数字温度表.doc

数字温度表(B题) 摘 要 本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出时间、温度、等信息采用数字显示，具有语音报时功能，主要用于对测温要求比较准确的场所或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机AT89S52，测温传感器使用DS18B20，时钟芯片采用DS1302，语音报时使用ISD1420，用2*8键盘扩展实现高、低两路限温调节和时间—温度信息多种模式的记录和查询，用液晶和语音芯片实现时间—温度的显示及报警。通过测试能准确达到以上要求。 一、系统方案 1、系统总体构成图和系统功能 2、控制单元电路 控制部分的选择较多，但是作为温度计，在成本上最合适的是单片机，对于题目要求的控制能力也能胜任，利用基于AT89S52的小系统包含了LCD，键盘、稳压电源，能够大大缩短设计流程，把设计的重点放在温度探测单元，时钟芯片电路两个部分。 3、稳压电源电路 本实验采用AT89S52单片机小系统，自带稳压电源电路，故可以省略此项设计。 4、温度探测单元 方案一：本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，将被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案二：考虑到用温度传感器。在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以可以用实验室熟悉的单片机小系统，采用一只温度传感器DS18B20，直接读取被测温度值，再进行转换，就可以满足设计要求。(二进制)温度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送 入DSl8B20或从DSl8B20送出，因此从主机CPU到DSl820仅需一条线(和地线)。DSl8B20的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源。因为每一个DSl820在出厂时已经给定了唯一的序号，因此任意多个DSl8B20可以存放在同一条单线总线上。这允许在许多不同的地方放置温度敏感器件。DSl8B20的测量范围从-55到+125，可在l s(典型值)内把温度变换成数字。 比较以上两种方案，方案二其电路比较简单，软件设计也比较容易，故采用方案二。 5、时钟芯片电路 如果用单片机的定时器和中断系统编写时钟程序，单片机的时钟程序需要不断被中断去读取温度芯片，DS18B20采用的是串行通信，读取时间较长，这无疑增加了计时的误差。所以我们采用DS1302 涓流充电时钟保持芯片。DS1302 是DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟/日历和31 字节静态RAM 。通过简单的串行接口与单片机进行通信，实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、月、年的信息。每月的天数和闰年的天数可自动调整。时钟操作可通过AM/PM 指示决定采用24 或12 小时格式。DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三个口线：（1）RES（复位），（2）I/O 数据线，（3）SCLK，（串行时钟）。时钟/RAM 的读/写数据以一个字节或多达31 个字节的字符组方式通信。DS1302 工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW。 6、数据存储模块 采用DS18B20芯片的存储为RAM，每次写入过程中能移动数据地址，保证存储上一次的写入值不被当前值覆盖，以实现回显查询功能。每次上电时清空存储，即全“零”。 7、键盘控制功能 为很好地实现人机交互，充分开发单片机小系统的8*2键盘，可以实现时间的设定、温度报警上下限设定、时间—温度回显、查询、存储器清空等功能。 8、时间—温度数字显示 方案一：用数码管显示，优点是设计思路简单。但由于本设计需要显示的数据很多，采用的数码管也会很多，给制版和焊接都带来麻烦，且现实效果也不佳。 方案二：用液晶128*64点阵液晶SMG12864C显示，最大的优点是时间、温度以及提示语言显示一目了然，方便简洁。比较采用方案二。 9、温度控制报警输出 如果当前温度跳出设定上下限范围，系统会自动做出一些反应，即由当前温度产生报警输出，如屏幕显示、声光、语音等。 10、实时语音报时 当按动“报时”键时，即产生语音报时信号。采用信息储存器件ISD1420，它是 ChipCorder? 系列单片、高质量、短周期的录放音电路，采用CMOS工艺，内部包含片上时钟麦克、前置放大器、自动增益控制、带通滤波器平滑滤波器和功率放大器。由ISD1200 组成的最小应用系统，仅包含一个麦克喇叭、几个阻容元件、两个开关和电源。录制的信息存放在内部不挥发，单元中断电后可以长久保存。这种独特的单片解决方案使用了ISD 的专利模拟存储技术。语音和音频信号不经过转换直接以原来状态存储到内部存储器，可以实现高质