语音温度计设计

题目：语音温度计设计[29]。语音子程序的流程图如图所示：图4-5语音子程序流程图第5章实物制作与调试5.1实物制作具体步骤如下：准备实物所需要的器件：AT89C51单片机、20pf的电容2个、发光二极管1个、LCD1602液晶显示屏1个、9012型的三极管1个、2K的电阻3个、1个蜂鸣器1个、按键4个、电源开关1个、防水型DS18B20温度传感器1个、10uf的电容1个、频率为12M的晶振1个、WT588D语音芯片1个、扬声器1个、万用板以及导线若干。准备好所有器件后，检查单个器件有无损坏等，检查完毕准备焊接工作，按照所画的原理图进行焊接，焊接过程中需对引脚与引脚之间对应关系防止焊接错误，且在焊接过程中需注意发光二极管和蜂鸣器的长脚都接正极，短脚都接负极。焊接好的实物图如下图所示：图5-1实物背面图图5-2实物正面图5.2实物调试运行与分析在完成电路的焊接之后，需结合程序一起调试，调试步骤如下：首先将程序烧录进单片机，采用编程器进行程序的烧录。当烧录完毕后，联接电源的USB线，按下电源键。先观察二极管是否短暂发光，蜂鸣器是否叫一声。观察显示器是否显示，是否出现乱码。测试按下设置按键，按下加减键对温度上限值进行设置，再次按下设置键对低温就行设置。实物调试：（1）当调试步骤准备好，首先对液晶显示进行调试，液晶显示可以正常的显示。液晶显示调试图如图所示：图5-3液晶显示调试图报警功能的调试：先将温度上限值设定比实际所测得温度值低，发出高温报警；再将温度下限值设置比实际温度高，发出低温报警。高低温报警演示图如下：图5-4高温报警调试图图5-5低温报警调试图分析：实物调试时，设定按键接地端调试时，发现按键接地引脚与单片机的接地引脚没有接通，上网查询资料后，原因是断路或错接，又与电路图作比较，排查出原因是按键的接地引脚错接，然后重新焊接，再次调试解决了这个问题。在调试液晶显示器时，发现有时液晶显示器正常显示，有时液晶显示器不显示，我网上查阅相关资料和询问老师后，排查出原因，是假焊，然后在对其重新焊接后，再无这些情况出现。虽然调试过程中发现了一些问题，但是在解决这些问题后，此次语音温度计的设计基本符合设计任务书的要求。语音功能、声光报警功能、显示功能都能实现以及使用键盘设置温度上下限值都能基本实现。第6章总结与展望随着人们对于健康的越来越重视，温度计已经成为人家日常生活中的必备品。但是现在市面上的温度计大多为数字或者刻度值的温度计，然而这些温度计对于老年人或者盲人这样的特殊人群使用极不方便，所以此次设计的灵感来源于生活。此次设计是在传统温度计上增加一个语音功能以及数字显示。此次毕业设计，从选定题目，到查阅资料，再到方案的确定，然后器材的选定，硬件电路设计，程序的设计，实物的制作以及系统调试。方案确定过程中对于控制器的选定时，在单片机与可编程逻辑器件CPLD中选择时出现了迷茫，在老师的帮助以及结合自己查阅相关资料，最后选定单片机作为核心控制。在实物调试过程中，出现了按键与单片机未接通，在老师的帮助与指导下发现时错接了，然后进行重新焊接。还出现了液晶显示器在通电时有时显示有时不显示的问题，为排查这个问题，我咨询老师，然后自己在查阅相关的资料，排查出是出现了假焊，然后重新对电路进行焊接解决问题。此次设计的难点在于程序的设计，其中液晶显示的程序设计是一个难点。由于只学过基础的c语言，且学习时间过久，导致设计中很多的不熟练，再加上液晶显示需要去查阅液晶的字符使用手册，所以在对于液晶程序设计时，遇到了很多的困难。在起初的程序总体流程设计时也出现了很多错误，然后自己查阅相关资料以及老师帮助下，完成了程序流程图的设计。在程序设计完，对程序进行仿真测试时，出现了很多的问题，然后又逐步排查出问题，查阅资料解决相关的问题。此次设计的一个小小的新颖点在于开机时系统提示的设计，开机时单片机给报警电路一个低电平信号，使报警电路短暂工作，用于提示使用者整个系统已开启。此次设计中的不足：由于要求实现温度值的显示与温度上下限值的显示，所以设计只进行了简单的设计，没有加入时钟芯片，不能在液晶显示器上对时间进行显示，也不能实现整点播报语音温度。因为这是一款环境温度测量温度计，所以有可能在嘈杂的环境中进行，因为只进行了简单的语音播报设计，所以语音播报的声音以及声光报警的声音无法调节大小。此次设计中由于只需语音播报的功能的实现，为了调试与检验的方便，所以设计中将播报的循环时间间隔很短。设计中只是对系统自动语音播报进行了设计，而在系统不进行播报时，不能手动按下报温键进行温度值的播报。改进：如果增加一个外部时钟电路，就能更好的实现温度的整点播报以及显示器也可以显示出时间等；如果增加一个报温按键，就不需要把播报的循环时间间隔设置的很短。如果WT588D采用MP3控制模式，就能实现音量的大小的控制。通过本次设计我学会了许多其他方面的知识。比如单片机的知识，明白了单片机的运行原理，以及单片机的运行条件。掌握了很多以前不熟练的东西，也让我学会了一些在以后工作与学习上可以用到的道理，在确定设计方案时，需要从多个方面入手去准备，一定需要准备齐全。也对WT588D芯片有了一定的了解，以及液晶显示器的相关知识，学会了相关软件的操做。随着以后温度计、温度检测技术与集成化的发展，以后温度计的设计也将会越来越智能化，越来越集成化。不仅可以实现语音功能，还可以实现其他更多的功能，也使得那些特殊人群能自己使用温度计。参考文献张克,张哲,杨莉.采用高精度数字温度计替代标准水银温度计的探讨[J].计量学报,2007(9):99-102.陈雪小.数字显示温度计系统设计[J].计算机产品与流通,2019(07):120.杨杰,陈丽蓉.玻璃液体温度计的正确选用及示值误差的修正[J].计量与测试技术,2015,42(02):37-38.周之光.数字显示温度控制器的设计[C].中国电工技术学会.湖南省电工技术学会第七次会员代表大会暨2004学术年会论文集.中国电工技术学会:中国电工技术学会,2004:93-96.任睿,石洁.接触式数字体温计的概念设计[J].设计,2020,33(05):31-33.罗萍.基于SPCE061A单片机的语音播报温度计的设计[J].惠州学院学报(自然科学版),2009,29(06):66-68.唐永红.史贤俊.刘陵顺.飞机发动机转速实时检测与显示系统的设计[J].自动化仪表.2012:84-86.MaxtechInternationalInc,NewMarketResearchontheWorldMarketforCommercialandDual-UseInfraredImagingandInfraredThermometryEquipmentVol,IRW-CbyMaxtechInternational,IncJournalofTransportation[J],2020(75):12-17.FatemiSeyedAbolghsem，ElliottKatieElaineCollins，BelloAbiodun，DurojayeOluwaseunAyobami,ZhangHai-Jun,PeeblesEdgarDavid.TheeffectsofinovoinjectedvitaminD3sourcesontheeggshelltemperatureandearlyposthatchperformanceofRoss708broilers[J]，Poultryscience,2020,99(3),45-50.Liu,C.Voicethermometerbasedblindorasthenopiapeople,hasboxbodywhosesideisprovidedwithchargingportandpowerswitch,andsinglechipmicrocomputerconnectedwithvoicesynthesizingmodulethatisconnectedwithloudspeaker[P].CN210346945-U,CN210346945-U17Apr2020G01K-013/00202038.Shwetlana,M.Pourmand,S.V.Boriskina,etal.Enhancedlightfocusinginself-assembledoptoplasmonicclusterswithsubwavelengthdimensions[J].AdvancedMaterials,2013,25(1):115-119深圳理思科技有限公司.语音温度计:CN201821078427.3[P].2019-02-05.郭源生.人体红外测温传感器大有可为,中国电子报,2020(8),26-29.汪桂珍.基于C51的万年历语音温度计的设计[J].福建电脑,2010,26(11):164,150.杨效春.基于MSP430F427单片机高精度智能语音数字温度计的设计[J].机电信息,2010(30):134-136.叶富邦.基于MLX90614红外传感器的机床测温系统设计，安徽职业技术学院学报，2019，18(03):24-27.王磊.基于辐射测温理论的比色测温仪的研究，哈尔滨理工大学,2019,13(5):78.杨志巍，张朝龙，刁书成，江善和，李彦梅.基于单片机的红外测温装置设计，电脑知识与技术，2019，15(13):278-280.类延强，张丽萍，类延法.基于单片机的可编程红外温度传感器设计，工业控制计算机，2019，32(04):125-126.连全塔.基于语音合成的非接触式红外温度计，电子质量，2019(04):3-7.杨贤聪.基于单片机的光电循迹小车设计，电子技术与软件工程，2019(02):246.考其祎，赵娟.基于单片机的红外体温测量仪的设计，南方农机，2018，49(23):181+190.强大壮，李宁，王瑛，王阳.基于Arduino的变电站自动巡线测温车模型设计，辽宁师专学报(自然科学版)，2018，20(03):73-75.王帅.基于红外辐射的电厂锅炉温度检测与温度场重建，太原理工大学，2018，15：136-137.许璇，郎朝先，邱达，彭兴河，张勇.基于单片机的奶牛生理状态监测系统，现代信息科技,2018,2(03):195-196.袁媛，李秋，颜翠翠.智能测温仪的设计，科技资讯，2018，16(07):108-109.王明杨.基于单片机的电力设备在线监测系统研究，电脑迷，2017，3(11):91.韩斗.机车轮箍车载监测报警装置的研究，西南交通大学，2017，45，12-17.江楚炎.浅谈电气设备红外测温技术的应用，中国高新区，2017，14(20):123.余国卫.基于单片机的非接触式测温系统，电脑知识与技术，2017，13(24):206-207.李毅丰，毛晓波，杨怡航，朱枫.非接触式红外测温灶具防干烧系统设计，郑州大学学报(工学版)，2017，38(05):18-22致谢经过几个月的努力，毕业设计也来到了终点。大学四年也到了终点，在这里也感谢那些教过我的老师，他（她）们教会了我们知识，还教会了我们许多的道理。此次毕业设计能顺利的完成，感谢指导老师雷莉萍老师的细心指导。尽管此次设计受疫情的影响使得我们只能在家里完成，但是有什么问题咨询雷莉萍老师时，她都耐心细心给讲解。我在改写论文时，看见一个批注，批注显示的时间是凌晨1点，雷莉萍老师的这种负责的精神，值得我学习。这里诚挚的感谢雷莉萍老师在我的毕业设计过程中提供的帮助！同时也感谢在答辩过程中对于我不设计不足提出宝贵意见的老师！附录程序：#include<reg51.h> //调用单片机头文件#defineucharunsignedchar//无符号字符型宏定义 变量范围0~255#defineuintunsignedint //无符号整型宏定义 变量范围0~65535#include<intrins.h>sbitdq=P1^5; //18b20IO口的定义sbitbeep=P1^4;//蜂鸣器IO口定义uinttemperature;//bitflag_300ms;bitflag_lj_en; //按键连加使能bitflag_lj_3_en; //按键连3次连加后使能加的数就越大了ucharkey_time,key_value;//用做连加的中间变量bitkey_500ms;ucharcodetable_num[]="0123456789abcdefg";sbitrs=P1^0; //寄存器选择信号H:数据寄存器 L:指令寄存器sbitrw=P1^1; //寄存器选择信号H:数据寄存器 L:指令寄存器sbite=P1^2; //片选信号下降沿触发ucharmenu_1;//菜单设计的变量uintt_high=350,t_low=100;sbitVBUSY=P2^0; sbitVSDA=P2^1;sbitVCS=P2^2;sbitVSCL=P2^3;sbitVRST=P2^4;ucharyujing[3];/***********************1ms延时函数*****************************/voiddelay_1ms(uintq){ uinti,j; for(i=0;i<q;i++) for(j=0;j<110;j++);}voiddelay_us(unsignedintus){ while(us--) { _nop_(); }}/**********************语音子程序************************/voidSend_threelines(unsignedcharaddr){unsignedchari; VRST=0; delay_1ms(5); VRST=1; delay_1ms(20);/*复位拉高20ms*/ VCS=0; delay_1ms(5);/*片选拉低5ms*/for(i=0;i<8;i++) { VSCL=0; if(addr&0x01) { VSDA=1; } else VSDA=0; addr>>=1; delay_us(150);/*150us*/ VSCL=1; delay_us(150);/*150us*/ } VCS=1; delay_1ms(150); while(VBUSY==0); //忙等待}/*********************************************************************名称:delay_uint()*功能:小延时。*输入:无*输出:无***********************************************************************/voiddelay_uint(uintq){ while(q--);}/*********************************************************************名称:write_com(ucharcom)*功能:1602命令函数*输入:输入的命令值*输出:无***********************************************************************/voidwrite_com(ucharcom){ e=0; rs=0; rw=0; P0=com; delay_uint(25); e=1; delay_uint(100); e=0;}/*********************************************************************名称:write_data(uchardat)*功能:1602写数据函数*输入:需要写入1602的数据*输出:无***********************************************************************/voidwrite_data(uchardat){ e=0; rs=1; rw=0; P0=dat; delay_uint(25); e=1; delay_uint(100); e=0; }/*********************************************************************名称:write_string(ucharhang,ucharadd,uchar*p)*功能:改变液晶中某位的值，如果要让第一行，第五个字符开始显示"abcdef"，调用该函数如下 write_string(1,5,"abcdef;")*输入:行，列，需要输入1602的数据*输出:无***********************************************************************/voidwrite_string(ucharhang,ucharadd,uchar*p){ if(hang==1) write_com(0x80+add); else write_com(0x80+0x40+add); while(1) { if(*p=='\0')break; write_data(*p); p++; } }/***********************lcd1602上显示特定的字符************************/voidwrite_zifu(ucharhang,ucharadd,uchardate){ if(hang==1) write_com(0x80+add); else write_com(0x80+0x40+add); write_data(date); }/***********************lcd1602上显示两位十进制数************************/voidwrite_sfm3_18B20(ucharhang,ucharadd,uintdate){ if(hang==1) write_com(0x80+add); else write_com(0x80+0x40+add); write_data(0x30+date/100%10); write_data(0x30+date/10%10); write_data('.'); write_data(0x30+date%10); }/***********************lcd1602初始化设置************************/voidinit_1602(){ write_com(0x38); // write_com(0x0c); write_com(0x06); delay_uint(1000); write_string(1,0,"temp:."); write_string(2,0,"H:.L:."); write_zifu(1,12,0xdf);//显示度 write_zifu(2,6,0xdf);//显示度 write_zifu(2,14,0xdf);//显示度}/***********************18b20初始化函数*****************************/voidinit_18b20(){ bitq; dq=1; //把总线拿高 delay_uint(1); dq=0; //给复位脉冲 delay_uint(80); dq=1; //把总线拿高等待 delay_uint(10); q=dq; //读取18b20初始化信号 delay_uint(20); dq=1; //把总线拿高释放总线}/*************写18b20内的数据***************/voidwrite_18b20(uchardat){ uchari; for(i=0;i<8;i++) { //写数据是低位开始 dq=0; //把总线拿低写时间隙开始 dq=dat&0x01;//向18b20总线写数据了 delay_uint(5); dq=1; //释放总线 dat>>=1; } }/*************读取18b20内的数据***************/ucharread_18b20(){ uchari,value; for(i=0;i<8;i++) { dq=0; //把总线拿低读时间隙开始 value>>=1; //读数据是低位开始 dq=1; //释放总线 if(dq==1) //开始读写数据 value|=0x80; delay_uint(5); } returnvalue; //返回数据}/*************读取温度的值读出来的是小数***************/uintread_temp(){ uintvalue; ucharlow; //在读取温度的时候如果中断的太频繁了，就应该把中断给关了，否则会影响到18b20的时序 init_18b20(); //初始化18b20 write_18b20(0xcc); //跳过64位ROM write_18b20(0x44); //启动一次温度转换命令 delay_uint(50); init_18b20(); //初始化18b20 EA=0; write_18b20(0xcc); //跳过64位ROM write_18b20(0xbe); //发出读取暂存器命令 EA=1; low=read_18b20(); //读温度低字节 value=read_18b20();//读温度高字节 value<<=8; //把温度的高位左移8位 value|=low; //把读出的温度低位放到value的低八位中 value*=0.625; //转换到温度值小数 returnvalue; //返回读出的温度带小数}/*************定时器0初始化程序***************/voidtime_init() { EA=1; //开总中断 TMOD=0X01; //定时器0、定时器1工作方式1 ET0=1; //开定时器0中断 TR0=1; //允许定时器0定时}/********************独立按键程序*****************/ucharkey_can; //按键值voidkey() //独立按键程序{ staticucharkey_new; key_can=0;//按键值还原 P3|=0xf0; if(key_500ms==1) //连加 { key_500ms=0; key_new=1; } if((P3&0xf0)!=0xf0) //按键按下 { delay_1ms(1); //按键消抖动 if(((P3&0xf0)!=0xf0)&&(key_new==1)) { //确认是按键按下 key_new=0; switch(P3&0xf0) { case0xd0:key_can=3;break; //得到k1键值 case0xb0:key_can=2;break; //得到K2键值 case0x70:key_can=1;break; //得到k3键值 } flag_lj_en=1; //连加使能 } } else { if(key_new==0) { key_new=1; flag_lj_en=0; //关闭连加使能 flag_lj_3_en=0; //关闭3秒后使能 key_value=0; //清零 key_time=0; } } }/****************按键显示函数***************/voidkey_with(){ if(key_can==1) //设置键 { menu_1++; if(menu_1>=3) { menu_1=0; } if(menu_1==0) { write_com(0x0c);//关闭光标 } } if(menu_1==1) //设置高温报警 { if(key_can==2) { if(flag_lj_3_en==0) t_high++; //按键按下未松开自动加三次 else t_high+=10; //按键按下未松开自动加三次之后每次自动加10 if(t_high>990) t_high=990; } if(key_can==3) { if(flag_lj_3_en==0) t_high--; //按键按下未松开自动减三次 else t_high-=10; //按键按下未松开自动减三次之后每次自动减10 if(t_high<=t_low) t_high=t_low+1; } write_sfm3_18B20(2,2,t_high); write_com(0x80+0x40+2);//将光标移动到秒个位 write_com(0x0f);//显示光标并且闪烁 } if(menu_1==2) //设置低温报警 { if(key_can==2) { if(flag_lj_3_en==0) t_low++; //按键按下未松开自动加三次 else t_low+=10; //按键按下未松开自动加三次之后每次自动加10 if(t_low>=t_high) t_low=t_high-1; } if(key_can==3) { if(flag_lj_3_en==0) t_low--; //按键按下未松开自动减三次 else t_low-=10; //按键按下未松开自动加三次之后每次自动加10 if(t_low<=10) t_low=10; } write_sfm3_18B20(2,10,t_low); write_com(0x80+0x40+10);//将光标移动到秒个位 write_com(0x0f);//显示光标并且闪烁 } }/********************菜单对应的处理函数***********************/voidmenu_dispaly(){ if((menu_1==1)) //对光标不处理，要不然光标不会显示在正确的位置 { write_com(0x80+0x42);//将光标移动到 write_com(0x0f);//显示光标并且闪烁 }elseif((menu_1==2)) { write_com(0x80+0x4a);//将光标移动到 write_com(0x0f); //显示光标并且闪烁 }}/****************报警函数***************/voidclock_h_l(){ if((temperature<=t_low)||(temperature>=t_high)) { beep=~beep; //蜂鸣器报警 } else { beep=1; } }/****************主函数***************/voidmain(){ staticucharvalue; beep=0; //开机叫一声 temperature=read_temp(); //先读出温度的值 delay_1ms(150); P0=P1=P2=P3=0xff; init_1602();//1602初始化 write_sfm3_18B20(2,2,t_high); write_sfm3_18B20(2,10,t_low); delay_1ms(750); temperature=read_temp(); //先读出温度的值 write_sfm3_18B20(1,8,temperature); time_init();