基于单片机的电子声音报温温度计_论文(编辑修改稿)

基于单片机的电子声音报温温度计_论文(编辑修改稿)内容摘要：

输入端口。 此时，被外部拉低的 P3 口将用上拉电阻输出电流（ IIL）。 P3口除了作为一般的 I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能。 P3口还接收一些用于 Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信 号。 （ 5） RST 复位输入。 当振荡器工作时， RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 （ 6） ALE/PROG 当访问外部程序存储器或数据存储器时， ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低 8 位字节。 一般情况下， ALE 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。 要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。 对 Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（ PROG）。 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（ SFR）区中的 8EH 单元的 D0 位置 位，可禁止 ALE操作。 该位置位后，只有一条 MOVX 和 MOVC 指令才能将 ALE 激活。 此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置 ALE 禁止位无效。 （ 7） PSEN 程序储存允许（ PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当 AT89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次 PSEN 有效，即输出两个脉冲。 在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次 PSEN 信号。 （ 8） EA/VPP 外部访问允许。 欲使 CPU 仅访问外部程序存储器（地址为 0000H— FFFFH）， EA 端必须保持低电平（接地）。 需注意的是：如果加密位 LB1 被编程，复位时内部会锁存 EA 端状态。 如 EA 端为高电平（接 VCC端）， CPU 则执行内部程序存储器中的指令。 Flash 存储器编程时，该引脚加上 +12V 的编程允许电源 VPP，当然这必须是该器件是使用 12V 编程电压 VPP。 （ 9） XTAL1 振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 （ 10） XTAL2 振荡器反相放大器的输出端。 NV035A 语音芯片 电压： 静态电流： 2uA 声音驱动方式： PWM 直接驱动 8 欧 喇叭（所有的都可以，只是声音大 小差别） 语音内容： 使用说明：语音芯片可以通过单片机等其他控制设备，任意组合上面的数字，从而到达语音播报时间、星期、年、月、日、温度、湿度等。 例如：今天是 2020 年 3 月 17 日现在北京时间是 21 点 28 分30 秒。 语音芯片是特定的固定标准模块，可以通过单片机最少一个 IO 口控制多达 32 段声音任意调用和组合的语音标准芯片。 通常最常用的控制方式是采用了模拟串行的控制方式（ 3 个 IO）。 如需要播放第几个地址的内容就发送几个脉冲，可以快速的控制多达 32 段地址的任意组合。 单片机控制语音芯片电路图： 控制原理说明：此控制方式是采用了模拟串行的控制方式。 如需要播放第几个地址的内容就发送几个脉冲（大于 即可，建议采用 1ms 左右，下同）的原理，可以快速的控制多达 32 段地址的任意组合。 模拟串行工作时各 IO 的作用： BUSY：芯片工作时（播放声音），输出低电平，停止工作或者待机是，保持高电平； DATA：接受控制脉冲的脚位。 收到几个脉冲，就播放第几个地址的内容； RST：任何时候，收到高电平，都可以使芯片的播放指针归零（就是是 DATA的脚位恢复到初始状态 ），同时即刻使芯片停止，进入待机状态； 工作示例： 例如现在需要播放第十段声音。 单片机控制原理是：先发送一个复位脉冲到 RST 脚，接着发送 10个脉冲到 DATA 脚。 芯片即刻工作，播放第十段的声音；如果需要播放第五段的声音，则是：先发送一个复位脉冲到 RST 脚，接着发送 5 个脉冲到 DATA脚。 芯片即刻工作，播放第 5 段的声音； 例如需要连续播放第十段和第五段声音：先发送一个复位脉冲到 RST 脚，接着发送 10 个脉冲到DATA脚。 芯片即刻工作，播放第十段的声音，同时单片机判断语音芯片的 BUSY是否是高电平，如果不 是则一直等待，如果是高电平，则发送一个复位脉冲到 RST 脚，接着发送 5 个脉冲到 DATA 脚。 芯片即刻工作，播放第 5 段的声音 .依此类推。 简单测试：很多使用者初次使用时候，没有完全了解工作原理或者连接不当，导致在系统上面调试很长时间，以至于怀疑芯片的稳定性，现在提供最简单的测试方式，以便了解其工作原理。 同时也大大提供初次调试的成功率。 温度传感器的选择 DS18B20温度传感器是美国 DALLAS公司 推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比 ， 它能直接读出被测温度，并且 具有耐磨耐碰，体 积小，使用方便，封装形式多样 等特点 ，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。 DS18B20 的主要特性 （ 1） 适应电压范围更宽，电压范围： ～ ，在寄生电源方式下可由数据线供电 ； （ 2） 独特的单线接口方式， DS18B20 在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯 ； （ 3） DS18B20 支持多点组网功能，多个 DS18B20 可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温 ； （ 4） DS18B20 在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管 的集成电路内 ； （ 5） 温范围－ 55℃ ～＋ 125℃ ，在 10～ +85℃ 时精度为 177。 ℃ ； （ 6） 可编程的分辨率为 9～ 12位，对应的可分辨温度分别为 ℃ 、 ℃ 、 ℃ 和℃ ，可实现高精度测温 ； （ 7） 在 9位分辨率时最多在 内把温度转换为数字， 12位分辨率时最多在 750ms内把温度值转换为数字，速度更快 ； （ 8） 测量结果直接输出数字温度信号，以 “ 一线总线 ” 串行传送给 CPU，同时可传送 CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力 ； （ 9） 负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧 毁，但不能正常工作。 DS18B20 的实物图 如图 图 DS18B20 实物图 DS18B20 使用中注意事项 DS18B20 虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际应用中也应注意以下几方面的问题： （ 1） 较小的硬件开销需要相对复杂的 软件 进行补偿，由于 DS18B20 与微处理器间采用串行数据传送，因此 ，在对 DS18B20 进行读写编程时，必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果。 在使用 PL/M、 C 等高级语言进行系统程序设计时，对 DS18B20操作部分最好采用汇编语言实现。 （ 2） 在 DS18B20 的有关资料中均未提及单总线上所挂 DS18B20 数量问题，容易使人误认为可以挂任意多个 DS18B20，在实际应用中并非如此。 当单总线上所挂 DS18B20 超过8个时，就需要解决微处理器的总线驱动问题，这一点在进行多点测温系统设计时 要加以注意。 （ 3） 连接 DS18B20 的总线电缆是有长度限制的。 试验中，当采用普通信号 电缆传输长度超过 50m 时，读取的 测温数据将发生错误。 当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离可达 150m，当采用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时，正 常通讯距离进一步加长。 这种情况主要是由总线分布电容使信号波形产生畸变造成的。 因此，在用DS18B20 进行长距离测温系统设计时要充分考 虑总线分布电容和阻抗匹配问题。 （ 4） 在 DS18B20 测温程序设计中，向 DS18B20 发出温度转换命令后，程序总要等待DS1820 的返回信号，一旦 某个 DS18B20 接触不好或断线，当程序读该 DS18B20 时，将 没有返回信号，程序进入死循环。 这一点在进行 DS18B20硬件连接和软件设计时也要给予 一定的重视。 测温电缆线建议采用屏蔽 4 芯双绞线，其中一对线接地线与信号线，另一组接 VCC 和地线，屏蔽层在源端单点接地。 温度检测电路 DS18B20 最大的特点是单总线数据传输方式， DS18B20 的数据 I/O 均由同一条线来完成。 DS18B20 的电源供电方式有 2种：外部供电方式和寄生电源方式。 工作于寄生电源方式时， VDD 和 GND 均接地 ,他在需要远程温度探测和空间受限的场合特别有用，原理是当 1Wire 总线的信号 线 DQ 为高电平时，窃取信号能量给 DS18B20 供电，同时一部分能量给内部电容充电，当 DQ为低电平时释放能量为 DS18B20 供电。 但寄生电源方式需要强上拉电路，软件控制变得复杂 (特别是在完成温度转换和拷贝数据到 E2PROM 时 )，同时芯片的性能也有所降低。 因此，在条件允许的场合，尽量采用外供电方式。 无论是内部寄生电源还是外部供电， I/O 口线要接 5KΩ 左右的上拉电。 在这里采用前者方式供电。 外部电源供电方式是 DS18B20 最佳的工作方式，工作稳定可靠，抗干扰能力强，而且电路也比较简单，可以开发出稳定可靠的多点温度 监控系统。 在开发中使用外部电源供电方式，毕竟比寄生电源方式只多接一根 VCC引线。 在外接电源方式下，可以充分发挥 DS18B20宽电源电压范围的优点，即使电源电压 VCC 降到 3V 时，依然能够保证温度量精度。 由于 DS18B20 只有一根数据线，因此它和主机（单片机）通信是需要串行通信，而AT89C52 有两个串行端口，所以可以不用软件来模拟实现。 经过单线接口访问 DS18B20 必须遵循如下协议：初始化、 ROM 操作命令、存储器操作命令和控制操作。 要使传感器工作，一切处理均严格按照时序。 复位电路 如图 所示。 上电复位用 RC电路，电容用 10uF，电阻用 10K。 根据 DS18B20 的通讯协议，主机（单片机）控制 DS18B20 完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对 DS18B20 进行复位操作，复位成功后发送一条 ROM 指令，最后发送 RAM 指令，这样才能对 DS18B20 进行预定的操作。 复位要求主 CPU 将数据线下拉 500微秒，然后释放，当 DS18B20 收到信号后等待 16～ 60 微秒左右，后发出 60～ 240 微秒的存在低脉冲，主 CPU 收到此信号表示复位。