【正文】 =4)上限加減If(ct=5)下限減 1圖 鍵盤子程序流程圖由在整個語音溫度計的設(shè)計中是以正確采集溫度為前提的，因為如果溫度采集就不正確，那么即使后續(xù)電路如顯示和報溫電路均正確，最后的結(jié)果仍然不能達(dá)到我們所要的目標(biāo)，也就是不能正確的對環(huán)境溫度進(jìn)行顯示和報溫，所以關(guān)于 DS18B20 的溫度采集是非常重要的。If(ct=1)秒減 1。If(ct=2)分加 1。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。 SW5 按下 SW6 按下 SW7 按下 SW8 按下ct++。開機(jī) 20表 按鍵功能表按鍵 實現(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 播報當(dāng)時溫度值鍵盤開始掃描ct==0。本設(shè)計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。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。本系統(tǒng)具體實現(xiàn)功能如下表。系統(tǒng)軟件設(shè)計的總體流程圖 所示 19初始化判斷溫度在設(shè)定范圍顯示溫度子程序報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圖 主程序流程圖對于系統(tǒng)來說，鍵輸入程序是整個鍵盤控制應(yīng)用系統(tǒng)的核心。超出（低于）溫度上下限，調(diào)用報警子程序。主程序是在程序運行的過程中必須先經(jīng)過初始化，包括鍵盤程序，測量程序，以及各個控制端口的初始化工作。 Keil C51 軟件提供豐富的庫，與匯編相比，C 語言在功能上，結(jié)構(gòu)上，可讀性，可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。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)。機(jī)器匯編通過匯編軟件變?yōu)闄C(jī)器碼，用于 MSC51 單片機(jī)的匯編軟件有早期的 A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從使用普通匯編語言到高級語言的不斷發(fā)展，Keil 是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機(jī)的軟件。具體連接圖見圖 。單片機(jī)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(jī)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。 17表 分段語音信息與地址對照表語 音 信 息分段地址A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A01 00H 0 0 0 0 0 0 0 02 08H 0 0 0 0 1 0 0 03 10H 0 0 0 1 0 0 0 04 18H 0 0 0 1 1 0 0 05 20H 0 0 1 0 0 0 0 06 28H 0 0 1 0 1 0 0 07 30H 0 0 1 1 0 0 0 08 38H 0 0 1 1 1 0 0 09 40H 0 1 0 0 0 0 0 0十 48H 0 1 0 0 1 0 0 0攝氏度 50H 0 1 0 1 0 0 0 0現(xiàn)在溫度是 58H 1 0 0 1 1 0 0 0 ISD1420與 AT89S52接口電路設(shè)計ISD1420 錄音和放音電路可以通過硬件開關(guān)控制。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。然后檢查電路連接、接線和電源情況。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。VSSD、VSSA—數(shù)字地和模擬地。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）。PLAYL—電平觸發(fā)放音控制端，該端電平變?yōu)榈碗娖讲⒈３?，芯片進(jìn)入放音狀態(tài)，放音過程持續(xù)到該端電平由低變高或遇到信息結(jié)束標(biāo)記（EOM），結(jié)束后電路進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。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)。RECLED—工作狀態(tài)指示端，在錄音或放音時該端輸出低電平，可驅(qū)動一個LED 來指示狀態(tài)。 16XCLK—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。內(nèi)阻抗（5 歐）和外部電容決定 AGC 的響應(yīng)時間，外部電容和外部電阻的 RC 時間常數(shù)決定 AGC 的釋放時間。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(qiáng)信號，增益較低。 MICREF—話筒參考輸人端，MICREF 是預(yù)放大器的反相輸入端，配合外電路可使片上預(yù)放大器具有較高的噪聲抑制比和共模抑制比。圖 語音芯片錄音和放音電路其中 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。ISD1420 分段錄音可以通過硬件（開關(guān)）來實現(xiàn)也可以通過軟件編程來實現(xiàn)。這表明ISD1420 的 EEPROM 模擬存儲器最多可被劃分為 160 個存儲單元，也就是說 15ISD1420 最多可存儲 160 個語音段，語音段的最小時間長度為 。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 為一個地址，由 A0A7 八根地址線控制。ISD1400 是一種具有高保真、錄音數(shù)據(jù)永久保存、省電、適用于同單片機(jī)接口特點的新一代語音芯片。它包括時鐘振蕩器、128K 可編程電擦除只讀存儲器（EEPROM）、低噪前置放大器、自動增益控制電路、抗干擾濾波器、差分功率放大器等電路。RT1602 與單片機(jī)的應(yīng)用連接電路圖如圖 所示。由上可知 1602 基本操作時序如表 4。第 6 腳：E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第 5 腳：RW為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。圖 報警電路該模塊是由 RT1602 液晶顯示器件組成, 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影” ，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。圖 鍵盤控制電路 13報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)定值時單片機(jī)的 發(fā)出高電平信號促使 PNP 三極管導(dǎo)通點亮發(fā)光二極管，蜂鳴器也發(fā)出響聲，產(chǎn)生聲光報警。準(zhǔn)確判斷去執(zhí)行相應(yīng)的程序。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。 12圖 DS18B20 與 AT89S52 的接口電路按鍵的開關(guān)狀態(tài)通過一定的電路轉(zhuǎn)換為高、低電平狀態(tài)。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 UDD、GND 接地，I/O 接單片機(jī) I/O。C 1111 1100 1001 0000 FC90h圖 DS1820B 內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)格式 DS18B20與 AT89S52的接口電路設(shè)計DS18B20 可以從單總線上得到能量并儲存在內(nèi)部電容中,該能量是當(dāng)信號線處于低電平期間消耗,在信號線為高電平時能量得到補(bǔ)充,這種供電方式稱為寄生電源供電。C 1111 1111 0101 1110 FF5Eh176。C 0000 0000 0000 0000 0000h176。C 0000 0000 1010 0010 00A2h+176。C* 0000 0101 0101 0000 0550h+176。 11 表 溫度和數(shù)據(jù)對應(yīng)表溫度 二進(jìn)制數(shù)據(jù) 十六進(jìn)制數(shù)據(jù)+125176。由于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。內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)格式如圖 所示。溫度的轉(zhuǎn)換精度有 ℃、℃、℃、℃。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。DS18B20 是美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器,可把溫度信號直接轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號供微處理器處理,而且可以在一條總線上掛接任意多個 DS18B20 芯片,構(gòu)成多點溫度檢測系統(tǒng)無需任何外加硬件。 10圖 電源電路圖本模塊主要作用是進(jìn)行溫度采集，然后經(jīng)采集的數(shù)據(jù)送入 AT89S52 里進(jìn)行分析處理。濾波電容使用電解電容與小電容并聯(lián)的方式，能夠有效消除高頻自激現(xiàn)象。我們選擇了 5V 穩(wěn)壓電源給單片機(jī)和各芯片供電。這兩個引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。本文用的是內(nèi)部時鐘方式。因此，時鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在本設(shè)計中復(fù)位電路的設(shè)計是采用簡單，用得比較廣的復(fù)位電路接法，如圖 所示，它具有上電復(fù)位和按鍵復(fù)位的雙重復(fù)位功能。上電復(fù)位是指在給系統(tǒng)上電時，復(fù)位電路通過電容加到 RST 復(fù)位引腳一個短暫的高電平信號，這個復(fù)位信號隨著 VCC 對電容的充電過程而回落，所以 RST 引腳復(fù)位的高電平維持時間取決于電容的充電時間。一般采用的方法是在 RST 端和正電源 VCC 之間接一個按鍵，當(dāng)按下按鍵后，VCC 和 RST端接通，RST 引腳處有高電平，而且按鍵動作一般是數(shù)十毫秒、大于兩個機(jī)器周期的時間，能夠安全的讓系統(tǒng)復(fù)位。復(fù)位引腳 RST 通過一個斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。單片機(jī) AT89S52 的 I/O 端口具體分配與下表 :圖 單片機(jī)與外圍設(shè)備硬件連接圖 表 AT89S52 的 I/O 端口具體分配AT89S52 的 IO 端口 外接點 LCD 顯示地址端口 語音芯片播音地址端口 DS18b20 通道 連接鍵盤控制端口 連接報警器端口 開始播音口 LCD 讀/寫選擇端 LCD 數(shù)據(jù)/命令端 LCD 使能端 8 AT89S52復(fù)位電路系統(tǒng)復(fù)位是任何微機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的第一步，使整個控制芯片回到默認(rèn)的硬件狀態(tài)下即單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的初態(tài)開始運行。該模塊在硬件設(shè)計方面，其外圍電路提供能使之工 7作的晶振脈沖、復(fù)位按鍵，四個 I/O 口分別用于外圍設(shè)備連接。AT89S52 單片機(jī)綜合了微型處理器的基本功能?？臻e模式下，CPU 暫停工作，而 RAM 定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。AT89S52 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(jī)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，2 個 16 位可編程定時計數(shù)器,2 個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。 選用單片機(jī)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如取指令和計算指令執(zhí)行時間可把時鐘頻率除以12 取倒數(shù)然后指令執(zhí)行所須的周期 除以12 后就得到了每秒執(zhí)行的指令個數(shù) 。 以上所有組成部分都是通過總線連接起來，從而構(gòu)成一個完整的單片機(jī)。 h. 時鐘電路 MCS－52芯片內(nèi)部有時鐘電路，但晶體振蕩器和微調(diào)電容必須外接。 f. 串行 I/O 口 MCS－521單片機(jī)具有一個采用通用異步工作方式的全雙工串行通信接口，可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 5e. 并行 I/O 口 MCS－52單片機(jī)共有4個8位的 I/O 口（P0、PP2和 P3） ，每一條 I/O 線都能獨立地用作輸入或輸出。它們可以用于定時控制、延時以及對外部事件的計數(shù)和檢測等?？刂齐娐吠瓿芍笓]控制工作，協(xié)調(diào)單片機(jī)各部分正常工作。 a. 運算器電路