具有语音功能的温度检测及控制系统的设计本科论文 .doc

目 录 1 绪论 1 1.1 研究背景和意义 1 1.2 课题内容 3 2 方案设计与比较 4 2.1 控制部分 4 2.2 检测部分 9 2.3 算法部分 14 3 系统硬件设计 17 3.1 硬件总体框图及说明 18 3.2 单元电路设计 19 3.2.1 复位电路 19 3.2.2 键盘电路 19 3.2.3 测温部分电路 20 3.2.4 显示电路 21 3.2.5 音频输出电路 22 3.2.6 控制电路 23 4 软件设计 24 4.1 主程序流程图 24 4.2 各个子程序的介绍 26 4.2.1 系统初始化 26 4.2.2 键盘扫描 26 4.2.3 LED显示 27 4.3 PID 计算 28 4.4 继电器控制 29 4.5 语音播报 29 4.6 中断流程图 30 5 总结 32 参考文献 33 致谢 34 附录 35 附录A 程序代码 35 附录B 总电路图 55 附件 附件1 开题报告（文献综述） 附件2 译文及原文影印件  1 绪论 1.1 研究背景和意义 电子技术的快速发展，尤其大规模集成电路以及超大规模集成电路的产生和发展，给人们的生活带来的根本性的变化。这些变化不仅仅体现在了人们生活节奏的加快，还包括了人们生活方式的改变。由于可编程控制器的出现，现代工业控制领域进入了一个崭新的阶段。在日常生活中，由于温度过高和过低而造成大量的水资源的浪费，所以温度控制在我们的生活中扮演着很重要的角色。温度控制技术的飞速发展，让我们的资源得到更合理的利用，从而减少了很多工业生产中的资源过度浪费。 温度控制技术的发展依赖于单片机技术[1-2]，而单片机是随着超大规模的集成电路技术的发展诞生的。单片机的体积小、功能强、性价比高等的特点，使得单片机应用十分广泛。现在社会生活中的很多产品都是应用了单片机[3-5]，利用单片机的优势，使得产品的体积更小、更加的智能化，从而提升了产品的各种性能。现代社会对单片机的需求越来越多，这也使得人们对单片机的性能要求也越来越高。为了满足人类的需要，单片机技术也在不断的发展，在我们生活的各个领域中，几乎没有哪个领域中没有单片机的应用。国防建设中的导弹装置，飞机上的仪表控制，计算机网络通讯与数据传输，工业自动化的实时控制和数据处理，还有着我们经常使用的智能IC卡等等无不利用了单片机技术[6]。因此，单片机技术在不断的进步，向不断的满足着人们需求的方向前进。 单片机的技术进步包括了数字单片机[7-8]的工艺及技术，模糊单片机的工艺及技术，单片机的可靠性技术，以及以单片机为核心的嵌入式系统的发展。在我们的现实生活中，数字单片机扮演着非常重要的角色，它的发展也在一定程度上代表了单片机技术的发展。数字单片机的技术进步反映在内部结构、功率消耗、外部电压等级以及制造工业等方面上。 90年代后期到现在，单片机的发展又进入了另一个新阶段，单片机朝着更高性能和多品种方向发展，其发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。32位以上及双CPU方向发展。 信息技术对社会发展、科学进步起到了决定性的作用。现在信息技术的基础包括信息采集、信息传输与信息处理，而信息的采集离不开传感器技术。所以说传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的发展非常重要的组成部分。 在温度检测中我们使用到了温度传感器[11-12]，传感器技术的发展对在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力和发展方向，而现代先进科学技术突飞猛进则为其发展提供了坚强后盾。 温度传感器在所有传感器中是最早开发的，也是应用最广泛的。传感器技术在半导体技术的支持下出现了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。 传感器技术的不断发展，新型传感器也在不断出现，并且向着集成化、多功能化和智能化的方向发展，在传感器技术发展的同时，还促进了很多相关技术的发展，这其中包括了新材料的开发，新工艺的采用以及智能材料的使用等。这使得各种技术之间互相促进，共同发展。 1.2 课题内容 本课题要求以凌阳SPCE061A单片机为控制系统的核心部件设计一个具有语音功能的温度检测及控制系统。我们通过Pt1000传感器进行温度信号的采集和测量，在经过放大器和A/D转换器把温度信息转换为单片机可以处理的范围内的信号，并且在单片机内进行采集、分析及处理，通过PID控制算法来实现电炉功率及水温控制的功能。 整个水温控制系统的加热对象为一升纯净水，纯净水装在一个一千瓦的电热炉里进行加热。要求能在40