溫度監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)論文

1、-. z溫度監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)溫度監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)DD學(xué)校:瓷學(xué)院 ：付曙霞 *：1 指導(dǎo)教師：波 完成時(shí)間：2021-06-16目錄目錄1 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。1.1 設(shè)計(jì)要求 31.2 各模塊方案選擇和論證1.2.1 控制器模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇. .1.2.2 溫度采集模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇.1.2.3 顯示模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇.1.2.4 語(yǔ)音模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇.1.2.5 鍵盤模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇.1.2.6 電源模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇.1.2.7 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇.1.3 系統(tǒng)各模塊最終方案2 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2.1 溫度采集下位機(jī)電路

2、設(shè)計(jì)2.2 鍵盤模塊電路設(shè)計(jì) 52.3 語(yǔ)音模塊電路設(shè)計(jì) 52.4 電源模塊電路設(shè)計(jì) 52.5 控制模塊電路設(shè)計(jì) 52.6 外部存儲(chǔ)器模塊電路設(shè)計(jì) 53 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 7 74 4 系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試 8 84.1 測(cè)量?jī)x器-. z4.2 指標(biāo)測(cè)試和測(cè)試結(jié)果 55 5 結(jié)論結(jié)論 9 9參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)：9 9附錄：附錄：9 9附 A：元器件明細(xì)表：9附 B：儀器設(shè)備清單 9附 C：電路圖圖紙 101 1系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.11.1 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 根本要求：根本要求：1溫度測(cè)量圍： 090 攝氏度，誤差0.1 攝氏度；2可通過鍵盤設(shè)定溫度值并在數(shù)碼管上顯示設(shè)定值，數(shù)碼管顯示準(zhǔn)

3、確度0.1 攝氏度；3數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示測(cè)量溫度值并可以用語(yǔ)音播報(bào)測(cè)量溫度值，其中數(shù)碼管顯示準(zhǔn)確度0.1 攝氏度；4設(shè)定溫度值與實(shí)際溫度值保持一致，誤差1 攝氏度； 5當(dāng)溫度超出測(cè)量圍時(shí)，能實(shí)現(xiàn)報(bào)警；發(fā)揮局部：發(fā)揮局部：6能實(shí)現(xiàn) GSM 短信發(fā)送或通過射頻模塊無(wú)線發(fā)送發(fā)射距離100 米 ；7可以有其它功能改進(jìn)和實(shí)現(xiàn)特色創(chuàng)新1.21.2 各模塊方案選擇和論證各模塊方案選擇和論證1.2.1 控制器模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇根據(jù)題目要求，控制器主要用于和 AD 進(jìn)展通信采集 AD 轉(zhuǎn)換的值，通過掃描 承受鍵盤的值，和語(yǔ)音芯片進(jìn)展通信，控制液晶，控制射頻芯片和其進(jìn)展數(shù)據(jù)交換 ，題目任務(wù)是制作一個(gè)基于單片機(jī)的溫

4、度監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，所以我們首選單片機(jī)，單片機(jī)足以。單片機(jī)是集成了 CPU、ROM、RAM、和 I/O 口的微型計(jì)算機(jī)。有很強(qiáng)的接口性能，此系統(tǒng)和外圍接口芯片比較多，選單片機(jī)作為主控器是明智的，單片機(jī)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活，自由度大，可用軟件編程的餓實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且由于其功耗低，體積小，技術(shù)成熟和本錢低等優(yōu)點(diǎn)，使其在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。用于本系統(tǒng)外圍接口比較多微秒采用雙 CPU為主控器，分別對(duì)其他各個(gè)模塊進(jìn)展檢測(cè)和控制，這樣減輕了單個(gè) CPU 的負(fù)擔(dān)，提高了系統(tǒng)的工作效率，同時(shí)通過 CPU 之間的分段相互控制，減少了外圍設(shè)備。由 Atmega8 采集溫度傳感器通過 AD 轉(zhuǎn)換傳來的數(shù)據(jù)

5、，1.2.2 溫度采集模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇-. z方案一、用熱電偶測(cè)溫 優(yōu)點(diǎn)是測(cè)溫圍寬，缺點(diǎn)是電動(dòng)勢(shì)低，對(duì)運(yùn)放的要求高，重要的是熱電偶測(cè)溫需要冷端溫度補(bǔ)償，來消除冷端溫度變化所產(chǎn)生的影響，對(duì)于本電路補(bǔ)償溫度要求精度很高，且準(zhǔn)確，否則會(huì)給系統(tǒng)帶來反所用，而且本錢高，操作復(fù)雜。方案二、利用熱敏電阻作為溫度傳感器， 。NTC 熱敏電阻阻值隨溫度的變化符合指數(shù)規(guī)律,其最大的缺點(diǎn)也在于它的非線性阻值分散性大復(fù)現(xiàn)性差,一般需要經(jīng)過線性化處理, 使輸出電壓與溫度之間基木上成線性關(guān)系。NTC 熱敏電阻溫度傳感器的一致性和互換性較差。其次是老化較快。方案三、利用數(shù)字溫度傳感器，18B20，測(cè)量溫度圍為- 55

6、 + 125 ,在- 10 + 85 圍,精度為0. 5 .DS1822 的精度較差,為2 .不符合本系統(tǒng)要求。方案四、利用集成溫度傳感器，當(dāng)電源電壓在515之間變化時(shí)，其輸出電流的變化小于1uA，當(dāng)被測(cè)溫度一定時(shí)流過AD590的電流與熱力學(xué)溫度成正比，其靈敏度為1uA/k,。在其適用溫區(qū)圍具有靈敏度高、線性好、功能全和使用簡(jiǎn)單方便。無(wú)論電壓輸出、電流輸出還是頻率輸出都適合于與微機(jī)。綜上所述，方案四適合本設(shè)計(jì)要求。由于本系統(tǒng)要求誤差0.1攝氏度；所以選用高精度的AD進(jìn)展數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，綜合考慮選用MA*1416，MA*1416低功耗、2通道、串行輸出模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)使用一個(gè)具有數(shù)字濾波器的-調(diào)制

7、器，分辨率達(dá)16位，無(wú)失碼。在采用雙極性測(cè)量條件下，且可編程增益設(shè)定為2，IN-端直接接到2.5V基準(zhǔn)電壓端，則可計(jì)算1的對(duì)應(yīng)AD圍：Data=102/250032767=262.3理論上可到達(dá) 0.0038的精度，這對(duì)于 0.1的精度來說是完全夠了。 所以我們選擇方案四。1.2.3 顯示模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇方案一、用四位碼管作為顯示，動(dòng)態(tài)掃描四位數(shù)字。能顯示的位數(shù)太少，單調(diào)，不夠人性化，且要每隔 3ms 要掃描一次，占用 MCU 資源太多，程序開銷也大，對(duì)于在測(cè)量溫度，要時(shí)性強(qiáng)的環(huán)境下，很顯然在這不適應(yīng)。 方案二、才用 12864 液晶作為顯示，帶中文字庫(kù)的 128*64 是一種具有 4位

8、/8 位并行、2 線或 3 線串行多種接口方式，部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 12864,置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。可以顯示 84 行 1616 點(diǎn)陣的漢字.也可完成圖形顯示.低電壓低功耗。在實(shí)時(shí)監(jiān)控的場(chǎng)合可以有效的顯示各個(gè)數(shù)據(jù)量，及狀態(tài)，界面清晰，可讀性強(qiáng)，在此顯示模塊，我們選擇方案二。1.2.4 語(yǔ)音模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇方案一、采用 APR9600 系列語(yǔ)音錄放芯片，繼美國(guó) ISD 公司以后采用模擬存儲(chǔ)技術(shù)的

9、又一款音質(zhì)好、噪音低、不怕斷電、可反復(fù)錄放的新型語(yǔ)音電路，單片電路可錄放 32-60 秒，串行控制時(shí)可分 256 段以上，并行控制時(shí)最大可分 8 段。但不能用軟件實(shí)施控制播放音，所以不適合在數(shù)字播音的場(chǎng)合使用。方案二、采用ISD1700系列語(yǔ)音芯片，ISD1720華邦 ISD 公司 2007 年新推出的單片優(yōu)質(zhì)語(yǔ)音錄放電路，該芯片 提供多項(xiàng)新功能，包括置專利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示 vAlert , 雙運(yùn)作模式獨(dú)立 & 嵌入式 ，以及可定制的-. z信息操作指示音效。芯片部 包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與存等的全方位整合系統(tǒng)功能。優(yōu)點(diǎn)是是可錄、放音十

10、萬(wàn)次，存儲(chǔ)容可以斷電保存一百年，兩種控制方式，兩種錄音輸入方式，兩種放音輸出方式。可處理多達(dá)255 段以上信息有豐富多樣的工作狀態(tài)提示多種采樣頻率對(duì)應(yīng)多種錄放時(shí)間。ISD1700錄音區(qū)的存儲(chǔ)地址為 0*00100*00FF；真正錄音去圍T=0*00FF-0*0010+1=240 位錄音時(shí)間可達(dá)20秒 ，通過軟件控制可進(jìn)展分段錄音，分段播放，本系統(tǒng)只是用來播簡(jiǎn)單的語(yǔ)音，容量不算大，操作方便。假設(shè)想增加功能可進(jìn)展用ISD1700的其他語(yǔ)音芯片，如ISD1760錄音時(shí)間可達(dá)60秒。ISD1720的接口為標(biāo)準(zhǔn)SPI接口，AVR Atmega16 單片機(jī)自帶SPI接口，接口電路簡(jiǎn)單，軟件易于實(shí)現(xiàn)。綜上所

11、述語(yǔ)音播報(bào)模塊 我們選擇ISD1720。1.2.51.2.5 鍵盤模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇鍵盤模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇 本系統(tǒng) 鍵盤主要用來設(shè)置上限下限溫度，進(jìn)展語(yǔ)音播報(bào)，12864 菜單鍵盤 ，數(shù)據(jù)輸入按鈕。方案一：利用 8 個(gè)獨(dú)立按鍵 直接和單片機(jī)連接的方式。缺點(diǎn)是占 I/O 口太多，而且按鍵數(shù)太少。方案二：利用 4*4 矩陣鍵盤。采用逐行逐列掃描的方法。優(yōu)點(diǎn)占 8 個(gè) I/O,可進(jìn)展 16 個(gè)按鍵的設(shè)置，完全到達(dá)設(shè)計(jì)的需求， 綜上所述 方案二按鍵豐富 占 I/O 口又少，操作簡(jiǎn)單 ，所以選擇方案二。1.2.6 電源模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇系統(tǒng)需要多個(gè)電源，單片機(jī)使用 2.7-5V 電壓，語(yǔ)音模

12、塊是 2.45.5V，液晶需要 35。綜合可知電源設(shè)置 5V 即可。 方案一：采用升壓型穩(wěn)壓電路。用兩片 MC34063 芯片分別將 3V 的電池電壓進(jìn)展直流斬波調(diào)壓，得到 5V 穩(wěn)壓的輸出。只需要使用兩節(jié)電池，既節(jié)省了電池，又減少了系統(tǒng)體積重量， 但該系統(tǒng)供電電流小，供電時(shí)間短，無(wú)法使用相對(duì)龐大的的系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)作。 方案二：采用三段穩(wěn)壓集成 7805 得到穩(wěn)定電壓，利用此方法方便簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定可靠。綜上所述，選擇方案二，采用三端穩(wěn)壓器電路。1.2.7 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇單片機(jī)采集來的溫度數(shù)據(jù)量大 ，而且當(dāng)下次上電進(jìn)展溫度校正需要以前的數(shù)據(jù)作為參考值 ，但是單片機(jī)上電后，所有的數(shù)據(jù)復(fù)

13、位，采集的溫度也不會(huì)保存，基于這兩點(diǎn)我們需要有一定容量，掉電數(shù)據(jù)不喪失，而且占 I/O 口要少，可方便擦除的存儲(chǔ)器，我們選擇 AT24C256 串行 E2 PROM ，通信方式與 400KHZ I2C 總線兼容；具有寫保護(hù)功能掉電后不喪失可保存數(shù)據(jù) 100 年。容量為 256K滿足要求。1.31.3 系統(tǒng)各模塊的最終方案系統(tǒng)各模塊的最終方案 經(jīng)過仔細(xì)分析和論證，決定了各模塊的最終方案如下。（1） 控制模塊：采用 Atmega8 和 Atmega16 雙 CPU 控制；-. z（2） 電源模塊：采用三端穩(wěn)壓電路。（3） 溫度采集模塊：采用高精度集成傳感器 AD590。AD 采用 MA*1416。

14、（4） 鍵盤模塊：采用矩陣式鍵盤。（5） 顯示模塊：采用點(diǎn)陣式 12864 液晶顯示。、（6） 語(yǔ)音模塊：采用 ISD1720 語(yǔ)音芯片。（7） 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊：AT24C256.系統(tǒng)根本框圖如圖 1.3.1 所示AD590 采集溫度電壓緩沖 2.5V 電壓基準(zhǔn)MA*1416 進(jìn)展 AD 轉(zhuǎn)換A Atmega8tmega8無(wú)線發(fā)射模塊A Atmega16tmega16 矩陣鍵盤 語(yǔ)音模塊ISD170012864 液晶顯示 電源和復(fù)位 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊圖1.3.1 溫度監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)方框圖單片機(jī)Atmega8主要采集AD590 傳來的數(shù)據(jù)，然后通過一串口通信將數(shù)據(jù)采集分析計(jì)算的數(shù)據(jù)傳送給Atmega16

15、，同時(shí)Atmega8將采集分析的數(shù)據(jù)通過無(wú)線模塊發(fā)送出去，可用來遠(yuǎn)程監(jiān)控。Atmega16主要用來讀取鍵盤的值，然后進(jìn)展分析控制類型 ，將相對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)通過液晶顯示和語(yǔ)音芯片播報(bào)，Atmega16還將Atmega8采集來的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析和轉(zhuǎn)換將數(shù)據(jù)顯示在液晶上，同時(shí)當(dāng)播報(bào)按鍵按下后，其控制ISD1720播報(bào)語(yǔ)音。-. z2.2.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2.12.1 溫度采集下位機(jī)電路設(shè)計(jì)溫度采集下位機(jī)電路設(shè)計(jì)如圖 2.1.1 所示 AD590 將溫度變化成對(duì)應(yīng)的電流，經(jīng) 10K 電阻后，在電阻兩端產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電壓，溫度每變化 1，相應(yīng)電阻兩端電壓變化 10mV。將它經(jīng)過運(yùn)放緩沖后，輸

16、入到 MA*1416，經(jīng)行 AD 轉(zhuǎn)換，換算成對(duì)應(yīng)的數(shù)字。再通過無(wú)線模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)。2.1.2AD590 傳感器采集和 AD1516 接口電路 由于 AD590 是電流型集成傳感器，溫度變化 其電流值也隨著變化，采集的電流 R2 和 R3 將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào) 然后經(jīng) MA*1516 差分輸入，MA*1516采用外部基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)，由于部有可編程增益放大器(PGA)，提供 1 至 128 倍增益，PGA 用軟件設(shè)計(jì)為 2 ，所以實(shí)際和基準(zhǔn)電壓比較的值為 V2V1=i*R i 為 AD590 輸出的電流變化R 為 10KV2=V1-2.5*2V1 為 AD590 經(jīng) 10K 電阻轉(zhuǎn)換來

17、的電壓如果 AD 轉(zhuǎn)換值 D1 則V2=(2.5*D1)/327682.22.2 鍵盤模塊電路設(shè)計(jì)鍵盤模塊電路設(shè)計(jì)一般來說，鍵盤有兩種接口方式：獨(dú)立式和行列式。獨(dú)立式是指將每個(gè)按鍵一一對(duì)應(yīng)地接到單片機(jī)的輸入口線上。每一個(gè)鍵的狀態(tài)通過讀入鍵值的上下電平來區(qū)分。但當(dāng)按鍵數(shù)目較多時(shí)，獨(dú)立式鍵盤方式將大量占用單片機(jī)的 I/O 線，通常的方法是采用行列式鍵盤。行列式鍵盤也稱矩陣式鍵盤，一般應(yīng)用在按鍵較多的系統(tǒng)之中。行列式鍵盤通過 I/O 線組成行、列構(gòu)造，按鍵設(shè)置在行、列的穿插點(diǎn)上，按鍵的作用只是使相應(yīng)接點(diǎn)接通或斷開，在相應(yīng)程序配合下也可產(chǎn)生被按鍵的鍵碼。其硬件電路極為簡(jiǎn)單，故能廣泛用于微型計(jì)算機(jī)中。如

18、圖所示。一個(gè) 4*4 的行列構(gòu)造可組成 16 個(gè)鍵的鍵盤。這樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)的資源有限時(shí)，可以節(jié)省大量的 I/O 口線。2.32.3 語(yǔ)音模塊硬件路設(shè)計(jì)語(yǔ)音模塊硬件路設(shè)計(jì) 此模塊選用ISD1700 語(yǔ)音芯片，此芯片部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與存等的全方位整合系統(tǒng)功能。兩種控制方式，兩種錄音輸入方式，兩種放音輸出方式音質(zhì)好，電壓圍寬，應(yīng)用靈活，可進(jìn)展軟件控制語(yǔ)音芯片的錄制 播放，此芯片的用兩種工作方式，按鍵工作方式和SPI工作方式，兩者互不干擾，單片機(jī)可以通過自帶的SPI接口將指令和數(shù)據(jù)寫到單片機(jī)中，芯片最大可以錄制255段語(yǔ)音。如圖圖 2.4.1 ISD17

19、00 語(yǔ)音芯片電路ISD1700 的獨(dú)立按鍵工作模式錄放電路非常簡(jiǎn)單如圖，而且功能強(qiáng)大。不僅有錄、放功能，還有快進(jìn)、擦除、音量控制、直通放音和復(fù)位等功能。這些功能僅僅通過按鍵就可完成。在按鍵模式工作時(shí)，芯片可以通過/LED 管腳給出信號(hào)來提示芯片的工-. z作狀態(tài)，并且伴隨有提示音，用戶也可自定 4 種提示音效。音頻輸入方式有兩種 第一種是 通過外接到 引腳 10 (MIC+) 引腳 11MIC-麥克風(fēng) ，還可以通過外接引腳 9 使用時(shí)需要一個(gè)交流耦合電容典值為 0.1uF，并且輸入信號(hào)的幅值不能超出 1.0Vpp。音頻輸出用三極管來驅(qū)動(dòng)的。注意在用單線錄音時(shí)，要和芯片共地，否則會(huì)干擾很大。2

20、.42.4 電源模塊硬件路設(shè)計(jì)電源模塊硬件路設(shè)計(jì)根據(jù)單片機(jī) ATmega 及其接口電路電源的要求，需要 5V 的穩(wěn)定電源。各局部的工作電流的大小，估計(jì)總電流在 350mA 左右。按此計(jì)算：P=5V350mA=1.75W考慮到預(yù)留一定的功率裕量，故采用功率為 5W，副線圈輸出電壓為 9V 的變壓器。變壓器副線圈為單匝線圈，故變壓器降壓后整流電路采用橋式整流電路。整流后用電解電容濾除 100Hz 的紋波，再用三端穩(wěn)壓器 7805 穩(wěn)壓并用小容量電容慮除高頻紋波后得到系統(tǒng)所需電源。其電路原理如圖 2.4.1 所示。圖 2.4.1 系統(tǒng)電源電路2.52.5 控制電路的設(shè)計(jì)控制電路的設(shè)計(jì)用于本系統(tǒng)外圍接

21、口比較多微秒采用雙 CPU 為主控器，這樣減輕了單個(gè) CPU 的負(fù)擔(dān)，提高了系統(tǒng)的工作效率，同時(shí)通過 CPU 之間的分段相互控制，減少了外圍設(shè)備。由Atmega8 采集溫度傳感器通過 AD 轉(zhuǎn)換傳來的數(shù)據(jù)，Atmega16，用來驅(qū)動(dòng)液晶，采集鍵盤的數(shù)值，控制 ISD1700 語(yǔ)音芯片的發(fā)聲。2.5.1 Atmega16 的最小系統(tǒng)就外圍電路如圖 2.5.1圖 2.5.1 Atmega16 的最小系統(tǒng)及外圍電路2.62.6 外部存儲(chǔ)器模塊電路設(shè)計(jì)外部存儲(chǔ)器模塊電路設(shè)計(jì)外部存儲(chǔ)器我們選用可擦除，掉電不易失 AT24C256 E2PROM，與單片機(jī)的接口電路如圖 2.6.1. SDA 和 SCL 為

22、漏極開路端,需要在和正電源間各接一個(gè) 5.1 k 的電阻上拉 R3、R18 其作用是減少 AT24C02 的靜態(tài)功耗，由于 AT24C02 的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳送數(shù)據(jù)，所以只用兩根線SCL移位脈沖和 SDA數(shù)據(jù)/地址與單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)。 圖 2.6.1AT24C256 硬件電路3.3.系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用 C 語(yǔ)言，對(duì)單片機(jī)進(jìn)展編程實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。程序是在Windows *P 環(huán)境下采用 ICCAVR 軟件編寫的 可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)溫度采集，控制液晶，掃描鍵盤的值，控制語(yǔ)音芯片。由于系統(tǒng)采用雙 CPU 工作，Atmega8作為下位機(jī) 采集溫度并將溫度上傳

23、給上位機(jī)，Atmega16 作為上位機(jī)承受Atmega8 傳來的數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過處理分析 ，如果要顯示則需要控制 12864 顯示，假設(shè)需要語(yǔ)播報(bào)則控制單片機(jī)控制 ISD1700.主程序在 Atmega16 單片機(jī)中。-. z開場(chǎng)AD 初始化串口初始化AD 轉(zhuǎn)換標(biāo)志位.等待YNNAD 轉(zhuǎn)換K=30.Y串口發(fā)送NN圖 3.1.1 下位機(jī)系統(tǒng)程序流程圖采集來的 AD 值依次放在數(shù)組中，用 K 開計(jì)數(shù) ，一次采集 80 個(gè)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)展從小到大排列，然后取中間的 20 個(gè)值，算出其平均值，此值就是要發(fā)送給上位機(jī)的數(shù)據(jù)。這樣通過數(shù)字濾波使穩(wěn)定性增強(qiáng)，抗干擾能力加強(qiáng)。3.2 上位機(jī)系統(tǒng)程序流程圖 3.1.

24、-. z開場(chǎng)設(shè)備初始化按鍵按下YK=.設(shè)定上限溫度設(shè)定下限溫度語(yǔ)音報(bào)溫度設(shè)定數(shù)值保存數(shù)值串口接收N圖 3.1.2 上位機(jī)系統(tǒng)程序流程4.4.系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試為了確定系統(tǒng)與題目要求的符合程度，我們對(duì)系統(tǒng)的關(guān)鍵部位進(jìn)展了實(shí)際的測(cè)試。4.14.1 測(cè)量?jī)x器測(cè)量?jī)x器 測(cè)量使用的儀器設(shè)備如表 4.1.1 所示-. z表 4.1.1 測(cè)試使用的儀器設(shè)備儀表名稱型號(hào)、規(guī)格指標(biāo)數(shù)量備注雙通道數(shù)字示波器綠 YB43654 位半1 電子儀器廠低頻信號(hào)發(fā)生器GFG-8216A20KHZ1電子數(shù)字萬(wàn)用表UT20064 位半1勝利公司穩(wěn)壓電源DF1731SC2A030V1揚(yáng)中電子儀器表計(jì)算機(jī)聯(lián)想 PCP2.5G 1G

25、存1聯(lián)想公司4.24.2 指標(biāo)測(cè)試和測(cè)試結(jié)果指標(biāo)測(cè)試和測(cè)試結(jié)果4.2.14.2.1 溫度與輸入電壓值的測(cè)試溫度與輸入電壓值的測(cè)試溫度/20222426283032343638電壓值/mv2.3852.4012.4202.4462.4642.4832.5012.5222.5412.563溫度40424446485052545658電壓值/mv2.5812.6052.6232.6452.6612.6842.7012.7242.7432.766表 4.2.1 溫度電壓值記錄表圖標(biāo)分析，由表可以算出溫度和電壓 值是幾乎是成線性的，靈敏度 M=10mv/，溫度沒上升一度，輸入 AD 的電壓值將變化 10

26、mv。4.1.24.1.2 MA*1416MA*1416 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的基準(zhǔn)電壓的測(cè)試模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的基準(zhǔn)電壓的測(cè)試使用高精度電壓電壓測(cè)量?jī)x器 JL5445BJ 測(cè)得基準(zhǔn)電壓為 2.499003V，誤差為0.000997V 經(jīng) AD 采集轉(zhuǎn)換為溫度值為=0.0997，對(duì)系統(tǒng)影響不到 0.1 度。復(fù)合設(shè)計(jì)要求。5.5.結(jié)論結(jié)論本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下功能1溫度測(cè)量圍： 0200 攝氏度，誤差0.1 攝氏度；2可通過鍵盤設(shè)定溫度值并在點(diǎn)陣液晶 12864 顯示設(shè)定值，顯示準(zhǔn)確度0.1 攝氏度；3實(shí)時(shí)顯示測(cè)量溫度值并可以用語(yǔ)音播報(bào)測(cè)量溫度值，其中數(shù)碼管顯示準(zhǔn)確度0.1 攝氏度；4設(shè)定溫度值與實(shí)際溫度值保持一致

27、，誤差1 攝氏度；-. z 5當(dāng)溫度超出測(cè)量圍時(shí)，能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警報(bào)警；6射頻模塊無(wú)線發(fā)送發(fā)射距離100 米 ；7當(dāng)溫度上升或下降時(shí)，可以通過在液晶顯示出來其變化曲線。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1. 余永權(quán).ATMEL89 系單片機(jī)應(yīng)用技術(shù).：航空航天大學(xué)，2001.12. 紅文.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例與分析.：航空航天大學(xué)，20033. *惠民.單片機(jī)微型機(jī)原理接口及應(yīng)用.：郵電大學(xué). 1999.24. 摟然苗.興飛.51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例.：航空航天大學(xué)，20005. 于海生.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù).：清華大學(xué)，19996.揚(yáng)振江.流行單片機(jī)實(shí)用子程序及應(yīng)用實(shí)例. ：電子科學(xué)技術(shù). 2002.37.周杭

28、慈.單片機(jī)程序設(shè)計(jì)根底.：航空航天大學(xué)，2003.58. 亮.單片機(jī) C 語(yǔ)言編程與實(shí)例.：人民郵電., 2002.99. 培仁. MCS51 單片機(jī)原理與應(yīng)用.：清華大學(xué). 1998.1210. 王化祥等.傳感器原理及其應(yīng)用.*：*大學(xué). 1999.11. 希光.傳感器技術(shù)手冊(cè).：國(guó)防工業(yè). 1986.1212. 江曉安.模擬電子技術(shù).：電子科技大學(xué). 200013 毅剛. MCS-51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì).：工業(yè)大學(xué). 2001.14. 沙占友.新編實(shí)用數(shù)字化測(cè)量技術(shù).：國(guó)防工業(yè)大學(xué). 1998.15. 茂泰.智能儀器原理及應(yīng)用.：電子工業(yè). . 1999.16 王福瑞.單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大

29、全.：航空航天大學(xué). 1999.17. 馬 潮. ATMEGA8 原理及應(yīng)用手冊(cè).：清華大學(xué)，02.818. 文. AVR 單片機(jī) C 語(yǔ)言開發(fā)入門指導(dǎo).：清華大學(xué)，03.5附錄 A 電子元器件明細(xì)表類型封裝型號(hào)數(shù)量備注瓷片電容RAD-0.110413瓷片電容RAD-0.1201瓷片電容RAD-0.1201瓷片電容RAD-0.11021電解電容RAD-0.1100uF1電解電容RAD-0.110uF1插針HDR1*22p3插針HDR1*33p2-. z插針HDR1*55p2插針HDR1*66p1蜂鳴器RB5-10.5有源 5V1三極管HDR1*380501三極管HDR1*385501電位器RP

30、310K1電位器RP320K1電阻A*IAL-0.41K3電阻A*IAL-0.410K4電阻A*IAL-0.42002電阻A*IAL-0.44.7K2電阻A*IAL-0.41002電阻A*IAL-0.4100K1液晶模塊HDR*21LCM2401281集成電路8P3LM358AP1集成電路40P6ATmega16L-8PI1集成電路HDR1*3TL431-1集成電路DIP-8DAC85321集成電路DIP-6ADS11101集成電路8P3OP07CP1晶振RAD-0.2*TAL1附錄 B 系統(tǒng)整體原理圖附錄 C 局部程序清單/*=*/*大液晶顯示*/*8M 晶振*/*包含了測(cè)試程序,和到圖形顯

31、示程序*/*=*/*includeiom16v.h*includemacros.h*includemath.h*includeyejing.h*includewuguan.h*includeE*ternal.h*includeplay.h*define uchar unsigned char*define uint unsigned int*define ulong unsigned long*pragma interrupt_handler jieshou:12/*=*/*數(shù)據(jù)定義區(qū)間*/*=*/uchar data_shou10,data_js=0,data_jie;const uchar

32、 *ianshi1=主菜單;const uchar *ianshi2=目標(biāo)參數(shù)設(shè)定;const uchar *ianshi3=顯示運(yùn)行模式;const uchar *ianshi4=校準(zhǔn)值設(shè)定;const uchar *ianshi5=報(bào)警溫度上線:;const uchar *ianshi6=;const uchar *ianshi7=報(bào)警溫度下線:;const uchar *ianshi8=上線:;const uchar *ianshi9=下線:;const uchar *ianshi10=實(shí)測(cè):;const uchar *ianshi11=存儲(chǔ)量:;const uchar *ianshi12=個(gè);const uchar *ianshi17=校準(zhǔn)值數(shù)值:;-. zconst uchar *ianshi18=校準(zhǔn) 1:;const uchar *ianshi19=校準(zhǔn) 2:;const uchar *ianshi20=校準(zhǔn) 3:;/*/*接收中斷函數(shù)*/*void