【導(dǎo)讀】液晶顯示器實(shí)現(xiàn)，液晶顯示當(dāng)前日期、時間和溫度。當(dāng)測量溫度超過設(shè)定的溫度上下限。時，啟動蜂鳴器和指示燈報(bào)警。溫度顯示穩(wěn)定，且溫度測量誤差≤±1℃，溫度值小數(shù)。部分保留兩位有效數(shù)字。增加了手動實(shí)時播報(bào)時間溫度功能。它具有功耗低、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用越來越廣泛。其外圍電路相對比較簡單，實(shí)現(xiàn)容易。在本論文中附帶了軟件實(shí)現(xiàn)的流程圖以及部分子。程序以及各種硬件電路圖。

　　

【正文】 圖 主程序流程 鍵盤掃描子程序 對于系統(tǒng)來說，鍵輸入程序是整個鍵盤控制應(yīng)用系統(tǒng)的核心。當(dāng)所設(shè)的功能鍵按下時，本系統(tǒng)應(yīng)完成該鍵所設(shè)的功能。本系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)功能如下表 。 按鍵閉合過程在相應(yīng)的 I/O 端口形成一個負(fù)脈沖。閉合和釋放過程都要經(jīng)過一定的過程才能達(dá)到穩(wěn)定，這一過程是處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為抖動。為了保證 CPU 對鍵一次閉合，僅作一次鍵輸入處理，必須去抖動影響。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，執(zhí)行一個 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)，從而消除了抖動影響。鍵盤子程序流程圖如下 所示 （ 延時子程序未在流程圖中畫出）。 初始化 判斷溫度在設(shè)定范圍 顯示溫 度子程序 報(bào)警子程序 顯示時間子程序 測量溫度子程序 判斷顯示模式子程序 顯示溫度上 下限子程序 鍵盤掃描子程序 開機(jī) 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 表 按鍵功能表 按鍵 實(shí)現(xiàn)功能 SW5 按下一次 進(jìn)入時間秒設(shè)置模式 SW5 按下二次 進(jìn)入時間分設(shè)置模式 SW5 按下三次 進(jìn)入時間時設(shè)置模式 SW5 按下四次 進(jìn)入溫度上限設(shè)置模式 SW5 按第五次 進(jìn)入溫度下限設(shè)置模式 SW5 按下第六次 退出設(shè)置模式 SW6 按下一次 在設(shè)置模式下對應(yīng)數(shù)值加一 SW7 按下一次 在 設(shè)置模式下對應(yīng)數(shù)值減一 SW8 按下一次 播報(bào)當(dāng)時溫度值 圖 鍵盤子程序流程 測量溫度子程序設(shè)計(jì) 由在整個語音溫度計(jì)的設(shè)計(jì)中是以正確采集溫度為前提的，因?yàn)槿绻麥囟炔杉筒徽_，那么即使后續(xù)電路如顯示和報(bào)溫電路均正確，最后的結(jié)果仍然不能達(dá)到我們所要鍵盤開始掃描 ct==0。P1=ct。 SW5 按下 SW6 按下 SW7 按下 SW8 按下 ct++。if(ct5)ct==0。 if(ct==4||ct==5)顯示溫度上下限子程序； else 顯示時間子程序 If(ct=0)無效 。 If(ct=1) 秒加1。 If(ct=2) 分加1。 If(ct=3) 時加1 If(ct=4) 上限加 1 If(ct=5) 下限加 1 語 音播報(bào)子程序 If(ct=0)無效 。 If(ct=1) 秒減1。 If(ct=2) 分減1。 If(ct=3) 時減1 If(ct=4) 上限加減 If(ct=5) 下限減 1 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 的目標(biāo)，也就是不能正確的對環(huán)境溫度進(jìn)行顯示和報(bào)溫，所以關(guān)于 DS18B20 的溫度采集是非常重要的。 DS18B20 單線通信功能是分時完成的，它有嚴(yán)格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。操作協(xié)議為 ：初始化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā) ROM 功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數(shù)據(jù) [8]。其測溫子程序流程圖如 所示 。 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 DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換 讀暫存器 BEH 讀暫存器 9 個字 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 DS18B20 發(fā)送電源供電方式的信號給主 CPU 初始化 寫跳過 ROM 指令 寫啟動溫度轉(zhuǎn)換指令 延時 初始化 寫跳過 ROM 指令 寫讀溫度轉(zhuǎn)換指令 讀取溫度 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 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)時溫度恢復(fù)到報(bào)警范圍內(nèi)溫度時，自動停止報(bào)警。流程圖如圖 大于 小于 圖 報(bào)警子程序 實(shí)現(xiàn)時鐘功能的程序設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的時鐘直接用單片機(jī)的定時器編程以實(shí)現(xiàn)時鐘，節(jié)省硬件。 TMOD=0x01 定時器 T0 初始化方式 1。定時時間 =（ 65536T0 初值） *時鐘周期 *12。本設(shè)計(jì)中定時時間50ms，時鐘周期為 12M，顧 TH0=0x3c。TL0=0xb0 時鐘實(shí)現(xiàn)流程圖如圖 所示 : 不報(bào)警 小于0 大于 小于0 大于0 讀取溫度值 溫度值減上限值 溫度值減下限值 報(bào)警 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 圖 時鐘功能實(shí)現(xiàn)流程 顯示程序設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)使用的 LCD1602 基本操作時序如表 。清楚基本操作時序就可以完成寫指令和寫數(shù)據(jù)到 LCD 中的子函數(shù)設(shè)計(jì)。在子函數(shù)中為了使液晶顯示更加穩(wěn)定，可以最簡短的延時。 顯示模式包括當(dāng)前溫度顯示，時間顯示模式，溫度上下限 ，他們實(shí)現(xiàn)都是先初始化調(diào)用顯示字符串子程序后再調(diào)用顯示指定位置字符子程序，具體看顯示當(dāng)前溫度子程序定時器 T0初始化 (方式 1) 判斷 minute=20 判斷 Seconde=60 Seconde ++ Minute++ Hour++ 判斷 Hour =24 Hour=0 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 流程圖如圖 所示： 圖 顯示當(dāng)前溫度子程序流程 語音播放子程序 單片機(jī)語根據(jù)語音信息與分段地址的對照表和當(dāng)前溫度組合出播報(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)溫度值的個位 溫度值 10 播報(bào)“度” 個位為零 播報(bào)溫度值的十位 播報(bào)“十” 播報(bào)溫度值個位 播報(bào)“度” 個位不 為零 播報(bào)溫度值的十位 播報(bào)“十” 播報(bào)“度” 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 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）顯示時間和溫度 （ 4）調(diào)整時間、日期，設(shè)定最低、最高溫度 按 SW5 進(jìn)入時間 、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 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 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 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 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。本文設(shè)計(jì)的語音溫度計(jì)成本很低，如果采用大批量生產(chǎn)的話，生產(chǎn)成本會更低，可以帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。 經(jīng)過這段時間的方案論證、系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的仿真和調(diào)試。查閱了大量的關(guān)于傳感器、單片機(jī)及其接口電路、以及控制方面的理論。經(jīng)過了一番特殊的體驗(yàn)后，靠用所學(xué)的專業(yè)知識來解決問題。檢查了自己的知識水平，使我對自己有一個全新的認(rèn)識。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅鍛煉自己分析問題、處理問題的能力，還提高了自己的動手能力。這些 培養(yǎng)和鍛煉對于我們這些即將走向工作崗位的大學(xué)生來說，是很重要的。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)基本的完成了任務(wù)書的要求，實(shí)現(xiàn)了溫度的控制和語音播報(bào)。通過仿真表明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是正確的，可行的。但是由于設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和知識水平有限，本文設(shè)計(jì)的語音溫度計(jì)還存在許多不足和缺陷。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 致 謝 非常感謝丁國華 老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，購買器件、焊接元件，到寫作、修改，到論文定稿，他給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。為了指導(dǎo) 我們的畢業(yè)論文，他放棄了自己的休息時間，他的這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向他表示我誠摯的謝意。同時，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學(xué)習(xí)，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意，并 祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀