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1、 本科毕业设计（论文）( 2014 届 ) 题 目： 基于单片机的语音播报温湿度系统设计 学 院： 数理与信息工程学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： 曹佳雪 学号： 106101 指导教师： 蒋敏兰 职称： 副教授 合作导师： 职称： 完成时间： 2014 年 月 日 成 绩： 浙江师范大学本科毕业设计(论文)正文目 录摘要1英文摘要X1 引言 X1.1 2 硬件设计2.1 c8051f330 单片机介绍XX2.2 DS18B20 温度检测模块2.3 DH1100 湿度检测模块2.4 LCD5110 显示模块2.5 ISD1760 语音播报模块3 软件设计4 调试说明及遇到的问题5 小结
2、参考文献XX基于单片机的语音播报温湿度系统设计1基于单片机的语音播报温湿度系统设计数理与信息工程学院 电子信息工程专业 学生姓名曹佳雪 （ 106）指导老师： 蒋敏兰 （ 副教授 ）摘要：以 C8051F330 单片机为系统的核心，采用 DS18B20 温度传感器和湿度传感器来检测温度与湿度，并通过 lcd5110 液晶来显示当前温度与湿度值，系统还用了 ISD1760 语音芯片实现语音播报功能。在温度过高时将通过声光信息发出报警信息。关键词：c8051f330 单片机；DS18B20；湿度传感器；ISD1760;Nokia5110Voice Broadcast of Temperature
3、and Humidity Based on MCUJiaxue Cao Director：Minglan JangAbstract： This system is based on the MCU of c8051f330.It can detect the temperature and humidity with the sensor,and show the current temperature and humidity on nokia5110.It also has the function to broadcast with ISD1760.When the temperatur
4、e of environment is higher than the preset one the alarm will be trigled.Key Words： c8051f330；DS18B20; Humidity sensor;ISD1760; Nokia51101 引言随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术，也随之而生，并得到日益发展和完善，其优越性越来越突出。目前，在工业生产领域湿度、温度是工农业生产的主要环境参数，对其进行适时准确的测量具有重要意义，利用单片机对温度、湿度控制，具有控温、控湿精度高、功能
5、强、体积小、价格低等优点，本文介绍了利用 c8051f330 单片机单片机进行温湿度检测并实时播报的方法。1.1 我国电子集成式温湿度检测现状我国电子集成化温湿度监测系统的研究起步较晚，在实际生产中的应用较少，普遍采用传统的温湿度环境的监测手段，例如干湿球湿度计，数字式温度计。在大多数工农业生产中基本以人工巡检为主，也有采用数字式传感器对温湿度检测，并利用无线通讯的方式进行信号传输和信息管理而且更换调湿剂必须手动操作，无法和传感器等手段进行联动。这种调控方式不仅大大降低了温湿度监控系统的时效性，增加了劳动强度及维护成本，也无法进一步实施对于小环境的控制，即检测后无法对所出现的问题进行及时的调整
6、。因此，将数字式的监测手段、无线联网的通讯方式和电子式的控制方法完整结合，形成一种无线联网式温湿度监控系统的技术变得尤为重要。2 硬件设计基于单片机的语音播报温湿度系统设计22.1 系统总体设计本设计要求设计开发一个基于 51 单片机的带语音播报的温湿度检测仪，能够实现温湿度检测、显示、报警、报警值设置、语音提示等功能。系统每隔一段时间用语音报告一次所测温湿度当前值；系统可在 050的温度范围和 30%70%的相对湿度范围内任意设预警温湿度值（默认值设定为 37.0，45%） ，当所测温湿度超过预警值时，系统立即报警图 2-1 系统总体框图2.2 控制器选择方案一：AT89C51 单片机。优点
7、是学习型单片机，控制简单及对其比较熟悉。缺点是处理速度慢，可利用资源较少。该芯片无需外扩存储器 ,高密度、非易失性存储电路简单可靠 ,并且价格低廉 。芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元，功能强大的微型计算机的 AT89C51 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89C51具有如下特点：40 个引脚，4k Bytes Flash 片内程序存储器，128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM） ，32 个外部双向输入/输出（I/O ）口，5 个中断优先级 2 层中断嵌套中断，2 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口，看门狗（WD
8、T ）电路，片内时钟振荡器。方案二：c8051f330 单片机。具有速度快、功能强的特点，但其可用的 I/O 口比较少。C8051f330 单片机DS18B20温度检测模块湿度检测模块Nokia5110显示模块ISD1760 语音播报模块声光报警基于单片机的语音播报温湿度系统设计3C8051f330 引脚图CIP-51 与 MCS-51TM 指令集完全兼容，可以使用标准 803x/805x 的汇编器和编译器进行软件开发。CIP-51 内核具有标准 8052 的所有外设部件，包括 4 个 16 位计数器/定时器、一个具有增强波特率配置的全双工 UART、一个增强型 SPI 端口、768 字节内部
9、 RAM、128 字节特殊功能寄存器（SFR）地址空间高速、流水线结构的8051 兼容的 CIP-51 内核（可达 25MIPS）全速、非侵入式的在系统调试接口（片内） ，真正 10 位 200 ksps 的 16 通道单端/差分 ADC，带模拟多路器 ，10 位电流输出 DAC 高精度可编程的 25MHz 内部振荡器，8KB 可在系统编程的 FLASH 存储器，768 字节片内 RAM 硬件实现的 SMBus/ I2C、增强型 UART 和增强型 SPI 串行接口，4 个通用的 16 位定时器，具有 3 个捕捉/比较模块和看门狗定时器功能的可编程计数器/定时器阵列（PCA） ，片内上电复位、
10、VDD 监视器和温度传感器，片内电压比较器，17 个端口 I/O（容许 5V 输入） 。2 主要特性编辑（1）高速流水线结构的 8051 兼容的 CIP-51 内核，最高 25MIPS 执行速度；（2）全速非侵入式的系统调试接口（片内，C2 接口） ；（3）真正 10 位 200ksps 的 16 通道单端/差分 ADC，带模拟多路器；（4）1 个 10 位电流型输出 DAC；（5）高精度可编程的 25MHz 内部震荡器；（6）8K 字节可在系统编程的 FLASH 存储器；（7）768（512+256）字节的片内 RAM；（8）硬件实现的 SPI，SMBus/IIC 和 1 个 UART 串行
11、接口；（9）4 个通用的 16 位定时器；（10）具有 3 个捕捉/比较模块的可编程计数器/定时器阵列；（11）片内上电复位，看门狗定时器，1 个电压比较器，VDD 监视器和温度传感器；（12）17 个 I/O 端口；（13）-4085 度工业级温度范围；（14）2.7V3.6V 工作电压，20 脚 DIP 或 MLP 封装。在本系统中所用到的端口不多，因此选择后者来作为控制器。XX 单片机的图基于单片机的语音播报温湿度系统设计42.3 温度传感器选择方案一：AD590 是美国 ANALOG DEVICES 公司的单片集成两端感温电流源，其输出电流与绝对温度成比例。AD590 适用于 150C
12、 以下、目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测应用。低成本的单芯片集成电路及无需支持电路的特点，使它成为许多温度测量应用的一种很有吸引力的备选方案。应用 AD590 时，无需线性化电路、精密电压放大器、电阻测量电路和冷结补偿。除温度测量外，还可用于分立器件的温度补偿或校正、与绝对温度成比例的偏置、流速测量、液位检测以及风速测定等。AD590 可以裸片形式提供，适合受保护环境下的混合电路和快速温度测量。AD590 图方案二：DS18B20 数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874 等等。主要根据
13、应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20 可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。DS18B20 温度检测模块2.1 DS18B20 介绍DS18B20 数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有 LTM8877，LTM8874 等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。DS18B20 引脚图封装后的 DS18B20 可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机
14、房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，基于单片机的语音播报温湿度系统设计5体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。独特的单线接口方式，DS18B20 在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯。测温范围 55+125，固有测温误差（注意，不是分辨率，这里之前是错误的）1。支持多点组网功能，多个 DS18B20 可以并联在唯一的三线上，最多只能并联 8个，实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定。采用检测温度芯片 DS18S20、AT89C51 单片机及硬件电路完成对温度的实时检测及播报，用滤波的方法取一个值存入程序存取器内部作为最后检测信号，并在 LED 中显示。控制器是用 89C51 单片机，用 PID 算法对检测信号和温度设定值（例如 37.0）差值进行调节后输出控制信号给语音播报模块，当温度超出设定温度上下限时蜂鸣器进行报警。预期设定温度测量范围为 050，误差0.1方案三：LM35 是一种得到广泛使用
