基于61單片機(jī)的溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　本 科 畢 業(yè)（設(shè)計(jì)）論 文</p><p><b>　?。ǘ稹鸢?屆）</b></p><p>　　題 目： 基于61單片機(jī)的溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　分院系部： </p><p>　　專 業(yè)： 　　　　 電子信息工

2、程 　　 　　　 </p><p>　　姓 名： 　 </p><p>　　導(dǎo)師姓名： 　 </p><p>　　導(dǎo)師職稱： </p><p>　　二○

3、○八 年 六 月</p><p>　　基于61單片機(jī)的的溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。ǎ?lt;/b></p><p>　　摘 要：隨著微處理器和大規(guī)模集成電路的發(fā)展及其在測(cè)試技術(shù)方面的廣泛應(yīng)用，儀器設(shè)備的智能化已成為自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展方向。數(shù)據(jù)采集與溫度檢測(cè)的自動(dòng)化將取代傳統(tǒng)的方法。</p><p>　　本文

4、采用16位單片機(jī)SPCE061A為微處理器，制作了溫度采集器。該設(shè)計(jì)的采集精度為0.001℃，采集范圍受制于傳感器的測(cè)溫范圍，傳感器的測(cè)溫范圍為-55℃——+150℃；操作方便、簡(jiǎn)單。系統(tǒng)采用電流型溫度傳感器AD590和集成運(yùn)放OP07設(shè)計(jì)了溫度采集模塊，采用揚(yáng)聲器或者是液晶顯示器SPLC501作為顯示采集結(jié)果的顯示模塊，本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集和播報(bào)，經(jīng)過生產(chǎn)加工將成為日常生活中的比溫度計(jì)更有趣的檢測(cè)溫度的器件，在生產(chǎn)時(shí)可在里面加入不

5、同的音樂以增加此器件的趣味性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：SPCE061A，溫度采集，液晶顯示，語音播報(bào)</p><p>　　Temperator Acquisition System Design based on the 61 SCM</p><p>　　RongRong Bai</p><p>　　(Dept. of Computer

6、 and Information Science, Southwest Forestry College, Kunming, Yunan, 650224, China)</p><p>　　Abstract: With microprocessors and large-scale integrated circuits in the development and testing the wider use o

7、f technology, equipment has become the intelligent automation technology development direction. Temperature data acquisition and testing of automation will replace traditional methods.</p><p>　　In this paper

8、, a 16-bit microcontrollers SPCE061A for microprocessors, produced a temperature of the collector. The design of the collection for the accuracy of 0.001 ℃, the scope of acquisition subject to the temperature of the sens

9、or, the temperature sensor range of -55 ℃ - +150 ℃; easy to operate, simple. Current systems use temperature sensors and integrated transport AD590-OP07 design temperature acquisition module, using loudspeakers or LCD di

10、splay SPLC501 as a result of the acquisition mo</p><p>　　Key words: SPCE061A, Temperature, LCD, Voice broadcast</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1前言1</b>&l

11、t;/p><p>　　1.1國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2本文的主要研究?jī)?nèi)容2</p><p>　　2系統(tǒng)的組成及工作原理3</p><p>　　2.1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求及技術(shù)指標(biāo)3</p><p>　　2.2系統(tǒng)功能分析3</p><p>　　2.3系統(tǒng)組成框圖3

12、</p><p>　　3系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1方案論證和比較5</p><p>　　3.1.1單片機(jī)選擇5</p><p>　　A.SPCE061A單片機(jī)簡(jiǎn)介5</p><p>　　3.1.2溫度數(shù)據(jù)采集模塊7</p><p>　　3.1.3A/D

13、轉(zhuǎn)換部分8</p><p>　　3.1.4數(shù)字顯示部分9</p><p>　　3.2溫度采集電路10</p><p>　　3.2.1溫度采集電路工作原理10</p><p>　　3.2.2AD590電流輸出型集成溫度傳感器11</p><p>　　3.3微處理器MCU15</p>&

14、lt;p>　　3.4模/數(shù)轉(zhuǎn)換ADC17</p><p>　　3.5LCD顯示電路設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.6電源電路21</p><p>　　4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.1語言的選擇23</p><p>　　4.2設(shè)計(jì)總體框圖23</p><p

15、>　　4.3系統(tǒng)子程序的設(shè)計(jì)28</p><p>　　4.3.1A/D轉(zhuǎn)換子程序28</p><p>　　4.3.2語音播放子程序28</p><p><b>　　5結(jié)論30</b></p><p>　　5.1實(shí)現(xiàn)功能30</p><p>　　5.2不完善之處30&l

16、t;/p><p>　　5.3改進(jìn)意見30</p><p>　　5.4心得體會(huì)31</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)32</b></p><p>　　指導(dǎo)教師簡(jiǎn)介錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　致 謝34</b></p><p

17、><b>　　附 錄34</b></p><p><b>　　前言</b></p><p><b>　　國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代生活水平的提高，自動(dòng)化技術(shù)也在不斷發(fā)展，與此同時(shí)，電子技術(shù)與自動(dòng)化控制理論也緊密結(jié)合，此時(shí)我們可以把嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖詣?dòng)化科學(xué)領(lǐng)域和現(xiàn)代化生活有效

18、的結(jié)合起來，讓現(xiàn)代化生活更有趣，該系統(tǒng)的語音功能就突出了這一特點(diǎn)。</p><p>　　設(shè)計(jì)的目的和意義：本設(shè)計(jì)應(yīng)用性比較強(qiáng)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以作為溫度監(jiān)控系統(tǒng)，如果稍微改裝可以作熱水器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室溫度監(jiān)控系統(tǒng)等諸多溫度采集系統(tǒng)。課題主要任務(wù)是完成環(huán)境溫度檢測(cè)，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)并且顯示溫度數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)具有操作方便，控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　隨著“信息時(shí)代”的到來，

19、作為獲取信息的手段，傳感器技術(shù)得到了顯著的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，對(duì)其要求越來越高，需求越來越迫切。傳感器技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。因此，了解并掌握各類傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特性是非常重要的。</p><p>　　為了提高對(duì)傳感器的認(rèn)識(shí)和了解，尤其是對(duì)溫度傳感器的深入研究以及其用法與用途，基于實(shí)用、廣泛和典型的原則而設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)。本文利用單片機(jī)結(jié)合傳感器技術(shù)而開發(fā)設(shè)計(jì)了這一溫

20、度監(jiān)控系統(tǒng)。文中傳感器理論和單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，詳細(xì)地講述了利用熱電阻作為溫度傳感器探測(cè)環(huán)境溫度的過程，以及實(shí)現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換的原理過程。</p><p>　　單片機(jī)是將微處理器、存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、I/O接口電路等集成在一個(gè)芯片上的大規(guī)模集成電路，本身即是一個(gè)小型化的微機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)技術(shù)與傳感器測(cè)量技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)分析技術(shù)、電路設(shè)計(jì)技術(shù)、可編程邏輯應(yīng)用技術(shù)、微機(jī)接口技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、

21、匯編語言程序設(shè)計(jì)、高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)、軟件工程、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)字信號(hào)處理、自動(dòng)控制、誤差分析、儀器儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝等的結(jié)合，使得單片機(jī)的應(yīng)用非常廣泛。同時(shí)，單片機(jī)具有較強(qiáng)的管理功能。采用單片機(jī)對(duì)整個(gè)測(cè)量電路進(jìn)行管理和控制，使得整個(gè)系統(tǒng)智能化、功耗低、使用電子元件較少、內(nèi)部配線少、成本低，制造、安裝、調(diào)試及維修方便。</p><p>　　國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和在控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，以及設(shè)備向

22、小型化、智能化發(fā)展，作為高新技術(shù)之一的單片機(jī)以其體積小、功能強(qiáng)、價(jià)格低廉、使用靈活等優(yōu)勢(shì)，顯示出了很強(qiáng)的生命力。進(jìn)入21世紀(jì)以來，開發(fā)推出單片機(jī)的公司很多，各種高性能單片機(jī)芯片市場(chǎng)也異?；钴S，新技術(shù)的不斷采用，更加使單片機(jī)的種類、性能以及應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大和提高。臺(tái)灣凌陽科技公司最近推出了一種新型16位單片機(jī)SPCE061A。該單片機(jī)的問世，使得16位單片機(jī)的科技含量及應(yīng)用躍上一個(gè)新的臺(tái)階。</p><p>　　單

23、片機(jī)在國(guó)內(nèi)的三大領(lǐng)域中應(yīng)用得十分廣泛：第一是家用電器業(yè)，例如全自動(dòng)洗衣機(jī)、智能玩具；第二是通訊業(yè)，包括電話、手機(jī)和BP機(jī)等等；第三是儀器儀表和計(jì)算機(jī)外設(shè)制造，例如軟盤、硬盤、收銀機(jī)、電表。除了上述傳統(tǒng)領(lǐng)域外，汽車、電子工業(yè)在國(guó)外也是單片機(jī)應(yīng)用十分廣泛的一個(gè)領(lǐng)域。它成本低、集成度高、功耗低、控制功能多，能靈活的組裝成各種智能控制裝置，由它構(gòu)成的智能儀表解決了長(zhǎng)期以來測(cè)量?jī)x器中的誤差的修正、線性處理等問題。</p><p

24、>　　自從1976年Intel公司推出第一批單片機(jī)以來，80年代單片機(jī)技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，近年來，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)繼續(xù)朝快速、高性能方向發(fā)展，從4位、8位單片機(jī)發(fā)展到16位、32位單片機(jī)。單片機(jī)主要用于控制，它的應(yīng)用領(lǐng)域遍及各行各業(yè)，大到航天飛機(jī)，小至日常生活中的冰箱、彩電，單片機(jī)都可以大顯其能。</p><p><b>　　本文的主要研究?jī)?nèi)容</b></p&g

25、t;<p>　　本系統(tǒng)研發(fā)主要包括了系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。硬件的設(shè)計(jì)主要包括了各個(gè)功能模塊的方案論證和電路設(shè)計(jì)，PCB板設(shè)計(jì)和制作，各模塊的硬件電路調(diào)試和總體調(diào)試。軟件的設(shè)計(jì)主要包括主程序，LCD顯示，溫度采集、語音播報(bào)等子程序編制。</p><p>　　本系統(tǒng)針對(duì)的是-50℃——+150℃的測(cè)溫范圍，溫度顯示精度為0.001℃；根據(jù)此項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，硬件設(shè)計(jì)工作主要包括了：掌握溫度傳感器、LCD液

26、晶顯示屏幕、放大器等器件的工作原理，并由此設(shè)計(jì)具體的硬件電路；在軟件方面則是利用單片機(jī)組成控溫系統(tǒng)，編程實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)采集及實(shí)現(xiàn)顯示的功能。本系統(tǒng)以SPCE061A單片機(jī)為微處理器，利用傳感器與單片機(jī)組成測(cè)溫系統(tǒng)，檢測(cè)當(dāng)前溫度并通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并通過揚(yáng)聲器播報(bào)溫度，或通過LCD液晶顯示。</p><p>　　系統(tǒng)的組成及工作原理</p><p>　　系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

27、要求及技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所研制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)：</p><p>　　1.該系統(tǒng)需要自動(dòng)對(duì)溫度進(jìn)行采集，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示；</p><p>　　2.數(shù)據(jù)的采集精度要求為0.001℃；</p><p>　　3.控溫范圍為-55℃——+150℃；</p><p><b>　

28、　系統(tǒng)功能分析</b></p><p>　　根據(jù)研制系統(tǒng)的要求和技術(shù)指標(biāo)，在分析整個(gè)系統(tǒng)的組成的基礎(chǔ)上，采用了單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制核心，主要實(shí)現(xiàn)有兩個(gè)基本功能，一是對(duì)溫度數(shù)據(jù)的采集，另一個(gè)是對(duì)采集到的溫度值的顯示。</p><p>　　在實(shí)現(xiàn)第一個(gè)功能時(shí)，通過溫度傳感器AD590采集溫度模擬信號(hào)，經(jīng)過OP07放大后進(jìn)而由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。</p><

29、;p>　　實(shí)現(xiàn)第二個(gè)功能主要是通過單片機(jī)將轉(zhuǎn)換出的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過揚(yáng)聲器播報(bào)出來。</p><p><b>　　系統(tǒng)組成框圖</b></p><p>　　根據(jù)上文所述的各個(gè)功能模塊，系統(tǒng)硬件組成分為以下幾個(gè)部分：控制核心部分、溫度數(shù)據(jù)采集部分、顯示部分。其中溫度數(shù)據(jù)采集部分又包括有信號(hào)前端的采集、信號(hào)放大和信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換三個(gè)方面，其中61單片機(jī)自帶了10路A/D轉(zhuǎn)換通

30、道，所以這里可以省去信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。</p><p>　　系統(tǒng)原理框圖如圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)組成框圖</p><p>　　通過系統(tǒng)組成框圖可以看出系統(tǒng)的各個(gè)模塊及其模塊間的關(guān)系。按照本課題的設(shè)計(jì)要求分析組成框圖：?jiǎn)?dòng)系統(tǒng)后，首先由溫度傳感器AD590采集數(shù)據(jù)，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后，由61單片機(jī)送到揚(yáng)聲器播報(bào)結(jié)果。</p><

31、p>　　其中61單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的MCU，溫度數(shù)據(jù)采集可實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)的基本功能之一，同時(shí)揚(yáng)聲器連接并實(shí)現(xiàn)了采集部分的直觀化。</p><p><b>　　系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于控制過程中各項(xiàng)功能是由幾個(gè)基本的電路實(shí)現(xiàn)的，即采樣電路、放大電路、顯示電路組成。所以在綜合考慮了本設(shè)計(jì)的基本要求及系統(tǒng)各項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)情況后，在一些具體模塊中提

32、出幾個(gè)對(duì)比參考方案和功能進(jìn)行討論，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的合理化，最小成本化和實(shí)用化。</p><p><b>　　方案論證和比較</b></p><p><b>　　單片機(jī)選擇</b></p><p>　　智能化儀器儀表中單片機(jī)的選擇原則：</p><p><b>　　1.字長(zhǎng)與速度；</b&

33、gt;</p><p>　　2.單片機(jī)的功能與內(nèi)部資源；</p><p>　　3.開發(fā)工具和技術(shù)支持狀況；</p><p><b>　　4.性能價(jià)格比；</b></p><p>　　利用凌陽已有的液晶顯示模組和SPCE061A板本身強(qiáng)大的語音播報(bào)功能，并配有K9F1208外部存儲(chǔ)器，聲貌并重不僅可以實(shí)現(xiàn)，也可以利用軟件擦

34、除存儲(chǔ)器來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)，更重要的是，它的價(jià)格將會(huì)永遠(yuǎn)低于3080元。</p><p>　　SPCE061A單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　SPCE061A是凌陽科技開發(fā)的采用μ'nSP內(nèi)核的16位結(jié)構(gòu)的微控制器，SPCE061A里內(nèi)嵌32K字的閃存FLASH ROM。較高的處理速度使μ'nSP能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)。因此，以μ'nSP為核心的SPC

35、E061A微控制器也適用于數(shù)字語音識(shí)別應(yīng)用領(lǐng)域。 </p><p>　　SPCE061A在2.6V～3.6V工作電壓范圍內(nèi)的工作速度范圍為0.32MHz～49.152MHz，較高的工作速度使其應(yīng)用領(lǐng)域更加拓寬。2K字SRAM和32K字閃存ROM僅占一頁存儲(chǔ)空間，32位可編程的多功能I/O端口；兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；32768Hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘；低電壓復(fù)位/監(jiān)測(cè)功能；8通道10位模-數(shù)轉(zhuǎn)換輸入功能并具有內(nèi)置自動(dòng)增益控

36、制功能的麥克風(fēng)輸入方式；雙通道10位DAC方式的音頻輸出功能……。SPCE061A是數(shù)字聲音和語音識(shí)別產(chǎn)品的一種最經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用。主要性能如下：</p><p>　　■16位m’nSP微處理器；</p><p>　　■工作電壓：VDD為2.4~3.6V(cpu), VDDH為2.4~5.5V(I/O)；</p><p>　　■CPU時(shí)鐘：32768Hz~49.152MH

37、z ；</p><p>　　■內(nèi)置2K字SRAM、內(nèi)置32K FLASH；</p><p><b>　　■可編程音頻處理；</b></p><p>　　■32位通用可編程輸入/輸出端口；</p><p>　　■32768Hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘，鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)；</p><p>　　■2個(gè)

38、16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值)；</p><p>　　■2個(gè)10位DAC(數(shù)-模轉(zhuǎn)換)輸出通道；</p><p>　　■7通道10位電壓模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道語音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器；</p><p>　　■聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器自動(dòng)增益控制(AGC)功能；</p><p>　　■系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時(shí)鐘

39、處于停止?fàn)顟B(tài))耗電小于2mA@3.6V；</p><p>　　■14個(gè)中斷源：定時(shí)器A / B，2個(gè)外部時(shí)鐘源輸入，時(shí)基，鍵喚醒等； </p><p>　　■具備觸鍵喚醒的功能；</p><p>　　■使用凌陽音頻編碼SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容納210秒的語音數(shù)據(jù)；</p><p>　　■具備異步、同步串行設(shè)備接

40、口；</p><p>　　■具有低電壓復(fù)位(LVR)功能和低電壓監(jiān)測(cè)(LVD)功能；</p><p>　　■內(nèi)置在線仿真電路接口ICE（In- Circuit Emulator）；</p><p><b>　　■具有保密能力；</b></p><p>　　■具有WatchDog功能（由具體型號(hào)決定）</p>

41、<p>　　其外圍電路如圖3.1所示：</p><p>　　圖3.1 SPCE061A外圍電路</p><p>　　其具體管腳說明，在后面有介紹。</p><p><b>　　溫度數(shù)據(jù)采集模塊</b></p><p>　　從系統(tǒng)要求分析，要求對(duì)溫度和與溫度有關(guān)的參量進(jìn)行檢測(cè)，應(yīng)該考慮用熱電阻傳感器。按照熱電阻

42、的性質(zhì)可以分為半導(dǎo)體熱電阻和金屬熱電阻兩大類，前者通常稱為熱敏電阻，后者稱為熱電阻。</p><p>　　方案1：采用熱敏電阻，這種電阻是利用對(duì)溫度敏感的半導(dǎo)體材料制成，其阻值隨溫度變化有明顯的改變。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器通常是由錳、鈷的氧化物燒制成半導(dǎo)體陶瓷制成，其特點(diǎn)是，在工作溫度范圍內(nèi)電阻阻值隨溫度的升高而降低?？蓾M足40℃——90℃測(cè)量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，不適用于檢測(cè)小于1℃的信號(hào)；而

43、且線性度很差，不能直接用于A/D轉(zhuǎn)換，應(yīng)該用軟件或硬件對(duì)其進(jìn)行線性度補(bǔ)償。</p><p>　　方案2：采用溫度傳感器鉑電阻pt1000.鉑熱電阻的物理化學(xué)性能在高溫和氧化性介質(zhì)中很穩(wěn)定，它能用作工業(yè)測(cè)溫原件，且此原件線性較好。在0℃——100℃時(shí)，最大非線性偏差小于0.5℃。鉑電阻與溫度的關(guān)系是：</p><p>　　Rt=R0(1+At+Bt×t)

44、 （3-1）</p><p>　　其中Rt是溫度為t攝氏度時(shí)的電阻，R0是溫度為0攝氏度時(shí)的電阻，t為任意溫度值，A、B為溫度系數(shù)。但其成本太貴，不適合做普通設(shè)計(jì)。</p><p>　　方案3：采用集成溫度傳感器，如常用的AD590和LM35。AD590是電流型溫度傳感器。這種器件以電流作為輸出量指示溫度，其典型的電流溫度靈敏度是1uA/K。它是二端器件，使用非常方便，作為一

45、種高阻電流源，它不需要嚴(yán)格考慮傳輸線上的電壓信號(hào)損失和噪聲干擾問題，因此特別適合作為遠(yuǎn)距離測(cè)量或控制用。另外，AD590也特別適用于多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)，而不必考慮選擇開關(guān)或CMOS多路轉(zhuǎn)換開關(guān)所引起的附加電阻造成的誤差。由于采用了一種獨(dú)特的電路結(jié)構(gòu)，并利用最新的薄膜電阻激光微調(diào)計(jì)數(shù)校準(zhǔn)，使得AD590具有很高的精度。并且應(yīng)用電路簡(jiǎn)單，便于設(shè)計(jì)。</p><p>　　方案選擇：選擇方案3。理由：電路簡(jiǎn)單穩(wěn)定可靠、無需

46、調(diào)試，與A/D連接方便。</p><p><b>　　A/D轉(zhuǎn)換部分</b></p><p>　　模數(shù)轉(zhuǎn)換器是一種將連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字量的一種電路或器件。模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)一般需要經(jīng)過采樣保持和量化編碼兩個(gè)過程。針對(duì)不同的采樣對(duì)象，有不同的A/D轉(zhuǎn)換器（ADC）可供選擇，其中有通用的也有專用的。有些ADC還包含有其他功能，在選擇ADC器件時(shí)需要考慮多種因

47、素，除了關(guān)鍵參數(shù)、分辨率和轉(zhuǎn)換速度以外，還應(yīng)考慮其他因素，如靜態(tài)與動(dòng)態(tài)精度、數(shù)據(jù)接口類型、控制接口與定時(shí)、采樣保持性能、基本要求、校準(zhǔn)能力、通道數(shù)量、功耗、使用環(huán)境要求、封裝形式以及與軟件有關(guān)的問題。ADC按功能劃分，可以分為直接轉(zhuǎn)換和非直接轉(zhuǎn)換兩大類，其中非直接轉(zhuǎn)換又有逐次分級(jí)轉(zhuǎn)換、積分式轉(zhuǎn)換等類型。</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換器在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，除了要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)牟蓸?保持電路、基準(zhǔn)電路和多路模擬開關(guān)等電路外，

48、還應(yīng)根據(jù)實(shí)際選擇的具體芯片進(jìn)行輸入模擬信號(hào)極性轉(zhuǎn)換等設(shè)計(jì)。</p><p>　　方案1：采用分級(jí)式轉(zhuǎn)換器，這種轉(zhuǎn)換采用兩步或多步進(jìn)行分辨率的閃爍式轉(zhuǎn)換，進(jìn)而快速地完成“模擬-數(shù)字”信號(hào)的轉(zhuǎn)換，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)較高的分辨率。例如,在利用兩步分級(jí)完成N位轉(zhuǎn)換的過程中，首先完成M位的粗轉(zhuǎn)換，然后使用精度至少為M位的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）將此結(jié)果轉(zhuǎn)換達(dá)到1/2的精度并且與輸入信號(hào)比較。對(duì)此信號(hào)用一個(gè)K位轉(zhuǎn)換器（K+MN）轉(zhuǎn)換

49、，最后將兩個(gè)輸出結(jié)果合并。</p><p>　　方案2：采用雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器，如ICL7135等。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換精度高，但是轉(zhuǎn)換速度不太快，若用于溫度測(cè)量，不能及時(shí)地反映當(dāng)前的溫度值，而且多數(shù)雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器其輸出端都不是二進(jìn)制碼，而是直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的。所以，若直接將其輸出端接I/O接口會(huì)給軟件設(shè)計(jì)帶來極大的不方便。</p><p>　　方案3：采用逐次逼近式轉(zhuǎn)換器，對(duì)于

50、這種轉(zhuǎn)換方式，通常是用一個(gè)比較器輸入信號(hào)與作為基準(zhǔn)的N位DAC輸出進(jìn)行比較，并執(zhí)行N次1位轉(zhuǎn)換。這種方法類似于天平上用二進(jìn)制砝碼稱量物質(zhì)。采用逐次逼近寄存器，輸入信號(hào)僅與最高位（MSB）比較，確定DAC的最高位（DAC滿量程的一半）。確定后結(jié)果（0或1）被鎖存，同時(shí)加到DAC上，以決定DAC的輸出（0或1/2）。</p><p>　　逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，如ADC0809、AD574等，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速度快，精度

51、也比較高，輸出為二進(jìn)制碼，直接接I/O口，軟件設(shè)計(jì)方便。ADC0809芯片內(nèi)包含8位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、8通道多路轉(zhuǎn)換器微控制器兼容的控制邏輯。8通道多路轉(zhuǎn)換器能直接連同8個(gè)單端輸入信號(hào)中的任何一個(gè)。由于ADC0809設(shè)計(jì)時(shí)考慮到若干種模/數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，所以該芯片非常適合于過程控制、微控制器輸入通道的結(jié)合口電路、只能儀器和機(jī)床控制等應(yīng)用場(chǎng)合，并且價(jià)格低廉，降低設(shè)計(jì)成本。</p><p>　　方案選擇：選擇方案3。理

52、由：用61單片機(jī)采樣速度快，配合溫度傳感應(yīng)用方便，成本低，在SPCE061A芯片內(nèi)部的ADC內(nèi)，由DAC0和逐次逼近式寄存器SAR組成逐次逼近式模-數(shù)轉(zhuǎn)換器。</p><p><b>　　數(shù)字顯示部分</b></p><p>　　在實(shí)際應(yīng)用種由很多顯示器件，常用顯示器件有LED數(shù)碼管顯示器，CRT顯示器以及LCD液晶顯示器等。根據(jù)本課題的實(shí)際顯示需要，設(shè)計(jì)了一些開機(jī)界

53、面，這就需要顯示器件進(jìn)行漢字和字符的顯示。據(jù)此，設(shè)計(jì)了三種方案：</p><p>　　方案一：常用的數(shù)碼管顯示器由八個(gè)發(fā)光二極管組成，其中七個(gè)發(fā)光二極管a~g控制七個(gè)筆畫（段）的亮或暗，另一個(gè)控制一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的亮和暗，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的形式有些失真，但控制簡(jiǎn)單，使用方便。如圖3.2所示：</p><p>　　圖3.2 數(shù)碼管顯示器</p><p

54、>　　方案二：還有一種點(diǎn)陣式的發(fā)光顯示器，發(fā)光二極管排成一個(gè)N×M（例如5×7）的矩陣，一個(gè)發(fā)光二極管控制點(diǎn)陣中的一個(gè)點(diǎn)，這種顯示器顯示的字形逼真，能顯示的字符比較多，但控制比較復(fù)雜。</p><p>　　方案三：液晶顯示器（Liquid Crystal Display,LCD）已被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、電視及智能儀表中，它的主要優(yōu)點(diǎn)是功耗低、控制電壓低、集成電路容易控制。它的工作原理如下：

55、在兩個(gè)電極之間填充有機(jī)大分子物質(zhì)，在電勢(shì)作用下有機(jī)大分子排列有序，可以透光；在無電場(chǎng)作用的情況下，有機(jī)大分子無序排列，不能透光，對(duì)光線有全反射作用。透光部分人眼看到的效果是黑色，而全反射部分人眼看到的效果是白色。當(dāng)有機(jī)大分子包含一定顏色的大分子時(shí)，加不同電平時(shí)對(duì)不同顏色的光有不同的反射作用。液晶顯示器具有液體的流動(dòng)性和晶體的某些光學(xué)特性，它本身不發(fā)光，而指示調(diào)制環(huán)境光，越是亮的地方顯示越清晰，黑暗中不能顯示。通過編程，可以清晰地顯示各種

56、字符和漢字。LCD顯示器的缺點(diǎn)也是明顯的：其一，由于有機(jī)大分子有一定的厚度，人眼從不同的角度觀察光線的反射效果是不一樣的；其二，有機(jī)大分子在紫外線照射下容易失效；其三，溫度高低對(duì)有機(jī)大分子也有明顯影響；其四，長(zhǎng)時(shí)間加一個(gè)恒定電壓時(shí)大分子也會(huì)分解失效。</p><p>　　因?yàn)榍皟煞N方案所選擇的顯示器屬于數(shù)碼管顯示，無法進(jìn)行漢字的顯示而只能作為字符的顯示器件。雖然液晶顯示器的編程較為復(fù)雜，并且有一些缺點(diǎn)，但是它可以

57、滿足提出的設(shè)計(jì)要求，直觀便捷的進(jìn)行操作編程和進(jìn)行多種漢字、字符的顯示，可以實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并具有良好的“人機(jī)對(duì)話”界面。通過對(duì)以上顯示器的比較，本次設(shè)計(jì)選擇了方案三：液晶顯示器。</p><p><b>　　溫度采集電路</b></p><p>　　溫度采集電路工作原理</p><p>　　溫度數(shù)據(jù)采集是整個(gè)系統(tǒng)的最重要也是最核心的部分

58、，采集到的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)經(jīng)過MCU處理后送LCD顯示。</p><p>　　在溫度采集電路中主要包括了采樣電路、放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路。其中采樣電路選用了AD590電流型集成溫度傳感器作為前端的溫度數(shù)據(jù)采集器件；在放大電路部分采用了OP07的電壓跟隨器和運(yùn)算放大器的典型接法，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的穩(wěn)定傳輸和放大。溫度數(shù)據(jù)采集電路如下圖3.3所示：</p><p>　　圖3.3 溫度數(shù)據(jù)采集電路<

59、/p><p>　　AD590電流輸出型集成溫度傳感器</p><p>　　基于集成溫度傳感器的線性好、精度適中、靈敏度高、使用方便等特點(diǎn)，本系統(tǒng)采用AD590系列溫度傳感器。AD590是AD公司利用PN結(jié)正向電流與溫度的關(guān)系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器。實(shí)際上，中國(guó)也開發(fā)出了同類型的產(chǎn)品SG590。這種器件在被測(cè)溫度一定時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)恒流源。該器件具有良好的線性和互換性，測(cè)量精度高，并具有消

60、除電源波動(dòng)的特性。即使電源在5V~15V之間變化，其電流只是在1uA一下作微小變化。</p><p>　　集成溫度傳感器實(shí)質(zhì)上時(shí)一種半導(dǎo)體集成電路，它時(shí)利用晶體管的b~e結(jié)壓降的不飽和值V與熱力學(xué)溫度T和通過發(fā)射極電流I的下述關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)：</p><p>　　V= 　 （3-2）</p><p>　　式中：K為

61、波爾茲常數(shù)；q為電子電荷絕對(duì)值。</p><p>　　AD590是電流型溫度傳感器，通過對(duì)電流的測(cè)量可得到所需要的溫度值。根據(jù)特性分檔，AD590的后綴以I、J、K、L、M表示。AD590L、AD590M一般用于精密溫度測(cè)量電路，其外形管腳圖如圖3.4所示：</p><p>　　圖3.4 AD590管腳圖</p><p><b>　　它的主要特性如下：&l

62、t;/b></p><p>　　1、流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即：mA/K式中： —流過器件（AD590）的電流，單位為mA； T—熱力學(xué)溫度，單位為K。</p><p>　　2、AD590的測(cè)溫范圍為-55℃～+150℃。</p><p>　　3、AD590的電源電壓范圍為4V～30V。電源電壓可在4V~6V范圍變化

63、，電流變化1mA，相當(dāng)于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。</p><p>　　4、輸出電阻為710MW。</p><p>　　5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差為±0.3℃。</p><p>　　由于AD590采集的輸出數(shù)據(jù)是

64、模擬量——電流，而且很小，不易測(cè)量，所以我們要將電流量轉(zhuǎn)換成電壓量，這樣有利于后面的放大及D/A轉(zhuǎn)換。我們改用一個(gè)固定電阻（100Ω）和一個(gè)電位器(950Ω)串接的方法，這樣可以通過調(diào)節(jié)電位器使得每路輸出電壓基本一致。如以0℃為參考值則應(yīng)使其電壓輸出為2.73V；如以25℃為參考值，則應(yīng)使其電壓輸出為2.98V。</p><p>　　如上所述，因?yàn)榱鬟^AD590的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻R1和電位器R2的電

65、阻之和為1KΩ時(shí)，輸出電壓V0隨溫度的變化為1mV/K。AD590測(cè)出的溫度、電壓、電流三者之間的計(jì)算關(guān)系為：</p><p>　　t=U-T （3-3）</p><p>　　其中t為攝氏溫度值，單位為℃，U為AD590測(cè)出的電壓值，單位為mV，T（273.15）為開爾文溫度，單位為K，U，I關(guān)系為：</p><p

66、>　　U=IR （3-4）</p><p>　　其中R=1KΩ，I的單位為uA，U的單位為mV。由此可得出與AD590有關(guān)的I、R、U、T（攝氏溫度）四者之間的關(guān)系圖如下圖3.5所示：</p><p>　　圖3.5-1 I、R、U、T關(guān)系圖</p><p>　　圖3.5-2 I、R、U、T關(guān)系圖<

67、/p><p>　　但由于AD590的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應(yīng)對(duì)電路進(jìn)行調(diào)整。其調(diào)整方法如下：</p><p>　　先將AD590置于冰水混合物中，調(diào)整可變電阻R1，直到輸出電壓為2.732V，然后將AD590置于室溫（25℃）下，調(diào)整可變電阻，直到輸出電壓為2.982V。但這樣調(diào)整只可保證在0℃或25℃附近有較高精度。其調(diào)整電路如下圖3.6所示：</p><p>

68、;　　圖3.6 AD590的調(diào)整電路</p><p><b>　　微處理器MCU</b></p><p>　　該系統(tǒng)的MCU采用凌陽開發(fā)的新型16位單片機(jī)SPCE061A，其引腳圖如下圖3.7所示:</p><p>　　圖3.7 SPCE061A引腳圖</p><p>　　整個(gè)61板的原理圖如下圖3.8所示：</

69、p><p>　　圖3.8 61板原理圖</p><p>　　其引腳功能表如下表3-1所示：</p><p>　　表3-1 61板引腳功能表</p><p>　　續(xù)表3-1 61板引腳功能表</p><p><b>　　模/數(shù)轉(zhuǎn)換ADC</b></p><p>　　前面已經(jīng)介

70、紹過，本系統(tǒng)采用的A/D轉(zhuǎn)換方式是逐次逼近式ADC轉(zhuǎn)換，且使用SPCE061A為微處理器，而SPCE061A有8路可復(fù)用的10位ADC通道。其中一路通道（MIC_IN）用于語音輸入，模擬信號(hào)經(jīng)過自動(dòng)增益控制器和放大器放大后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。其余7路通道（Line_IN）和IOA0~IOA6引腳復(fù)用，可以直接通過引線（IOA0~IOA6）輸入，用于將輸入的模擬信號(hào)（如電壓信號(hào)）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。SPCE061A的A/D轉(zhuǎn)換范圍是整個(gè)輸入范圍，

71、及最大的模擬信號(hào)輸入電壓范圍0V~AVdd。非法的模擬信號(hào)（超過Vdd+0.3V/低于Vss-0.3V）將影響轉(zhuǎn)換電路的工作范圍，從而降低ADC的性能。ADC的最大輸入電壓由P_ADC_Ctrl(寫)（$7015H）的第七位和第八位的值決定。第七位VEXTREF控制著ADC的參考電壓，即AVdd/外部參考電壓，。第八位V2VREFB控制著2V電壓源是否起作用。如果起作用，用戶可向VEXTREF引腳輸入2V電壓。此反饋回路把ADC的最高參

72、考電壓設(shè)置為2V。如果用戶指定的參考電壓源的值不超過AVdd，它還可以被當(dāng)作ADC的最高參考電壓。</p><p>　　在ADC內(nèi)，由DAC0和逐次逼近寄存器SAR組成逐次逼近式模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。向P_ADC_Ctrl（寫）（$7015H）單元第0位寫入“1”，可以激活A(yù)DC。系統(tǒng)默認(rèn)的設(shè)置為屏蔽ADC（ADE=0）。當(dāng)ADE=1時(shí)，應(yīng)對(duì)P_ADC_Ctrl(寫)（$7015H）和P_ADC_MUX_Ctrl(寫)（

73、702BH）的其他控制位進(jìn)行合理的設(shè)置。ADC輸入接口的結(jié)構(gòu)圖如下圖3.9所示：</p><p>　　圖3.9 ADC輸入接口的結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　LCD顯示電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用的液晶顯示器為SPLC501，SPLC501是凌陽公司生產(chǎn)的一個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電路，SPLC501的結(jié)構(gòu)圖如下圖3.10所示：&l

74、t;/p><p>　　圖3.10 SPLC501結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　其模組接口電路原理圖如下圖3.11所示：</p><p>　　圖3.11 SPLC501模組接口電路原理圖</p><p>　　其模組接口實(shí)物對(duì)照?qǐng)D如下圖3.12所示：</p><p>　　圖3.12 SPLC501模組接口實(shí)物對(duì)照?qǐng)D</p&

75、gt;<p>　　SPLC501液晶顯示模組中，接口引腳：“+”、“V3”分別為電源輸入端和高電平引針（供時(shí)序選擇跳線用），而“-”、“GND”都是接地引腳。 </p><p>　　其模組接口定義表如下表3-2所示：</p><p>　　表3-2 模組接口定義表</p><p>　　SPCE061A的I/O端口與液晶顯示模塊的連接圖如下圖3.13所示：

76、</p><p>　　圖3.13 SPCE061A的I/O端口與液晶顯示模塊的連接圖</p><p><b>　　電源電路</b></p><p>　　由于直流供電的需要，本設(shè)計(jì)中制作了將220V交流點(diǎn)轉(zhuǎn)換為正負(fù)5V直流電的電源電路，其電路原理圖如下圖3.14所示：</p><p>　　圖3.14正負(fù)5V電源電路的制作&

77、lt;/p><p>　　該電路的四個(gè)二極管從1腳右邊開始順時(shí)針方向依次定義為D1、D2、D3、D4，該電源電路由一個(gè)電源變壓器、四只整流二極管D1-D4，一個(gè)7805、一個(gè)7905、四個(gè)電容組成，稱為橋式整流，橋式整流電路的工作原理如下：在1、3端之間電壓的正半周，D1、D3導(dǎo)通，D2、D4截止，電流由T1次級(jí)上端經(jīng)D1 7805 7905 D3回到T1次級(jí)下端，在7805、7905上得到一半波整流電壓

78、，在1、3端之間電壓的負(fù)半周，D1、D3截止，D2、D4導(dǎo)通，電流由T1次級(jí)的下端經(jīng)D2到到7805、7905，最后回到T1次級(jí)上端，在負(fù)載7805、7905 上得到另一半波整流電壓。這樣就在負(fù)載7805、7905上得到一個(gè)與全波整流相同的電壓波形，其電流的計(jì)算與全波整流相同，即輸出電壓為0.9U2，U2為1、3端之間的電壓。</p><p><b>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p&g

79、t;<p><b>　　語言的選擇</b></p><p>　　我們知道，MCS-51 編程語言常用的有兩種，一種是匯編語言，而SPCE061A也是一樣，除了匯編語言，SPCE061A的開發(fā)環(huán)境還支持C語言，提供了C函數(shù)庫，并支持C和匯編函數(shù)的相互調(diào)用。</p><p>　　匯編語言的機(jī)器代碼生成效率很高，但是可讀性并不強(qiáng)，復(fù)雜一點(diǎn)的程序就更是難讀懂，而

80、C 語言在大多數(shù)情況下其機(jī)器代碼生成效率和匯編語言相當(dāng)，但可讀性和可移植性卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了匯編語言，而且C 語言還可以嵌入?yún)R編來解決高實(shí)效性的代碼編寫問題。對(duì)于開發(fā)周期來說，C 語言的開發(fā)周期通常小于匯編語言很多。C 語言是一種結(jié)構(gòu)化語言。它層次清晰，便于按模塊化方式組織程序，易于調(diào)試和維護(hù)，這種語言的表現(xiàn)能力和處理能力極強(qiáng)，它不僅具有豐富的運(yùn)算符和數(shù)據(jù)類型，便于實(shí)現(xiàn)各類復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它還可以直接訪問內(nèi)存的物理地址，進(jìn)行位（bit）一級(jí)的

81、操作。C 語言的模塊化開發(fā)方式使開發(fā)出來的程序模塊可不經(jīng)修改，直接被其他項(xiàng)目所用，這樣可以最大程度的實(shí)現(xiàn)資源共享。由于C 語言實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件的編程操作，因此C 語言集高級(jí)語言和低級(jí)語言的功能為一體，具有高效性，可移植性強(qiáng)等特點(diǎn)。綜合以上C 語言的優(yōu)點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)選擇C 語言對(duì)61 單片機(jī)進(jìn)行軟件編程。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)總體框圖</b></p><p>　　

82、根據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)要求以及硬件電路原理，按照硬件連接和各個(gè)模塊芯片的特性以及功能實(shí)現(xiàn)要求，本系統(tǒng)的主要流程包括四個(gè)步驟：系統(tǒng)初始化，LCD 顯示，樣品定量采集和播報(bào)語音。</p><p>　　Step1：系統(tǒng)初始化，包括對(duì)采集值、LCD的初始化，一些變量的定義</p><p>　　Step2：采集數(shù)值，這里是對(duì)電壓值的采集，采集多個(gè)數(shù)值。</p><p>　　Ste

83、p3：A/D轉(zhuǎn)換，將采集到的數(shù)值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，取多個(gè)數(shù)值求平均值。</p><p>　　Step4：語音播報(bào)結(jié)果和LCD顯示，將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換和計(jì)算處理后通過語音的方式播報(bào)出來。</p><p>　　按照功能分析以及本課題的技術(shù)指標(biāo)，可設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的總流程如圖4.1所示：</p><p>　　圖4.1 軟件設(shè)計(jì)總流程圖</p><p

84、><b>　　軟件程序如下：</b></p><p>　　int main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int i=0,j=0,k=0,m;</p><p>　　float fVolVal;</p><p>　　int uiV

85、olFlag=0,uiVolFlagOne=0;</p><p>　　long int uiVolFlagHow=0;</p><p>　　unsigned int uiData;</p><p>　　long int liDataVol;</p><p>　　struct ST_VolValude VolValude;</p>

86、<p>　　VolValude.VolTureValudeB=7; //初始化電壓采集值</p><p>　　LCD501_Init(0x00); //初始化LCD</p><p>　　LCD501_SetPaintMode(4);

87、 //設(shè)置LCD顯示圖象模式為取反疊加模式</p><p>　　LCD501_ClrScreen(0); //清屏</p><p>　　LCD501_Bitmap(0,0,(unsigned int *)encoding_00); //顯示開機(jī)圖片</p><p>　　fVolVal=0.0;</

88、p><p>　　while(1) //主循環(huán)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　*P_DAC_Ctrl = 0;</p><p>　　*P_ADC_Ctrl=C_ADCE+C_MIC_DIS+C_AGCN+C_

89、DAC_OUT3mA+C_VEXTREF_DIS+C_V2VREFB_DIS;</p><p>　　uiData = *P_ADC_LINEIN_Data;</p><p>　　while((*P_ADC_MUX_Ctrl&0x8000)!= 0x8000);</p><p>　　*P_ADC_MUX_Ctrl=C_ADC_CH1;//播放語音后會(huì)改變P_

90、ADC_Ctrl的設(shè)置</p><p>　　uiData=AD_Read(); //丟掉第一個(gè)數(shù)</p><p><b>　　j=0;</b></p><p>　　for(i=0;i<20;i++) //采20個(gè)數(shù)據(jù)到VolValude.VolValud

91、eA[j] {</p><p>　　*P_Watchdog_Clear=C_WDTCLR;</p><p>　　uiData=AD_Read();</p><p>　　VolValude.VolValudeA[j]= uiData;</p><p><b>　　j++;</b></p><p&

92、gt;<b>　　}</b></p><p>　　uiVolFlagOne=0xff;</p><p>　　uiVolFlag=0;</p><p><b>　　j=0;</b></p><p><b>　　uiData=0;</b></p><p>　

93、　liDataVol=0;</p><p>　　for(i=0;i<20;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　liDataVol=liDataVol+VolValude.VolValudeA[j];</p><p><b>　　j++;</b></p&g

94、t;<p><b>　　}</b></p><p>　　uiData=liDataVol/20; //取20個(gè)數(shù)據(jù)的平均值，以減少誤差</p><p>　　VolValude.VolTureValudeA=(float)uiData*3.3/0xffc0;</p><p><b>　　//得到電壓

95、值</b></p><p>　　fVolVal=VolValude.VolTureValudeB-VolValude.VolTureValudeA;</p><p>　　VolValude.VolTureValudeA=VolValude.VolTureValudeA*a-273.5;//其中a表示放大倍數(shù)。</p><p>　　if(fVolVal&l

96、t;0.1&&fVolVal>(-0.1))　　　　　//和前一次數(shù)據(jù)比較，有變化更新顯示和語音提示</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(k==0) </b></p><p><b>　　{</b></p><p>&

97、lt;b>　　k++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else k++;</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　else</b></p>

98、<p><b>　　{</b></p><p>　　k=0; //取得要在LCD上顯示的數(shù)據(jù)，存入VolValude.LCD[j]</p><p>　　VolValude.VolTureValudeB=VolValude.VolTureValudeA;</p><p>　　uiVolFlagHow=VolValude.Vol

99、TureValudeA*10000;</p><p>　　VolValude.LCD[0]=uiVolFlagHow/10000%10;</p><p>　　VolValude.LCD[1]=uiVolFlagHow/1000%10;</p><p>　　VolValude.LCD[2]=uiVolFlagHow/100%10;</p><p&g

100、t;　　VolValude.LCD[3]=uiVolFlagHow/10%10;</p><p>　　VolValude.LCD[4]=uiVolFlagHow%10;　　 　//LCD數(shù)據(jù)更新</p><p>　　m = LCD501_GetPaintMode();//獲取當(dāng)前圖象疊加模式</p><p>　　LCD501_SetPaintMode(2);

101、//設(shè)置為清除模式</p><p>　　LCD501_Rectangle(68,40,127,56,PAINT_SOLID);//清除數(shù)據(jù)顯示區(qū)</p><p>　　LCD501_SetPaintMode(m);//圖象疊加模式恢復(fù)</p><p>　　LCD501_PutChar(68,40,('0'+VolValude.LCD

102、[0]));</p><p>　　PlayS480(VolValude.LCD[0]);</p><p>　　LCD501_PutChar(78,40,('0'+VolValude.LCD[1]));</p><p>　　LCD501_PutChar(76,40,'.');</p><p>　　PlayS480

103、(VolValude.LCD[1]);</p><p>　　PlayS480(10);</p><p>　　LCD501_PutChar(88,40,('0'+VolValude.LCD[2]));</p><p>　　PlayS480(VolValude.LCD[2]);</p><p>　　LCD501_PutChar(9

104、8,40,('0'+VolValude.LCD[3]));</p><p>　　PlayS480(VolValude.LCD[3]);</p><p>　　LCD501_PutChar(108,40,('0'+VolValude.LCD[4]));</p><p>　　PlayS480(VolValude.LCD[4]);</p

105、><p>　　LCD501_PutChar(116,40,'V');</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　系統(tǒng)子程序的設(shè)

106、計(jì)</b></p><p><b>　　A/D轉(zhuǎn)換子程序</b></p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換子程序的軟件設(shè)計(jì)流程圖如下圖4.2所示：</p><p>　　圖4.2 A/D轉(zhuǎn)換子程序軟件設(shè)計(jì)流程圖</p><p><b>　　程序參考如下：</b></p><p&g

107、t;　　unsigned int AD_Read(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int bData;</p><p>　　while(!(*P_ADC_MUX_Ctrl&0x8000));//等待采樣完成</p><p>　　bData=*P_ADC

108、_LINEIN_Data; </p><p>　　bData = bData&0xffc0;</p><p>　　return bData;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　語音播放子程序</b></p><p>　　語音播放子程序

109、的軟件設(shè)計(jì)流程圖如下圖4.3所示：</p><p>　　圖4.3 語音播放子程序的軟件設(shè)計(jì)流程圖</p><p><b>　　程序參考如下所示：</b></p><p>　　void PlayS480(int Result)</p><p><b>　　{</b></p><p&

110、gt;　　SACM_S480_Initial(1);</p><p>　　SACM_S480_InitQueue();</p><p>　　SACM_S480_Play(Result, 3, 3);</p><p>　　while((SACM_S480_Status()&0x0001) != 0)</p><p><b>　

111、　{</b></p><p>　　SACM_S480_ServiceLoop();</p><p>　　*P_Watchdog_Clear=C_WDTCLR;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　SACM_S480_Stop();</p><p>　　__asm

112、("FIQ OFF");</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p><b>　　實(shí)現(xiàn)功能</b></p><p>　　通過近四個(gè)月的設(shè)計(jì)與制作，完成了查找資料、硬件原理圖設(shè)計(jì)、直流電源的制作、硬件電路的

113、焊接與測(cè)試、軟件仿真、軟件編寫等幾項(xiàng)工作，雖然還存在一些問題，比如，液晶顯示器顯示不了，但通過語音播報(bào)可以達(dá)到同樣的效果，系統(tǒng)基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)完成的主要功能如下：</p><p>　　1.通過AD590完成溫度的采集。</p><p>　　2.采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過61單片機(jī)的處理完成A/D轉(zhuǎn)換。</p><p&g

114、t;　　3.將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)通過編程的方式播報(bào)出語音。</p><p><b>　　不完善之處</b></p><p>　　雖然該設(shè)計(jì)能基本上達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，但是由于受到各方面原因的限制，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)還存在很多不完善的地方，在硬件設(shè)計(jì)過程中，AD590的調(diào)試不夠精確；在制作方面，由于采用了人工焊接，存在了一定的誤差和不穩(wěn)定性；在編程方面，雖然加入了公式來提高精度，但

115、還存在很大的不足。</p><p><b>　　改進(jìn)意見</b></p><p>　　具體的改進(jìn)和創(chuàng)新主要有以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1、 溫度傳感器雖然采用線性器件具有很高的可調(diào)性，但是不能直接采集液體的溫度信號(hào)，使得精度產(chǎn)生一定的誤差。在選擇芯片的時(shí)候還可以選擇一些具有先進(jìn)功能的芯片，如DS18B20。該芯片采用1—Wire技術(shù)，

116、運(yùn)用單根信號(hào)線完成數(shù)據(jù)的雙向傳輸，并同時(shí)通過該信號(hào)線為單總線器件提供電源，具有節(jié)省I/O引腳資源、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、便于總線擴(kuò)展和維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)。DS18B20具有3引腳TO-92小體積的封裝形式；溫度測(cè)量范圍為-55~+125℃，可編程為9-12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625℃，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出，在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中有著良好的應(yīng)用前景。</p><p>　　2、 在提高精