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1、分类号 编号烟 台 大 学毕 业 论 文（设 计）基于单片机的数字语音温度计 Digital Voice Thermometer Based on MCU 申请学位： 学士学位 院 系：光电信息科学技术学院 专 业： 电子信息工程 姓 名： 栾汶霖 学 号： 200713503319 指导老师： 宁俊生(副教授) 2011年5月18日烟台大学基于单片机的数字语音温度计姓 名： 栾汶霖 导 师： 宁俊生 2011年5月18日烟台大学烟台大学毕业论文（设计）任务书院（系）：光电信息科学技术学院姓名栾汶霖学号200713503319毕业届别2011专业电子信息工程毕业论文（设计）题目基于单片机的数字
2、语音温度计指导教师宁俊生学历硕士职称副教授所学专业固体力学具体要求(主要内容、基本要求、主要参考资料等)：主要内容：1. 了解现状，确定系统设计方案（采用模块化单元）；2. 完成硬件电路设计；3. 完成软件设计；4. 若有时间可完成仿真验证，优化设计。基本要求：1. 收集整理资料；2. 对基本理论及收集资料要消化、吸收并正确无误； 3.按时提交论文，要求规范、标准。主要参考文献：液晶显示应用技术、单片机原理及接口技术等。进度安排：14周 通过图书馆、网络、导师了解本文章所需知识、资料；58周 请教老师、查阅资料并消化、吸收，构思论文；911周 根据方案在老师的指导下完成相关知识的整合，形成框架
3、；1213周 撰写论文（分初稿、二稿、定稿、打印论文）及装订；14周 论文验收及论文答辩。指导教师（签字）： 年 月 日院（系）意见： 教学院长（主任）（签字）： 年 月 日备注：摘要 本设计主要是利用所学的电子电路、单片机、计算机等方面的有关知识，设计的一款基于单片机AT89S51的多功能数字语音温度计。本设计主要由5个模块组成，分别是：电源模块、温度传感器模块、显示模块、键控模块、语音播报模块。本系统的温度检测范围是0100，可以通过按键报出当前温度，能够实时显示当前环境温度并能通过上下按键设置温度上下限，当环境温度高于或低于该设定值时，该系统能发出警报声。本设计目的是制作一种操作简单，既
4、能数码显示又能语音播报的适用于各种场合下的温度测量仪器。关键词 AT89S51单片机；DS18B20数字温度传感器；RT1602液晶显示；ISD1420语音 录放Abstract This design mainly use the relevant knowledge of electronic circuits, MCU, computer, etc.The design is a voice thermometer based on AT89S51.This design is mainly composed of five modules which are power modules
5、, temperature sensor module,display module, keying module, broadcast module.This systems measure range from 0 to 100.It can broadcast the current environmental temperature by pressing the button.It can also display the current environmental temperature.You can press the button up and down to set the
6、 temperature range.When the current environmental temperature is higher or lower than the value what you set,the system would alarm.This design is purposed to make a temperature measurement instrument which can be operated simply,digital display,broadcaste and applicable to various kinds of occasion
7、s.Key words AT89S51 microprocessor；DS18B20 digital temperature sensor；RT1602 LCD display；ISD1420 speech recording and playback目录1 绪论11.1国内外发展现状11.2设计目的22 方案选择32.1系统方案选择32.2单元模块方案选择32.2.1 电源模块32.2.2 温度传感器模块32.2.3 显示模块42.2.4 键盘控制模块42.2.5 语音播报模块43 硬件电路设计53.1电源模块设计53.2单片机模块设计53.2.1 硬件连接53.2.2 时钟电路73.2.3
8、 复位电路83.3温度传感器模块设计83.3.1 DS18B20的特性83.3.3 测温原理93.3.4 与单片机的接口设计123.4显示模块设计133.4.1 引脚功能133.4.2 与单片机的接口设计143.5键盘控制模块设计143.5.1 去抖153.5.2 与单片机的接口设计153.6语音播报模块设计163.6.1 引脚功能163.6.2 语音录放173.6.3 与单片机的接口设计183.7报警模块设计194 软件设计204.1主程序设计204.2温度程序设计204.3显示程序设计214.4键盘程序设计224.5语音程序设计234.6报警程序设计235 仿真24结论25致谢26参考文献
9、27附录28烟台大学毕业论文（设计）1 绪论1.1国内外发展现状随着科学技术的发展和现代工业技术的需要，测温技术也不断地改进和提高。由于测温范围越来越广，根据不同的要求，又制造出不同需要的测温仪器。下面介绍几种。 气体温度计多用氢气或氦气作测温物质，因为氢气和氦气的液化温度很低，接近于绝对零度，故它的测温范围很广。这种温度计精确度很高，多用于精密测量。电阻温度计分为半导体电阻温度计和金属电阻温度计，它们都是根据电阻的阻值随温度的变化而变化这一性质而制成的。半导体温度计主要用锗、碳制成。金属温度计主要用镍、铜、金、铂等纯金属及磷青铜、铑铁合金制成。电阻温度计的使用方法简单，目前已广泛应用于各个领
10、域。它的温测范围是-260600。 温差电偶温度计是一种工业上广泛应用的测温仪器。利用温差电现象制成。两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端，另两端与测量仪表连接，形成电路。把工作端放在被测温度处，工作端与自由端温度不同时，就会出现电动势，因而有电流通过回路。通过电学量的测量，利用已知处的温度，就可以测定另一处的温度。这种温度计多用铜康铜、铁康铜、镍铬康铜、金钴铜、铂铑等组成。它适用于温差较大的两种物质之间，多用于高温和低温测量。有的温差电偶能测量高达3000的高温，有的能测接近绝对零度的低温。 高温温度计是指专门用来测量500以上的温度的温度计，有光测温度计、比色温度计和辐射温度计。高温温度计
11、的原理和构造都比较复杂，这里不再讨论。其测量范围为500至3000以上，不适用于测量低温。 指针式温度计是形如仪表盘的温度计，也称寒暑表，用来测室温，是用金属的热胀冷缩原理制成的。它是以双金属片做为感温元件，用来控制指针。双金属片通常是用铜片和铁片铆在一起，且铜片在左，铁片在右。由于铜的热胀冷缩效果要比铁明显的多，因此当温度升高时，铜片牵拉铁片向右弯曲，指针在双金属片的带动下就向右偏转（指向高温）；反之，温度变低，指针在双金属片的带动下就向左偏转（指向低温）。 玻璃管温度计：玻璃管温度计是利用热胀冷缩的原理来实现温度的测量的。由于测温介质的膨胀系数与沸点及凝固点的不同，所以我们常见的玻璃管温度
12、计主要有：煤油温度计、水银温度计、红钢笔水温度计。他的优点是结构简单，使用方便，测量精度相对较高，价格低廉。缺点是测量上下限和精度受玻璃质量与测温介质的性质限制。且不能远传，易碎。 压力式温度计：压力式温度计是利用封闭容器内的液体，气体或饱和蒸气受热后产生体积膨胀或压力变化作为测信号。它的基本结构是由温包、毛细管和指示表三部分组成。压力式温度计的优点是：结构简单，机械强度高，不怕震动。价格低廉，不需要外部能源。缺点是：测温范围有限制，一般在-80400；热损失大响应时间较慢。 水银温度计：水银温度计是膨胀式温度计的一种，水银的凝固点是:-38.87,沸点是:356.7,用来测量0150或500
13、以内范围的温度，它只能作为就地监督的仪表。用它来测量温度，不仅比较简单直观，而且还可以避免外部远传温度计的误差。11.2设计目的温度测量在人们的日常生活中无处不在，本文的目的是设计一款能直接以数字形式显示温度值的温度计，并在其基础上采用单片机的控制技术，使测得的温度信息以语音形式播报出来，以充分发挥听觉的优势，弥补完全用视觉信号传递信息的不足。能为现代人们的工作、科研、生活提供更多的方便。2 方案选择2.1系统方案选择本设计电路的核心是一个信号处理单元，用温度传感器将温度的变化转换成电信号（电流、电压）的变化，而温度的变化和电信号的变化有一定的线性关系，这个电信号可以使用AD转换电路将模拟信号转换为数字信号，数字信号再送给信号处理单元，信号处理单元经过内部的软件计算将这个数字信号与温度相关联，从而成为可以显示的温度数值，然后通过显示模块和语音播报模块显示和播放。具体过程如图1.1所示。语音播报显示模块温度采集键控模块信号处理报警模块AD转化图1.1 系
