基于51单片机的家用温湿度语音播报系统设计.doc
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安徽文达信息工程学院毕业设计（论文）
毕业设计（论文）
题目：
基于51单片机的家用温湿度语音播报系统设计
姓名
学院名
专业
指导教师
2014年月日
诚信承诺
本人__________声明，本论文及其研究工作是由本人在导师指导下独立完成，论文所利用的一切资料均符合论文著作要求，且在参考文献中列出。
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日期：
摘要
本系统是一个基于单片机AT89C51的语音播报系统的设计，用来测量环境温湿度，整个设计系统分为5部分：
单片机控制、DHT11温湿度传感器、液晶显示、语音播报以及键盘控制电路，整个设计是以AT89C51为核心，选用DHT11温湿度传感器，LED12864液晶显示器实现。
当测量温湿度超过设定的温度上下限时，启动蜂鸣器和指示灯报警。
语音录放选用的集成块是ISD1420芯片，其保真度高，录音效果好，而且经济实惠。
LCD采用的是LCD12864，它具有功耗低、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧等优点，应用越来越广泛。
整个设计的重点在于编程，因为其外围电路相对比较简单，实现容易。
在本论文中附带了软件实现的流程图以及部分子程序以及各种硬件电路图。
关键词：
液晶显示；语音播报；ISD1420
ABSTRACT
ThissystemisadesignofthespeechthermometeraccordingtothemicroprocessorAT89C51,whichisusedtomeasuretheenvironmenttemperature,Thewholedesignsystemisdividedinto5parts:
Amicroprocessorcontrol,temperaturesensor，theLCDdisplay,thespeechreportandthekeyboardcontrolcircuit,atthesametime，ThewholedesigntakeAT89C51asthecore,choosetosinglebusdigitaltemperaturesensorDS18B20,DS1302serialclockchip,RT1602LCDmonitorrealization,LCDdisplaythecurrentdate,time,weeksandtemperature.Whenmeasuringtemperatureoversettemperaturefluctuationlimit,startwithlightalarmbuzzer.Temperaturedisplaystability,andtemperaturemeasurementerroracuities1℃,plusorminustemperaturethedecimalpartretainedtwosignificantdigits.IncreasedCelsiustemperatureconversioncontrastwithFahrenheitandsetsupadisplayfunctionbeepvoiceautomaticallybroadcasttimetemperature,manualreal-timebroadcasttimetemperaturefunction.Thespeechrecoding&；playbackIchoosetouseistheICofISD1420,ithashighfidelity,goodrecordeffective,andeconomic.TheLCDIchooseisTC1602A,itspowerconsumeislow,ithasmanyadvantages,forexample,thevolumeissmall,thecontentsisabundant,superthinandagileetc,anditsapplicationisbecomingmoreandmoreextensive.Thewholedesignliesintheprogram,becauseitsoutercircuitismuchmoresimple,anditcancarryoutmoreeasily.Inmythesis,thereareflowchartandpartssubprogramandvarioushardwarecircuitdiagrams.
KeyWords:
DS18B20;LCD;speechfunction;soundingandlightalarm.
4
目录
引言 1
第一章绪论 2
第二章设计方案 4
2.1设计任务 4
2.2原理框图 4
2.3电源模块 4
2.4温湿度传感器模块 4
2.5显示模块 5
2.6键盘控制模块 5
2.7语音播报模块 6
第三章硬件设计 7
3.1单片机模块 7
3.1.1单片机介绍 7
3.1.2单片机外围电路设计 8
3.1.3AT89C51复位电路 10
3.1.4AT89C51时钟电路 12
3.2电源模块 12
3.3温湿度传感器模块 13
3.3.1DHT11的传输特性 15
3.3.2温湿度测量电路设计 16
3.3.3DS18B20与AT89C51的接口电路设计 17
3.4键盘控制 18
3.5语音报警 18
3.6液晶显示 18
3.7语音播报 19
3.7.1ISD1420语音芯片录放音电路设计 19
3.7.2ISD1420与AT89C51接口电路设计 20
第四章软件设计 21
4.1主程序设计 21
键盘扫描5.2.1×××××× 21
5.2.2×××××× 21
4.2显示模块程序 22
4.3键盘控制模块 26
4.4源代码是DS18B20.h模块 30
4.5温湿度测量模块 32
4.6报警子程序模块 35
4.7以下源代码是ISD1420.h 36
4.8源代码是语音播报子程序 37
第五章调试 39
5.1测量温湿度子程序设计 40
5.2报警子程序 41
5.3实现时钟功能的程序设计 42
5.4显示程序设计 43
5.5语音播放子程序 44
第六章仿真结果数据分析 46
6.1功能仿真和结果 46
结论 47
谢辞 48
参考文献 49
引言
人民的生活与环境的温度和湿度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温湿度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究合适的测温方法和测温装置具有重要的意义。
随着自动化水平在工业生产过程中的日益提高，智能化已经成为一种趋势。
人们越来越希望，生产生活中能够最大限度的趋于自动化和智能化，并且具有一定的人机交互性。
大规模语音处理集成电路的发展，使得语音播报系统在实际生活生产中的应用越来越广泛[3]。
语音播报技术体现了智能化，人性化，它不仅在需要用声音传递信息的环境中担当信息传输纽带的重要作用，还在繁忙的日常生产服务中通过温馨、亲切的语音提示方式调节受用者心情。
语音播报技术的相关研究也已成为一个热门领域，现今生产生活中其相关技术的应用随处可见。
具有语音播报的温度控制系统在工农业生产中拥有广泛的应用前景。
目前生产生活中经常需要某一特殊的环境温湿度，测量一旦达不到一个相当高的要求就会造成巨大的损失。
传统的方式对人力浪费较大，对温湿度控制不精确，而且一不小心容易发生意外。
如果设计一套基于电子技术的具有语音播报功能的温湿度控制系统，就可以实时监测温湿度，并可以通过键盘准确地控制温湿度，不需要人力检测。
第一章绪论
1.1课题开发背景
智能语音播报系统在我国属于新兴技术产业，有着极为光明的前景，此方面国内市场的主要产品趋向于应用国外先进的基础硬件生产成品。
随着我国国民经济持续高速的发展，智能化生产规模日趋扩大，语音播报融入日常生活已成为一种趋势。
如：
对车辆收取管理、通行或进入等费用、提示语等播报的智能语音系统，或是在各公共场合的时间、天气、问候等提示语的播报。
1.2设计的目的和意义
人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温湿度，在农业生产中也离不开温湿度的测量，因此研究合适的测温方法和测温装置具有重要的意义。
随着自动化水平在工业生产过程中的日益提高，智能化已经成为一种趋势。
人们越来越希望，生产生活中能够最大限度的趋于自动化和智能化，并且具有一定的人机交互性。
大规模语音处理集成电路的发展，使得语音播报系统在实际生活生产中的应用越来越广泛。
语音播报技术体现了智能化，人性化，它不仅在需要用声音传递信息的环境中担当信息传输纽带的重要作用，还在繁忙的日常生产服务中通过温馨、亲切的语音提示方式调节受用者心情。
语音播报技术的相关研究也已成为一个热门领域，现生产生活中其相关技术的应用随处可见。
具有语音播报的温度控制系统在工农业生产中拥有广泛的应用前景。
目前生产生活中经常需要某一特殊的环境温湿度，测量一旦达不到一个相当高的要求就会造成巨大的损失。
传统的方式对人力浪费较大，对温度控制不精确，而且一不小心容易发生意外。
如果设计一套基于电子技术的具有语音播报功能的温湿度控制系统，就可以实时监测温湿度，并可以通过键盘准确地控制温湿度，不需要人力检测，其测量速度、精度及可行度都得以保障，实现可远程监控、并尽可能节约人力资源的智能语音播报温度系统。
相关产品利用率高，设备简单，费用低，效果好。
1.3国内外现状及水平
现代工业控制过程广泛应用了有播报功能的工作状态和故障状态报警装置。
它以直观、易懂、方便、准确的形式向操作者提供有关信息，使操作者能够更准确、快速地处理系统问题。
如：
火车站信号自动语音播报系统可通过对多路信号进行检测采集，提供安全警示语音信息并播报，实现安全操作提示及报警，国内对此项技术的要求趋向人性化，高效化，智能化。
采取的措施为不断完善传统呆板的录播式语音播报器，实现真正的智能化数字语音播报，根据不同的情况可以随时调整播报的语言及语音语调等。
温度传感方面，温度传感器在我国工业生产、国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究都有光明的前景。
如CN61M/KG3004B矿用温度传感器，拥有操作方便、读数直观、工作可靠、体积小、重量轻、维修简便等特点，适于在煤矿、油田、化工等有爆炸危险的场所连续检测被测量对象的温度，并且有信号输出功能，可与国内各种型号的煤矿善传统呆板的录播式语音播报器，实现真正的智能化数字语音播报，根据不同的情况可以随时调整播报的语言及语音语调等。
为了提高对传感器的认识和了解，尤其对温湿度传感器的深入研究以及用法和用途，基于实用丶广泛和典型的原则，因此设计了本系统，在生产和生活中应用性都比较强。
本文利用单片机结合传感器技术和语音技术而开发设计了这一室内温湿度语音播报系统。
本设计不紧可以显示室内温湿
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