè)計是先把放音地址通過 P3 口送到語音芯片中，再延時 20MS，后發(fā)送語音播放信號，進(jìn)而實現(xiàn)語音播放。而延時 20MS 這段時間同語音延時一樣是調(diào)用溫度值顯示程序來實現(xiàn)，這樣更加保證了語音播放期間的溫度值顯示。 和 2S 放音程序同 的流程一樣，不同之處是語音延時分別變?yōu)榱?和 2S。 開始 延時 20MS(兩次調(diào)用溫度值顯示程序 ) 22H P3 發(fā)送語音播放信號CLR 語音延時 P3口復(fù)位 FFH P3 結(jié)束 州大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 35 頁 溫度值語音播報設(shè)計 在 ISD2590 中，各字 段語音地址如下： 0 ， 1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 5 ， 6 ， 7 ， 8 ， 9 ，十 ，百 ，負(fù) ，點 ，度 C0H C1H C2H C3H C4H C5H C6H C7H C8H C9H CAH CBH CCH CDH CEH 現(xiàn)在溫度是，溫度過高，溫度偏低 ,請檢查傳感器 CFH~D2H D3H~D5H D6H~D8H D9H~DCH 州大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 36 頁 圖 48 溫度值語音播報流程圖 州大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 37 頁 結(jié)合圖 48所示，可知溫度值播報首先播放語音“現(xiàn)在溫度是”，然后播放溫度值的百位的音直到小數(shù)位的音，最后播放的 是“度”。 其中，流程圖中有處理這些特殊溫度值的程序 ,包括負(fù)值、零值和一百零幾等溫度值，使得語音播報溫度的范圍在溫度傳感器的測量范圍內(nèi)。 繼電器軟件設(shè)計 繼電器軟件設(shè)計在合理的硬件電路下，實現(xiàn)起來比較簡單，只需 高電平對應(yīng)繼電器的關(guān)閉，而其低電平對應(yīng)繼電器的吸合，就實現(xiàn)了使用繼電器控制電熱器加熱與否來控制水溫。 州大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 38 頁 第 5章 . PCB 的制作和實物 的功能 和使用 Protel 是 Protel Technology 公司的產(chǎn)品。是基于 Wind