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1、题目： 基于基于 AT89S52 智能智能语语音温度音温度计计的的设计设计 Title: Design of intelligent sound thermometer based on AT89S52 院系名称： 学生姓名： 学生学号： 专 业： 指导老师： 完成时间： I 声 明 本人郑重声明： 所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。其中除加以标注和致谢的地方，以及法律规定允许的之外，不 包含其他人已经发表或撰写完成并以某种方式公开过的研究成果，也不包含为 获得其他教育机构的学位或证书而作的材料。其他同志对本研究所做的任何贡 献均已在文中作了明确的
2、说明并表示谢意。 本毕业设计（论文）成果是本人在江西师范大学读书期间在指导教师指导 下取得的，成果归江西师范大学所有。 特此声明。 声明人（毕业设计（论文）作者）学号： 声明人（毕业设计（论文）作者）签名： 签名日期： 年 月 日 摘要 以AT89S52为核心，选用DS18B20单总线数字温度传感器，RT1602液晶显示 器实现，液晶显示当前日期、时间和温度。当测量温度超过设定的温度上下限 时，启动蜂鸣器和指示灯报警。温度显示稳定，且温度测量误差1，温度 值小数部分保留两位有效数字。增加了摄氏温度和华氏温度转换对比显示功能， 设定了整点语音自动播报时间温度，手动实时播报时间温度功能。 关键词：
3、DS18B20；液晶显示；语音播报；声光报警 Abstract AT89S52 as the core, choose to single bus digital temperature sensor DS18B20, DS1302 serial clock chip, RT1602 LCD monitor realization, LCD display the current date, time, weeks and temperature. When measuring temperature over set temperature fluctuation limit, start
4、with light alarm buzzer. Temperature display stability, and temperature measurement error acuities 1, plus or minus temperature the decimal part retained two significant digits. Increased Celsius temperature conversion contrast with Fahrenheit and sets up a display function beep voice automatically
5、broadcast time temperature, manual real-time broadcast time temperature function. Keyword:DS18B20;LCD;speech function;sounding and light alarm. II 目录 摘要.II ABSTRACTIII 1 引言1 2 设计要求1 3 方案论证1 3.1 电源模块2 3.2 温度传感器模块2 3.3 显示模块2 3.4 键盘控制模块3 3.5 语音播报模块3 4 设计原理4 4.1 单片机模块 4 4.1.1 单片机介绍 4 4.1.2 单片机外围电路设计6 4.
6、1.3 AT89S52 复位电路 .7 4.1.4 AT89S52 时钟电路 .8 4.2 电源模块9 4.3 温度传感器模块 9 4.3.1 DS18B20 的测温原理 .10 4.3.2 DS18B20 和 AT89S52 的接口电路设计 .11 4.4 键盘控制模块 .11 4.5 报警模块 .12 4.6 液晶显示模块 .13 4.7 语音播报模块 .14 4.7.1 ISD1420 语音芯片录放音电路设计 .14 4.7.2 ISD1420 和 AT89S52 接口电路设计 .17 5 软件部分.18 5.1 开发工具介绍.18 5.2 系统的主程序设计 .18 5.2.1 键盘扫描
7、子程序 .19 5.2.2 测量温度子程序设计 .20 5.2.3 报警子程序 .21 5.2.4 实现时钟功能的程序设计 .22 5.2.5 显示程序设计 .23 5.2.6 语音播放子程序 .24 6 仿真结果数据分析.25 6.1 功能仿真和结果 .25 III 7 结束语.25 参考文献.27 附录一：电路图.28 附录二：源程序.29 1 1 引言 21 世纪是人类全面进入信息电子化的时代，现代信息技术的三大基础是信 息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。随着 人类探知领域和空间的拓展，使得人们需要获得的电子信息种类日益增加，需 要信息传递的速度加快，
8、信息处理能力增强，因此要求和此相对应的信息采集 技术传感技术必须跟上信息化发展的需要。传感器技术是人类探知自然界 信息的触觉，为人们认识和控制相应的对象提供条件和依据。它属于信息技术 的前沿尖端产品，尤其温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等 领域，数量居各种传感器之首。近百年来，温度传感器的发展大致经历了以下 三个阶段：(1)传统的分立式温度传感器 (含敏感元件)；(2)模拟集成温度传感 器控制器；(3)智能温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向 数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。作为现代信息技术的三大核 心技术之一的传感技术，将是二十一世纪世界各国在高新技术
9、发展方面争夺的 一个重要领域。 2 设计要求 1显示当前日期、时间、温度。 2当测量温度超过设定温度时，启动报警模块报警。 3手动实时播报温度，时间。 4温度显示稳定，误差1。 3 方案论证 分析本题，根据设计要求先确定了本系统的整体设计原理框图如图所示 图 3.1 原理框图 3.1 电源模块 方案一：采用三只干电池作为电源。该方案的优点是设计简明扼要，成本 低；缺点是输出功率不高，只能勉强驱动单片机，适合小电流负载。而且在整 个系统工作中，电压会随着时间的推移不断降低，进而出现死机等情况。 温度采集 键盘控制 微控制 器模块 显示模块 报警模块 语音录放 电源模块 2 方案二：采用独立的稳压
10、电源。电源的稳压的特性较好，能够保证整个系 统稳定工作。 综上分析，为使系统调试方便，能够稳定工作，必须有可靠电源，所以决 定选择第二种方案。 3.2 温度传感器模块 方案一：AD590 是单片集成的敏感电流源，激励电压在+4V+30V 间选择， 其测量范围为-55 摄氏度-150 摄氏度，所输出的电流数值（微安数）等于绝对 温度 K 的数值。AD590 具有标准化的输出和固有的线性关系，分不同的测温范 围和精度供设计者选用，通过微调电路对 AD590 的输出进行修正，可达到很高 的测试精度。AD590 不需要低电平测量设备和电桥，可以使用长导线，而不会 因为电压的降低和感应的噪声电压而产生误
11、差；它又是一个高阻抗的电流源； 对激励的电压变化不够敏感。但是 AD590 需要把被测温度转化为电流再通过放 大器和 A/D 转换器才能输出数字量送给单片机进行温度控制。 方案二：DS18B20 是美国达拉斯半导体公司推出的第一片支持“一线总线” 接口的温度传感器。它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微 处理器等优点，可以将温度直接转化成串行数字量供微处理器处理。因此，在 温度测量系统中，采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的 有效方案，新型数字温度传感器 DS18B20 具有体积更小、精度更高、适用电压 更宽、采用一线总线、可组网优点，在实际测温的过程中取得了良好的
12、测量效 果。其供电方式简单，可用数据线供电，所需的外围器件较少，甚至不需要外 围器件。 通过比较，温度传感器 DS18B20 具有更高的性价比，DS18B20 能够构建经 济的测温网络。因而在本次设计中，选用的是数字温度传感器 DS18B20，故采 用的是方案二。 3.3 显示模块 方案一：采用八位数码管，将单片机的数据通过数码管显示出来。该方案 简单易行，但所需的元器件较多，且不容易进行操作，可读性较差，一旦设定 后，很难加入其它的功能，显示格式受控制，且耗电量大。 方案二：采用 LCD 显示屏进行显示。LCD 显示屏是一种低压、微功耗的显 示器件，只要 2-3 伏就可以工作了，工作电流仅为
13、几微安，是其它显示器无法 比拟的，同时可以显示大量信息，除数字外，还可以显示字母，曲线，比传统 3 的 LED 数码显示器的画面有了质的提高。虽然 LCD 显示器的价格比传统的 LED 数码管要贵些，但它的显示效果更好，是当今显示器的主流，所以采用 LCD 作 为显示器。采用 LCD，更容易实现题目的要求，对后续的功能兼容性高，只需 将软件修改即可，可操作性强，易于度数，采用 RT1602 两行十六字符的显示， 能同时显示时间，温度。 综上分析，采用第二种方案。 3.4 键盘控制模块 方案一：44 矩阵式键盘。此方案对于本系统来说无非是浪费 I/O 占用 MCU 的资源，不利于系统的扩展，这就
14、使系统的实用性降低，况且本系统根本 不需要 16 个按键。 方案二：独立式按键。对于独立式按键来说，如果设置过多按键，虽然会 占用较多 I/O 口，给布线带来不便，此方案适用于按键较少的情况。 在本设计中所需要的控制点数的较少，只需要几个功能键，简便、易操作、 成本低就成了首要考虑的因素。所以此时，可采用独立式按键结构。 3.5 语音播报模块 方案一：通过 A/D 转换器、单片机，存储器，DA 转换器实现声音信号的 采样、处理、存储和实现。首先将声音信号放大，通过 AD 转换器采样将语音模 拟信号转换成数字信号，并由单片机和处理存放到存储器中，实现录音操作。 在录、放音过程中由单片机控制 D/
15、A 转换器，将存储器中的数据转化成声音信 号。此方案安装调试复杂，集成度低，成本也不低。 方案二：采用 ISD1420 语音录放。ISD1420 是采用模拟存取技术集成的可 反复录放的 20 秒语音芯片，掉电语音不丢失，最大可分 160 段，最小每段语音 长度为 125ms，每段语音都可由地址线控制输出，每 125ms 为一个地址，由 A0- A7 八根地址线控制。该芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，每个采样值 可直接存储在片内单个 EEPROM 单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、 音乐、音调和效果声。此外，ISD1420 还省去了 A/D 和 D/A 转换器，方便扩展 更多的功能
16、。 综上所述，选择方案二，即 ISD1420。 4 设计原理 4 本系统选用的模块包括：单片机系统，电源模块，LCD 显示模块，语音播 报模块，温度传感器模块，键盘控制模块，具体的电路图参照附录二。 4.1 单片机模块 此次的毕业设计的核心部分是单片机的控制，给以相关的命令，按照人们 的意愿执行相应的操作，这次选用的是 ATMEL 公司生产的常用芯片 AT89S52,主 要是他的价格便宜,而且是我们通用性较强,容易获得。 4.1.1 单片机介绍 CPU 即中央处理器的简称，是单片机的核心部件，它完成各种运算和控制 操作，CPU 由运算器和控制器两部分电路组成。 a. 运算器电路 运算器电路包括 ALU（算术逻辑单元） 、ACC（累加器） 、B 寄存器、状态寄 存器、暂存器1和暂存器2等部件，运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算。 b. 控制器电路 控制器电路包括程序计数器 PC、PC 加1寄存器、指令
