【正文】 在大學(xué)階段，我在學(xué)習(xí)上和思想上 都受益非淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的。 學(xué)士學(xué)位論文 31 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。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。查閱了大量的關(guān)于傳感器、單片機及其接口電路、以及控制方面的理論。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。定時時間 =（ 65536T0 初值） *時鐘周期 *12。其測溫子程序流程圖如 所示 。 If(ct=2) 分減1。 If(ct=1) 秒加1。P1=ct。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。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。系統(tǒng)在初始化完成后就進(jìn)入讀取溫度測量程序，實時的測量當(dāng)前的溫度，得到溫度后判斷溫度是否超過溫度設(shè)置的上下限。運行 Keil 軟件需要 WIN9 NT、 WIN202 WINXP 等操作系統(tǒng)。 Keil c51 匯編， PLM 語言和 C 語言的程序設(shè)計，界面友好。單片機某一段的起始地址進(jìn)行放音操作，遇到段結(jié)束標(biāo)志（ EOM）即自動停止放音，單片機收到段結(jié)束標(biāo)志（ EOM）就開始觸發(fā)下一段語音的起始地址，如此控 制，即可以將很多、不同段的語音組合在一起成一句話放音出來，實現(xiàn)語音的自動組合。另外， A0 和 A1 都需要接地，因為我們要確保分段間隔不小于 ，所以至少要四段，否則錄音的信息可能會重疊，導(dǎo)致放音時達(dá)不到自己的要求。 LED 和限流電阻組成錄放音指示電路， 當(dāng)錄音結(jié)束、錄音超出時限（存儲器溢出）或放音結(jié)束時， ISD1420 的 25腳呈高電平， LED 熄滅。錄音期間 REC 應(yīng)始終保持低電平， REC 變高或存儲空間變滿時錄音過程結(jié)束，這時在錄音截止的地方會記錄一個信息結(jié)束標(biāo)記 （ EOM）。 PLAYE— 邊沿觸發(fā)放音控制端，該端輸人一低脈沖，芯片即進(jìn)入放音狀態(tài)，直至遇到信息結(jié)束標(biāo)記 （ EOM） 或到存儲空間的末尾時回放過程結(jié)束，電路自動進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。 XCLK— 外接時鐘輸入 端， ISD1420 具有內(nèi)部時鐘，一旦接人外部時鐘，內(nèi)部時鐘會自動失去作用。 ANA OUT— 預(yù)放大器的輸出端，預(yù)放大器的電壓增益取決于 AGC 電平，對于小信號輸入電平，其增益最大為 24dB， 對于強信號，增益較低。 其中 ISD1420 各引腳說明如下 ： A0A7— 地址輸入端，當(dāng) A6 和 A7 不全為高電平時 ， A0A7 為 分段錄音信息地址線，不同的地址對應(yīng)不同的錄音片 斷 。 學(xué)士學(xué)位論文 18 ISD1420 語音芯片錄放音電路設(shè)計 分段錄音時， ISD1420 的 A0A7 用作地址輸入線， A A7 不可同時為高電平，所以地址范圍為 00H9FH，即為十進(jìn)制碼 0159 共 160個數(shù)值。 在 這里我們只用到地址功能來分段控制，所以我們需要保證 A A7 不可同時為 1， 這里 我們可以用軟件進(jìn)行保護(hù)。 ISD1420 地址輸入端具有雙重功能，根據(jù)地址中的 A A7 的電平狀態(tài)決定 A0～A7 的功能。 A3 循環(huán)重放信息（或 only） 可使存于存儲空間始端的信息自動地連續(xù)重放。 A0信息檢索（或 only) 不知道每個信息的實際地址 ,A0 可 使操作者快速檢索每條信息， A0 每輸入一個低脈沖，可使得內(nèi)部地址計數(shù)器跳到下一個信息。當(dāng)電路中錄放音轉(zhuǎn)換或進(jìn)入省電狀態(tài)時，地址計數(shù)器復(fù)位為 0。地址位僅作為輸入端，在操作過程中不能輸出內(nèi)部地址信息。 ISD1420 是 ISD1400 系列中錄音時長為 20s 語音芯片。 表 LCD1602 基本操作時序 基 本時序操作 輸入 輸出 讀狀態(tài) RS=L,R/W=H,E=H DO～ D7=狀態(tài) 讀數(shù)據(jù) RS=H,R/W=H,E=H 無 寫指令 RS=L,R/W=L,E=高脈沖 ,DO～ D7=指令碼 DO～ D7=數(shù)據(jù) 讀指令 RS=H,R/W=L,E=高脈沖 ,DO～ D7=數(shù)據(jù) 無 學(xué)士學(xué)位論文 16 圖 液晶顯示模塊接口電路 語音播報模塊 本模塊采用的核心語音芯片 ISD1402 語音芯片是美國 ISD(Information Storage Device)公司的產(chǎn)品。第 7～ 14 腳 ： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄 存器、低電平時選擇指令寄存器。電路圖如圖 所示。按鍵閉合過程在相應(yīng)的 I/O端口形成一個負(fù)脈沖。 DS18B20 也可以由 3～ 的外部電源供電。C 0000 0000 0000 0000 0000h 176。C* 0000 0101 0101 0000 0550h +176。溫度 /數(shù)字對應(yīng)關(guān)系如表 所示（分辨率為 12bit 時）。由 DS18B20 這一特點 ,非常適合于多點溫度檢測系統(tǒng) ,硬件結(jié)構(gòu)簡單 ,方便聯(lián)網(wǎng) ,在倉儲管理、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制造、氣象觀測、科學(xué)研究以及日常生活中被廣泛應(yīng)用 [1]。 溫度傳感器模塊 本模塊主要作用是進(jìn)行溫度采集，然后 AT89C51 進(jìn)行分析處理采集到的數(shù)據(jù)。常用的時鐘電路有兩種方式：一種是內(nèi)部時鐘方式，另外一種是外部時鐘方式。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復(fù)位， RST 引腳的高電平信號必須維持足夠長的時間。 手動復(fù)位：人為的在復(fù)位輸入端加上高電平讓使系統(tǒng)復(fù)位得方法即為手動復(fù)位。單片機 AT89C51 的 I/O 端口具體分配與下表 : 表 AT89C51 的 I/O 端口 具體 分配 AT89C51的 IO端口 外接點 語音芯片播音地址端口 LCD 地址顯示端 DS18b20 通道 連接鍵盤控制端口 DS1302 開始播音口 LCD 讀 /寫選擇端 LCD 數(shù)據(jù) /命令端 LCD 使能端 AT89C51 復(fù)位電路 任何微機系統(tǒng)執(zhí)行的 第一步都是系統(tǒng)復(fù)位，其作用是使整個控制芯片回到默認(rèn)的硬件狀態(tài)下即：單片機的片內(nèi)電路初始化過程。微型處理器的基 學(xué)士學(xué)位論文 9 本功能都綜合在了 AT89C51 中。AT89C51 具有如下特點： 40 個引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器， 128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5 個中斷優(yōu)先級 2 層中斷嵌套中斷，看門狗（ WDT）電路， 2 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口，片內(nèi)時鐘振蕩器。 選用單片機的結(jié)構(gòu)： 1 一個 8 位算術(shù)邏輯單元 2 32 個 I/O 口 4 組 8 位端口可單獨尋址 3 兩個 16 位定時計數(shù)器 4 全雙工串行通信 5 6 個中斷源兩個中斷優(yōu)先級 6 128 字節(jié)內(nèi)置 RAM 7 獨立的 64K 字節(jié)可尋址數(shù)據(jù)和代碼區(qū) 每個 8051 處理周期包括 12 個振蕩周期，每 12 個振蕩周期用來完成一項操作。時鐘振蕩電路產(chǎn)生的時鐘，是供整個單片機運行的脈沖時序。典型的 8051 單片機提供了兩個 外部中斷、兩個定時 /計數(shù)器中斷和一個串行中斷。 e. 并行 I/O 口 MCS－ 52 單片機共有 4 個 8 位的 I/O 口（ P0、 P P2 和 P3），每一條 I/O 線都能獨立地用作輸入或輸出。 c. 定時器 /計數(shù)器 定時 /計數(shù)器就相當(dāng)于一個方便的鬧鐘，主要用于單片機硬件的定時或者計數(shù)。這些部件使單片機具有了和計算機同等強大的功能 [2]。 1946 年，世界上第一胎電子數(shù)字計算機 ENIAC 在美國賓西法尼亞大學(xué)研制成功。 單片機介紹 單片機 是一種集成 電路 芯 片 ，是采用 超大規(guī)模集成電路 技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU隨機存儲器 RAM、 只讀 存儲器 ROM、多種 I/O 口和 中斷系統(tǒng) 、定時器/計時器 等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、 脈寬調(diào)制 電路、模擬多路 轉(zhuǎn)換器 、 A/D 轉(zhuǎn)換器 等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的 微型計算機系統(tǒng) ，在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。此外， ISD1420還省去了 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換器，方便擴(kuò)展更多的功能。此方案安裝調(diào)試復(fù)雜，集成度低，成本也不低。所以此時，采用方案二。此方案對于本系統(tǒng)來說無非是浪費 I/O 占用 MCU的資源，不利于系統(tǒng)的擴(kuò)展和開發(fā)，會使系統(tǒng)的實用性降低，況且本系統(tǒng)根本不需要 16 個按鍵。雖然 LCD 顯示器的價格比傳統(tǒng)的 LED 數(shù)碼管要貴些，但它的顯示效果更好，是當(dāng)今顯示器的主流應(yīng)用的產(chǎn)品，所以采用 LCD 作為顯示器。 顯示模塊 方案一：采用八位數(shù)碼管，將單片機的數(shù)據(jù)通過數(shù)碼管顯示出來。因此，在溫度測量系統(tǒng)中，采用抗干擾能力強的新型數(shù)字溫度傳感器是解決這些問題的有效方案，新型數(shù)字溫度傳感器DS18B20 具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用一線總線、可組網(wǎng)優(yōu)點，在實際測溫的過程中取得了良好的測量效果。 AD590 不需要低電平測量設(shè)備和電橋，可以使用長導(dǎo)線，而不會因為電壓的降低和感應(yīng)的噪聲電壓而產(chǎn)生 溫度采集 鍵盤控制 微控制 器模塊 顯示模塊 報警模塊 語音錄放 電源模塊 學(xué)士學(xué)位論文 4 誤差；它又是一個高阻抗的電流源；對激勵的電壓變化不夠敏感。但是產(chǎn)生了很多贅余的線路。 學(xué)士學(xué)位論文 3 2 方案論證 分析本題，根據(jù)設(shè)計要求先確定了本系統(tǒng)的整體設(shè)計原理框圖如圖所示 圖 原理框圖 電源模塊 方案一：采用四只干電池作為電源。 它屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生 活等領(lǐng)域，應(yīng)用數(shù)量居各種傳感器之首。 學(xué)士學(xué)位論文 2 21 世紀(jì)是人類全面進(jìn)入信息電子化的時代，現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息采集(即傳感器技術(shù) )、信息傳輸 (通信技術(shù) )和信息處理 (計算機技術(shù) )。 隨著集成技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用廣泛的迫切需要，單片機的發(fā)展十分迅速，其發(fā)展趨勢具有以下特點：高度可靠性，高速度性，低功率，技術(shù)高新化，寬電壓，品種多樣化。 而今 32 位單片機又以其強大的功能提供給應(yīng)用者。 微處理器的由抵擋向高檔發(fā)展的同時，單片微型計算機也在不斷的發(fā)展中： 1975 年美國德州儀器（ TI ）公司推出 TMS1000, 英代爾公司推出 4004 4 位單片機。邏輯元件由原來的電子 管變?yōu)榱司w管。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 ..................................................................