多功能语音温度计的设计 开题报告

毕业设计开题报告

选题：多功能语音温度计

应用电子技术教育111班蔡圣阳 11440118 一、选题依据

1．课题背景

自单片机问世以来，其性能得到了不断提高和完善。由于其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。当下，单片机的潜力越来越得到人们的重视。特别是当前用CMOS工艺制成的各种单片机，由于功耗低、使用的温度范围大、抗干扰能力强，能满足一些特殊应用场合的需求，从而更加扩大了单片机的应用范围，也进一步促进单片机性能的研究和发展。而现在单片机在生活生产方面的应用也开始步入正轨。

因此，随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的便利也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子。温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常用到的一个物理量。测量温度的基本方法是使用温度计直接读取温度。最常见到的测量温度的工具是各种各样的温度计，例如：水银玻璃温度计，酒精温度计，热电偶或热电阻温度计等。它们常常以刻度的形式表示温度的高低，人们必须通过读取刻度值的多少来测量温度。但由于传统温度计测量时间长、读数不方便，经常会产生一些时间上的误差。因此，在科技突飞猛进的当下，传统的温度计已经满足不了人们日常生活生产的需求。

在人们对温度计要求不断提高的情况下，各国专家都在有针对性地竞相开发各种新型温度传感器及特殊、实用测温技术，如采用光纤、激光及遥感或存储等技术的新型温度计已经实用化，而利用单片机和温度传感器构成的电子式智能温度计便是其中的一种。利用单片机和温度传感器构成的电子式智能温度计可以直接测量温度，得到温度的数字值，既简单方便，又直观准确。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有测温范围广、测温准确的优点，并且其输出温度采用数字显示，读数方便。该设计控制器使用单片机AT89S52，测温传感器使用DS18B20，用LCD1602液晶屏以串口传送数据, 主要用于日常生活生产中温度的检测。

2．课题研究的目的

目前温度计的发展很快，从原始的水银温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等。而主要温度仪表，如热电偶、热电阻及辐射温度计等在技术上已经成熟，但是它们只能在传统的场合应用，尚不能满足简单、快速、准确测温的要求，尤其是高科技领域。本文研究一种基于单片机温度控制系统，以克服传统方法的不足。这在一方面使温度计避免了那些传统温度计的缺点，同时还增加了报警功能和实时时钟功能，用户可根据自己需要的温度设置报警点，方便了用户控制。此次的多功能语音温度计不同于以往的传统数字温度计，它明显改善了数字温度计的性能，包括温度采集的速度和测量精度大幅度提高，测量温度的范围也得到了明显的提高。传统的测温方式是采用热电偶或热电阻模拟温度传感器输出为模拟信号，经A/D转换环节获得数字信号后与单片机等微处理器接口，使得硬件电路复杂，制作成本较高。而此次设计采用的温度传感器DS18B20集温度测量和A/D转换于一体，能够直接输出数字量。并且它的传输距离远，可以很方便地实现多点测量。在设计中，硬件电路结构简单，与单片机接口几乎不需要外围元件。该多功能语音温度计性价比高，抗干扰能力性能好，可靠性高，软件设计规范。

3．课题的意义

随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，其中温度是与人们的生活和环境息息相关的信息参数。在工农业生产、气象、环保、国防、科研等部门，经常需要对环境温度进行测量及控制。准确测量温度在生物制药、食品加工、造纸等行业更是至关重要的。因此如何准确而又迅速的获得这些参数，就需要受制于现代信息基础的发展水平。传统的温度计是用水银柱来显示的，虽然结构简单、价格便宜，但是它的精确度不高，不易读数。

随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛。而本设计中应用的温度传感器具有性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点，广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度的测量和控制。而在三大信息信息采集（即传感器技术）、信息传输（通信技术）和信息处理（计算机技术）中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是数字温度传感器技术，在我国各领域已经应用的非常广泛，甚至可以说是渗透到社会的每一个领域。采用单片机对

温度进行控制，不仅具有控制方便，简单和灵活等优点，而且可以大幅度提高温度控制的技术指标。同时，用LED来显示温度的数字看起来也更加直观。

因此，伴随电子技术的发展，人们的生活日趋数字化，多功能的数字温度计可以给我们的生活带来很大的方便。支持“一线总线”接口的温度传感器简化了数字温度计的设计，降低了成本。

总之，无论在日常生活中还是在工业、农业方面都离不开对周围环境进行温度的测量。而随着单片机、温度传感器和数码管显示驱动等技术的不断发展，要实现更加高的精度、显示速率快的数字温度计将很快能够实现。

二、研究（设计）实施方案

1．研究（设计）内容

多功能语音温度计可以直接以数字的形式显示温度的数值，并充分利用听觉优势，将温度信息用语音播报出来。

设计要求：

（1）检测温度范围-20℃—80℃，精度±0.5℃；

（2）通过按键能播报当前的温度；

（3）通过按键设置自动播报温度时间间隔（例如每隔一小时播报一次温度）；

（4）实时显示时间和温度（时间格式，时：分，精确到分）；

（5）能够记录最近3次播报的时间和温度；

（6）能够设置温度范围，实测温度超出范围报警。

2．大致设计框架

（1）系统概述

该数字温度计采用AT89S52型单片机作为整个系统的数据处理、命令、控制的核心。

AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式