具有语音播报功能的水温控制系统文档格式.doc

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摘要

摘要

本文所描述的具有语音播报功能的水温控制系统是以成熟的框架为基础进行设计的,当前系统框架下,设计之中的区别主要在于系统各个部分单元电路选用的器件的不同.因此,本文将首先从整体框架中硬件的选择来确定总体电路,之后将描述各单元电路可行的元器件,在对比中确定优先项。

之后将根据设计要就进行软件程序的设计。

文中确定了已AT89C51单片机为核心设计的系统，AT89C51的强大功能将完成接收键盘的指令信号，接受数据收集芯片的收集到的实时数据，进行处理之后将要显示的部分传送至LED显示屏，并可根据需要控制语音输出，根据预先设定的指令控制实现电路调整水温。

语音播报部分采用集成芯片，进行语音对外传输，选用ISD4004在很大程度上优化了系统，ISD4004采用的是“直接模拟量存储”技术，该技术优势明显可以直接进行模拟数据的录入，即语音播报部分内容可以直接输入，无需模数装换，存储，再数模装换，不但简化了流程，而且最大限度的减少失真，输出效果较好。

数据采集模块将使用DS18B20数字化温度传感器，DS18B20突出的特点是无需数模装换，可以直接接入单片机，减少信号失真。

控制实现部分将使用继电器，由单片机数的小电流经继电器完成对大电流控制。

依靠以上设计，系统将高效、稳定地实现数据采集、处理、输出，实现语音播报、温度控制与恒定。

关键字：

语音播报，水温控制，单片机，芯片，继电器

Abstract

Paperdescribeswithspeechfunctionofthewatertemperaturecontrolsystemisthebasisofmatureframeworkdesign,thecurrentsystemframe,designofthemaindifferenceliesinthesystemofeachpartoftheunitcircuitchoosedifferentdevices.So,thispaperwillfirstfromthewholeframeworkofthechoiceofhardwaretosettheoverallcircuit,thenwilldescribeeachunitcircuitfeasiblecomponents,incontrasttodetermineapriority.Accordingtothedesigntoaftersoftwareprogramdesign.AredeterminedalreadyAT89C51single-chipmicrocomputerasthecoreofthesystemdesign,thestrongfunctionofAT89C51willcompletethesignalsreceivedkeyboard,acceptdatacollectionofchiptocollectdatainrealtime,todealwiththatistobereveaLEDafterthepartissenttoadisplayscreen,,andbasedontheneedtocontrolspeechoutput,accordingtothepredeterminedcommandcontrolrealizationcircuittemperatureadjustment.Speechbroadcastoftheintegratedchip,forvoiceforeigntransmission,chooseISD4004largelyoptimizesthesystem,ISD4004USESisthe"

directsimulationamountstorage"

technology,thistechnologycandirectlytotheadvantageofthesimulationdataentry,namelyspeechbroadcastcontentcandirectinputpart,withoutmodulusoutfitchange,storage,andmathematicalmodelwithchange,notonlysimplifytheprocess,andminimizedistortion,outputeffectisgood.DataacquisitionchipwilluseDS18B20,DS18B20outstandingcharacteristicisnomathematicalmodelwithchange,candirectlyaccessmicrocontroller,reducesignaldistortion.Controlrealizepartwillusetherelay,thenumberofsinglechipmicrocomputerbysmallelectriccurrentflowsthroughtorelaytocontrol.Relyontheabovedesign,thesystemwillbeefficient,stablerealizedataacquisition,processing,output,andrealizethespeechbroadcast,temperaturecontrolandconstant.

Keywords:

speechbroadcast，watertemperaturecontrol，single-chipmicrocomputer，chip，relay

35

目录

目录

摘要 I

ABSTRACT II

目录 III

第一章引言 1

1.1课题背景及意义 1

1.2主要设计技术指标与参数 2

1.2.1基本要求 2

1.2.2主要性能指标 2

1.2.3主要设计内容 2

第二章系统总体框图和方案对比论证 3

2.1总体方案的对比论证 3

2.2系统框图 3

2.3单元电路方案的对比论证 4

2.3.1数采集模块 4

2.3.2语音播报模块 5

2.3.3控制实现模块 6

第三章硬件单元电路设计及相关参数 9

3.1单片机AT89C51模块 9

3.1.1主要性能参数：

9

3.1.2功能特性概述:

3.1.3引脚功能说明:

10

3.2按键模块 12

3.3数据采集模块 13

3.3.1DS18B20主要特性 13

3.3.2封装及引脚排列、功能 13

3.3.3单片机访问DS18B20流程 14

3.3.4DS18B20测温原理 15

3.3.5单片机与DS18B20的连接 16

3.4LED显示模块 16

3.5语音播报模块 17

3.5.1ISD4004外部引脚 18

3.5.2工作参数 19

3.5.3语音播放单元电路 19

3.6执行模块 20

3.6.1固态继电器SSR工作原理 20

3.6.2固态继电器SSR的特点 21

3.6.3继电器控制电路图 22

3.7时钟和复位电路 22

3.7.1时钟 22

3.7.2复位电路 23

3.8主电源电路 24

第四章系统各单元模块程序设计 23

4.1主程序流程图 23

4.2键盘模块程序流程图 24

4.3数据采集模块程序流程图 24

4.4显示模块程序流程图 25

4.5语音播报模块程序流程图 26

4.6执行模块程序流程图 27

结论 28

参考文献 29

致谢及声明 30

附录 31

附录一：

整机电路图 31

附录二：

部分程序 33

第一章引言

第一章引言

1.1课题背景及意义

水温控制系统起源于早期的温度控制，而温度控制最早的应用是在大工业生产时期的工厂中，例如钢铁生产，钢材的等级、型号等技术指标的区分在于对不同温度钢水控制来实现。

之后在随着技术的革新进步，生产活动的扩大，越来越多的行业开始应用温度控制，而温度控制也不再限于单一介质，空气、水、化工染料都会成为被控制对象。

通过控制介质，来保证产品的质量或者用来生产不同的产品，例如芯片制造，对温度、湿度的要求就极其严格；

在纺织领域，不同温度的水处理过的纺织线，在性质上具有极大的差别，具体表现在丝线的韧度、弹性有很大不同。

随着生产力的发展与进步，温度控制不再单单应用在工业生产上，越来越多日常生活设施开始使用温度控制系统，进一步改善人类生活环境，提高生活质量。

例如，现代化的泳池，当前社会在实用性的基础上更加讲究舒适性，表现在室内泳池上，就是泳池的水温要保持在一个适当的范围内，以使身处泳池之中人的体表感官保持舒适；

在家居生活中，技术较新的产品为了在性能上出众，以达到增加销量的目的，越来越多的人性化设计开始使用到家电之中，以电饭煲为例，现在的电饭煲不在简简单单的能煮饭，如果饭煮好后主人没能及时将饭盛出，电饭煲会根据温度进行自身调节，以使其中的饭始终保持在适宜食用的温度范围内，这其中用到的就是温度控制。

温度控制系统经历了较长的发展历程，技术越来越成熟，其理论框架基本不会再有较大的改动，而电子科技的发展为其性能的提升创造了空间。

集成化、微型化、多功能化、高效化、低碳化、简便化成为当下温度控制的目标。

本文将从温度控制中应用最为广泛的水温控制系统为例，将较为先进集成芯片用到系统中以实现多种功能。

本设计定位为具有语音播报功能的水温控制系统，系统是将AT89C51单片机作为核心进行设计的，AT89C51的强大功能将完成接收键盘的指令信号，接受数据收集芯片的收集到的实时数据，进行处理之后将要显示的部分传送至显示屏，并可根据需要控制语音输出，根据预先设定的指令控制实现电路调整水温。

语音播报部分采用集成芯片，进行语音对外传输，选用ISD4004在很大程度上优化了系统，ISD4004采用的是“直接模拟量存储”技术，该技术优势明显可以直接进行模拟数据的录入，即语音播报部分内容可以直接输入，无需模数装换、存储、再数模装换的复杂流程，不但简化了流程，而且最大限度的减少失真，输出效果较好。

数据采集芯片将使用DS18B20，DS18B20突出的特点是无需数模装换，可以直接接入单片机，减少信号失真，而软件部分程序设计将十分简单。

该系统可以实现以下功能：

·

键盘输入及控制系统运作

预先温度设定，系统将根据设定的温度进行控制

语音播报

实时显示当前温度

1.2主要设计技术指标与参数

1.2.1基本要求

控制对象为1升净水，水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。

1.2.2主要性能指