畢業(yè)設(shè)計(jì)---智能遙控室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題目： 智能遙控室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　班 級(jí): </p><p>　　專 業(yè)

2、： 電子信息工程</p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　電氣與信息工程 學(xué)院 電子信息工程 專業(yè) 班</p><p>　　題 目 智能遙控室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p>　　任務(wù)起止日期

3、： 2010 年 3月22日～ 2010年 6月 25日</p><p>　　學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào)</p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　教研室主任 年 月 日審查</p><p>　　院 長(zhǎng)

4、 年 月 日批準(zhǔn)</p><p>　　一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)</p><p>　　注：1. 此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫。如不夠填寫，可另加頁(yè)。</p><p>　　2. 此任務(wù)書最遲必須在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始前一周下達(dá)給學(xué)生。</p><p>　　3. 此任務(wù)書可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)表格下載區(qū)

5、下載</p><p>　　二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度計(jì)劃表</p><p>　　注：1. 此表由指導(dǎo)教師填寫；</p><p>　　2. 此表每個(gè)學(xué)生人手一份，作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）檢查工作進(jìn)度之依據(jù)；</p><p>　　3. 進(jìn)度安排請(qǐng)用“一”在相應(yīng)位置畫出。</p><p>　　三、學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）階段任

6、務(wù)情況檢查表</p><p>　　注：1. 此表應(yīng)由指導(dǎo)教師認(rèn)真填寫。階段分布由各學(xué)院自行決定。</p><p>　　2. “組織紀(jì)律”一檔應(yīng)按《長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)生學(xué)籍管理實(shí)施辦法》精神，根據(jù)學(xué)生具體執(zhí)行情況，如實(shí)填寫。</p><p>　　3. “完成任務(wù)情況”一檔應(yīng)按學(xué)生是否按進(jìn)度保質(zhì)保量完成任務(wù)的情況填寫。包括優(yōu)點(diǎn)，存在的問題與建議</p><

7、;p>　　4. 對(duì)違紀(jì)和不能按時(shí)完成任務(wù)者，指導(dǎo)教師可根據(jù)情節(jié)輕重對(duì)該生提出忠告并督促其完成。</p><p>　　四、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）裝袋要求：</p><p>　　1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）按以下排列順序印刷與裝訂成一本（撰寫規(guī)范見教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)）。</p><p>　　(1) 封面 (2) 扉 頁(yè)</p

8、><p>　　(3) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 (4) 中文摘要 </p><p>　　(5) 英文摘要 (6) 目錄 </p><p>　　(7) 正文 (8) 參考文獻(xiàn)</p><p>　　(9) 致謝

9、 (10) 附錄（公式的推演、圖表、程序等）</p><p>　　(11) 附件1：開題報(bào)告（文獻(xiàn)綜述） (12) 附件2：譯文及原文影印件</p><p>　　2. 需單獨(dú)裝訂的圖紙（設(shè)計(jì)類）按順序裝訂成一本。</p><p>　　3. 修改稿（經(jīng)、管、文法類專業(yè)）按順序裝訂成一本。</p><

10、;p>　　4.《畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)成績(jī)?cè)u(píng)定冊(cè)》一份。</p><p>　　5．論文電子文檔[由各學(xué)院收集保存]。</p><p>　　學(xué)生送交全部文件日期 </p><p><b>　　學(xué)生（簽名）</b></p><p>　　指導(dǎo)教師驗(yàn)收（簽名） </p>

11、<p>　　智能遙控室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　目前室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)多種多樣，燃?xì)鉄崴魇覂?nèi)調(diào)溫系統(tǒng)、地下水室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)、可編程室內(nèi)自動(dòng)調(diào)溫系統(tǒng)等。恒溫室內(nèi)環(huán)境不但給人類提供了良好的生活空間，也給很多類型的動(dòng)物、植物提供了最佳的生活空間。本課題采用電子信息技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，組成一個(gè)由微型計(jì)算機(jī)

12、控制和數(shù)據(jù)處理、記憶的智能遙控室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)。</p><p>　　本課題采用電子信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，組成一個(gè)由微型計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)處理、記憶的智能遙控室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)。文中傳感器理論單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，詳細(xì)地講述了利用熱敏電阻作為熱敏傳感器探測(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>　　本設(shè)計(jì)應(yīng)用性比較強(qiáng)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以作為生物培養(yǎng)液溫度監(jiān)控系

13、統(tǒng)，如果稍微改裝可以做熱水器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室溫度監(jiān)控系統(tǒng)等等。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)并通過計(jì)算機(jī)實(shí)施溫度監(jiān)控。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>　　關(guān)鍵詞：溫度采集；AVR；紅外發(fā)送接收；Atmega16；報(bào)警系統(tǒng)；</p><p>　　INTELLIGENT REMOTE CONTROL THERMOSTAT SYSTEM F

14、OR INDOOR ABSTRACT</p><p>　　Variety of indoor temperature regulation system of the present, indoor gas heater thermostat system, groundwater system indoor thermostat, programmable room thermostat system. T

15、emperature indoor environment not only to provide a good human living space, butalso to many types of animals, plants provide the best living room. The subject of electronicinformation technology, micro-computer technolo

16、gy in design,composed of a micro-computer control and data processing, memory, intelligent remote contr</p><p>　　Key words: temperature measurement；AVR；infrared sending and receiving;Atmega16.</p><

17、;p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 緒論………………………..……………………………….……………….…...……….....1</p><p>　　1.1 智能調(diào)溫系統(tǒng)的發(fā)展…….……..……………………………….…………….…........2</p><p>　　1.2 課題的背景和來源……..………………

18、……………….……………….….…....…....3</p><p>　　1.3 課題研究的內(nèi)容……..……………………………….……………….……...…..........4</p><p>　　2 智能調(diào)溫系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案…………..………………………….…………….…...….......5</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)要求……..…………………………

19、…….………………......................................5</p><p>　　2.2 各模塊方案選擇與論證…......……………………….……………….…….................5</p><p>　　2.2.1 設(shè)計(jì)思路.……..…………………….………………......................................

20、....5</p><p>　　2.2.2 控制模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇………………..................................................5</p><p>　　2.2.3 溫度采集模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇………………..........................................6</p><p>　　

21、2.2.4 顯示模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇………….………………….............................6</p><p>　　2.2.5 語(yǔ)音模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇……………………...………………...............7</p><p>　　2.2.6 鍵盤模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇..........................................

22、................................7</p><p>　　2.2.7 電源模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇……………..……………………….....……...8</p><p>　　2.2.8 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇..................................................................8</p&

23、gt;<p>　　2.2.9 紅外遙控模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇..................................................................8</p><p>　　2.3系統(tǒng)各模塊的最終方案…………………..…………………………………………..8</p><p>　　3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)…………………………………………………

24、………………….....12</p><p>　　3.1 整體電路的設(shè)計(jì)…….......…...…………………………………...............................12</p><p>　　3.2 溫度采集下位機(jī)電路設(shè)計(jì)………..……..……..…………………………...............13</p><p>　　3.3鍵盤模塊電路設(shè)計(jì)…

25、………………………………………..………..……....…......14</p><p>　　3.4語(yǔ)音模塊硬件路設(shè)計(jì)………….......……………..………….....................................14</p><p>　　3.5電源模塊硬件路設(shè)計(jì)……………………………………………………..................15</p>

26、<p>　　3.6 控制電路的設(shè)計(jì).........................................................................................................16</p><p>　　3.7 紅外發(fā)射與接收模塊………………………………………………………….........16</p><p>　

27、　3.8 通信模塊的設(shè)計(jì).........................................................................................................18</p><p>　　3.9 本章小結(jié)………………………………………………………………………….19</p><p>　　4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).........

28、...........................................................................20</p><p>　　4.1 系統(tǒng)程序整體設(shè)計(jì).......................................................................................................20<

29、;/p><p>　　4.2下位機(jī)系統(tǒng)程序流程圖如4.1……………………………...……..……..........20</p><p>　　4.3 上位機(jī)系統(tǒng)程序流程圖4.2…………………………………………………………21</p><p>　　4.4 單片機(jī)串行通信程序的設(shè)計(jì)................................................

30、....................................22</p><p>　　5系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)量.……………………...………………………….................................24</p><p>　　5.1 測(cè)量?jī)x器………………………………………………………………….………… 24</p><p>　　5.2 指標(biāo)測(cè)

31、試和測(cè)試結(jié)果………………………………………………………………..24</p><p>　　5.2.1 溫度與輸入電壓值的測(cè)試.................................................................................24</p><p>　　5.2.2 MAX141模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的基準(zhǔn)電壓的測(cè)試……………………………...

32、......24</p><p>　　5.3 結(jié)論…………..............................................................................................................25</p><p>　　6 設(shè)計(jì)總結(jié)………………………………………………………………………………….26<

33、/p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………….……………………...…………………………......................27</p><p>　　致謝……..……………………………….……………………..…………………………….28</p><p>　　附錄A電子元器件明細(xì)表………………………………………………………………….29</p><

34、;p>　　附錄B系統(tǒng)整體原理圖……………………………………………………………………..30</p><p>　　附錄C 部分程序清單…………………………………………………………………….…31</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　目前室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)多種多樣，燃?xì)鉄崴魇覂?nèi)調(diào)溫系統(tǒng)、地下水室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)、可

35、編程室內(nèi)自動(dòng)調(diào)溫系統(tǒng)等。恒溫室內(nèi)環(huán)境不但給人類提供了良好的生活空間，也給很多類型的動(dòng)物、植物提供了最佳的生活空間。本課題采用電子信息技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，組成一個(gè)由微型計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)處理、記憶的智能遙控室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括溫度傳感器，輸出控制模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊，溫度顯示模塊和溫度調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路、紅外接收、語(yǔ)音播報(bào)七個(gè)部分。整個(gè)系統(tǒng)的核心是進(jìn)行溫度監(jiān)控，完成了課題所對(duì)應(yīng)的要求&

36、lt;/p><p>　　本溫度監(jiān)控系統(tǒng)由8位AVR型單片機(jī)為主控制器，以高精度AD590為溫度傳感器，通過16位AD MAX1415轉(zhuǎn)換得到數(shù)字量供單片機(jī)分析處理；然后單片機(jī)通過軟件分析計(jì)算后將溫度值通過12864液晶顯示，通過ISD1720語(yǔ)音芯片進(jìn)行播報(bào)，同時(shí)將分析的數(shù)值通過射頻模塊發(fā)送出去，方便人們進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。該系統(tǒng)能夠精確測(cè)量0.1攝氏度以內(nèi)的溫度，該系統(tǒng)同時(shí)設(shè)有可通過紅外遙控設(shè)定報(bào)警上線和下線值模塊，語(yǔ)音

37、播報(bào)更具人性化，液晶界面友好，還可以擴(kuò)展功能，是理想的溫度監(jiān)控報(bào)警的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　1.1 智能室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)的發(fā)展</p><p>　　溫度是表征物體冷熱程度的物理量，它在工業(yè)自動(dòng)化、家用電器、環(huán)境保護(hù)、安全生產(chǎn)和汽車工業(yè)等行業(yè)中都是基本的檢測(cè)參數(shù)之一。溫度是溫度監(jiān)控系統(tǒng)中最基本、最為核心的衡量指標(biāo)，也是測(cè)溫系統(tǒng)中最為重要的被控參數(shù)，因此對(duì)溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)一直是一個(gè)重要的

38、研究課題。因此，測(cè)量溫度的儀器在測(cè)溫系統(tǒng)中占有至關(guān)重要的地位。</p><p>　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665一87對(duì)傳感器(Sensor)下的定義是:“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是

39、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。而溫度傳感器是最早開發(fā)，應(yīng)用最廣的一類傳感器。</p><p>　　溫度傳感器的使用范圍廣，數(shù)量多，居各種傳感器之首。</p><p>　　溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下3個(gè)階段:</p><p>　　(1) 傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器(含敏感元件)，主要是能夠進(jìn)行非電量和電量之間轉(zhuǎn)換;</p><p>　　(2

40、) 模擬集成溫度傳感器/控制器;</p><p>　　(3) 智能溫度傳感器。</p><p>　　目前，國(guó)際上新型溫度傳感器正從模擬式想數(shù)字式、集成化向智能化網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。溫度傳感器按傳感器與被測(cè)介質(zhì)的接觸方式可分為兩大類:一類是接觸式溫度傳感器，一類是非接觸式溫度傳感器。接觸式度傳感器的測(cè)溫元件與被測(cè)對(duì)象要有良好的熱接觸，通過熱傳導(dǎo)及對(duì)流理達(dá)到熱平衡，顯示值即為被測(cè)對(duì)象的溫度。

41、這種測(cè)溫方法精度比較高，并可測(cè)量物體內(nèi)部的溫度分布。但對(duì)于運(yùn)動(dòng)的、熱容量比較小的及對(duì)感溫元件有腐蝕作用的對(duì)象，這種方法將會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。非接觸測(cè)溫的測(cè)溫元件與被測(cè)對(duì)象互不接觸[2]。常用的是輻射熱交換原理。此種測(cè)溫方法的主要特點(diǎn)是可測(cè)量運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的小目標(biāo)及熱容量小或變化迅速的對(duì)象，也可測(cè)量溫度場(chǎng)的溫度分布，但受環(huán)境的影響比較大。</p><p>　　智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)是在20世紀(jì)90年代中期問世

42、。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶。目前，國(guó)際上己開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器(或寄存器)和接口電路。</p><p>　　隨著科技的不斷發(fā)展，智能溫度傳感器發(fā)展的新趨勢(shì):</p><p>　　(1)提高測(cè)溫精度和分辨力;</p><p>　　(2)增加測(cè)試功能。<

43、/p><p>　　另外，智能溫度傳感器正從單通道向多通的方向發(fā)展，這為研制和開發(fā)多路溫度測(cè)控系統(tǒng)創(chuàng)造了良好條件。近年來，隨著工業(yè)生產(chǎn)效率的不斷提高，自動(dòng)化水平與范圍的不斷擴(kuò)大，對(duì)溫度檢測(cè)技術(shù)的要求也愈來愈高，各國(guó)專家都在有針對(duì)性地研究各種特殊而實(shí)用的測(cè)溫技術(shù)，并取得了重大進(jìn)展。</p><p>　　1.2 課題的背景和來源</p><p>　　溫度是人們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|最

44、多的物理量，人們的日常生活、動(dòng)植物的生存繁衍和周圍環(huán)境的溫度息息相關(guān)，石油、化工、冶金、紡織、機(jī)械制造、航空航天、制藥、煙草、檔案保管、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域?qū)囟纫灿兄^高的要求。例如:印刷車間的溫度控制水平對(duì)印刷質(zhì)量有很大的影響;為防止庫(kù)存武器彈藥、金屬材料等物品霉?fàn)€、生銹，必須保持環(huán)境溫度不能過高和干燥;而水果、種子、肉類等的保存也需要保證一定的溫度;在礦山、棉麻、塑料、食品生產(chǎn)加工等企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境中，如果空氣溫度不適應(yīng)，極易發(fā)生不良反應(yīng)

45、。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多新興產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境提出了更高的要求:制造大規(guī)模集成電路需要極高的空氣潔凈度，生物化學(xué)制藥需要精確的溫度控制。因此，對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)和控制己成為生產(chǎn)過程中非常重要的技術(shù)要求。目前，溫度傳感器已廣泛應(yīng)用于氣象、農(nóng)林、冶金、化工、紡織、食品、家用電器、交通等許多領(lǐng)域。溫度技術(shù)被廣泛應(yīng)用于人們的日常生產(chǎn)和生活當(dāng)中，傳感器無(wú)疑是測(cè)量系統(tǒng)中重要的組成部分。但是伴隨傳感器而來的是大量的數(shù)

46、據(jù)線纜。眾多的線纜不僅帶來布線復(fù)雜的不便，而且存在著短路、斷線隱患，成本高、易老化，錯(cuò)綜復(fù)雜的線路還給系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)增加了難度。同時(shí)對(duì)于一些臨時(shí)使用的傳感器，搭接線纜十分不便。因此，尋找一種便捷的、能夠滿足數(shù)據(jù)通信要求的無(wú)線通信技術(shù)，以解除線纜搭接復(fù)雜的困擾，成為一個(gè)函需解決的問題。無(wú)線通信技術(shù)與有線通信技術(shù)相比，有成本低、攜帶方便、不必穿墻鉆孔布線、搭建網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單快捷等優(yōu)點(diǎn)。特別是在有線網(wǎng)絡(luò)不通暢或現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素受限不便架設(shè)線路的情況下

47、，使用無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸顯得更加實(shí)用、高效、快捷。</p><p>　　1.3 課題研究的內(nèi)容</p><p>　　本課題所研究的溫度采集系統(tǒng)是微電子技術(shù)在溫度測(cè)量方面的一個(gè)具體應(yīng)用。該系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾方面:</p><p>　　(1)選用溫度傳感器時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮測(cè)量精度高，抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，信號(hào)易于處理、傳送，便于多路測(cè)量，安裝方便，維

48、護(hù)簡(jiǎn)單，環(huán)境溫度補(bǔ)償容易的器件。</p><p>　　(2)在硬件設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)單實(shí)用、易于實(shí)現(xiàn)，應(yīng)盡量使用各種總線技術(shù)，以節(jié)約系統(tǒng)有限的I/O資源，并使系統(tǒng)電路盡量簡(jiǎn)單。</p><p>　　(3)在硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì)時(shí)，一定要增加抗干擾措施，提高系統(tǒng)的抗干擾能力，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。</p><p>　　(4)軟件設(shè)計(jì)必須要有完善的思路，要充分考慮到各傳

49、感器時(shí)序，做到程序簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。</p><p>　　2 智能調(diào)溫系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)要求 </b></p><p>　　1.12864液晶顯示：在條文運(yùn)行過程中有顯示界面提示欲行的狀態(tài)。</p><p>　　2.紅外通訊：遙控器和調(diào)溫系統(tǒng)之間采用紅外通訊。</p>

50、<p>　　3.鍵盤：控制面板上有三個(gè)按鍵。一個(gè)功能鍵，另兩個(gè)分別是增加鍵和減少鍵。</p><p>　　4 溫度設(shè)置：通過以上三個(gè)按鍵或者紅外遙控可以設(shè)置16檔的調(diào)溫運(yùn)行。</p><p>　　5.語(yǔ)音播報(bào)：語(yǔ)音報(bào)警。</p><p>　　2.2 各模塊方案選擇和論證</p><p>　　2.2.1 設(shè)計(jì)思路</p>

51、<p>　　題目的大部分要求還是在發(fā)揮部分，要做到滿足題目要求的同時(shí)有大較大的創(chuàng)新點(diǎn)。因此我們加入了無(wú)線收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，和語(yǔ)音報(bào)警模塊，和溫度上升過程記錄且繪制過程曲線。</p><p>　　所以總共包括以下部分：溫度采集，菜單顯示，無(wú)線收發(fā)，語(yǔ)音報(bào)警，紅外收發(fā)，溫度記錄。這么大的工程量，為求的系統(tǒng)的穩(wěn)定，且有較大的靈活性，我們采用了5片AVR，一片Atmega16作為主機(jī)，他接收無(wú)線發(fā)來的A

52、D值和紅外發(fā)來的按鍵代碼值，予以處理；控制語(yǔ)音模塊實(shí)現(xiàn)報(bào)警和實(shí)時(shí)溫度讀數(shù)；將溫度數(shù)據(jù)記錄到片里EPROM，實(shí)現(xiàn)全程監(jiān)控。</p><p>　　由于每一個(gè)溫度計(jì)之間有一定的誤差，為適應(yīng)這一點(diǎn)，我們?cè)黾恿诉m應(yīng)性操作，就是用系統(tǒng)自動(dòng)記錄當(dāng)前AD值，人工輸入當(dāng)前的溫度值，且系統(tǒng)將記錄到EPROM里，實(shí)現(xiàn)一張簡(jiǎn)單的表，我們只要記錄10 個(gè)就可以了，十分方便。</p><p>　　當(dāng)EPROM記滿了，

53、將不在寫入，直到有擦除溫度記錄命令為止。</p><p>　　同時(shí)為增加系統(tǒng)絕對(duì)可控性，增加了矩陣鍵盤。在調(diào)試時(shí)可作為標(biāo)志鍵使用，對(duì)調(diào)試程序很方便。</p><p>　　2.2.2 控制器模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇</p><p>　　題目任務(wù)是制作一個(gè)基于單片機(jī)的溫度監(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)

54、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)成熟和成本低等優(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)行檢測(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

55、溫度傳感器通過AD轉(zhuǎn)換傳來的數(shù)據(jù)。</p><p>　　2.2.3 溫度采集模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇</p><p>　　方案一:用熱電偶測(cè)溫優(yōu)點(diǎn)是測(cè)溫范圍寬，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，而且成本高，操作復(fù)雜。</p><p>　　方

56、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。</p><p>　　方案三:利用數(shù)字溫度傳感器，18B20，測(cè)量溫度范圍為- 55 ℃～+ 125 ℃,在- 10 ℃～ + 85 ℃范圍內(nèi),精度為

57、7;0.5 ℃.DS1822 的精度較差,為±2 ℃.不符合本系統(tǒng)要求。</p><p>　　方案四:利用集成溫度傳感器，當(dāng)電源電壓在5~15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)范圍內(nèi)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

58、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)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，綜合考慮選用MAX1416，MAX1416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Σ-Δ調(diào)制器，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范圍：</p><p>　　Data=10×2/2500×32767=262.

59、3</p><p>　　理論上可達(dá)到0.0038℃的精度，這對(duì)于0.1℃的精度來說是完全夠了。</p><p>　　所以我們選擇方案四。</p><p>　　2.2.4 顯示模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇</p><p>　　之所以我選擇12864液晶顯示器：</p><p>　　1精確及時(shí)還原所需信息。液晶顯示器采用的是直接

60、數(shù)碼尋址的顯示方式，它能夠?qū)@卡輸出的視頻信號(hào)經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換之后，根據(jù)信號(hào)電平中的"地址"信號(hào)，直接將視頻信號(hào)一一對(duì)應(yīng)的在屏幕上的液晶像素上顯示出來。</p><p>　　2、顯示字符銳利。畫面穩(wěn)定不閃爍。液晶顯示獨(dú)特的顯示原理決定了其屏幕上各個(gè)像素發(fā)光均勻，而且紅綠藍(lán)三基色像素緊密排列，視頻信號(hào)直接送到像素背后的以驅(qū)動(dòng)像素發(fā)光。 </p><p>　　3、屏幕調(diào)節(jié)方

61、便。液晶顯示器的直接尋址顯示方式，使得液晶顯示器的屏幕調(diào)節(jié)不需要太多的幾何調(diào)節(jié)和線性調(diào)節(jié)以及顯示內(nèi)容的位置調(diào)節(jié)。</p><p>　　2.2.5 語(yǔ)音模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇</p><p>　　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

62、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。</p><p>　　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，包括內(nèi)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），以及可定制的信息操作指示音效。芯片內(nèi)部 包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)

63、前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。優(yōu)點(diǎn)是是可錄、放音十萬(wàn)次，存儲(chǔ)內(nèi)容可以斷電保留一百年，兩種控制方式，兩種錄音輸入方式，兩種放音輸出方式?？商幚矶噙_(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 0x0010—0x00FF；真正錄音去范圍</p><p>　　T=0x00FF-0x0010+1=240 位</p>

64、<p>　　錄音時(shí)間可達(dá)20秒，通過軟件控制可進(jìn)行分段錄音，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。若想增加功能可進(jìn)行用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)。綜上所述語(yǔ)音播報(bào)模塊 我們選擇ISD1720。</p><p>　　2.2.6 鍵

65、盤模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇</p><p>　　本系統(tǒng)鍵盤主要用來設(shè)置上限下限溫度，進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)，12864 菜單鍵盤 ，數(shù)據(jù)輸入按鈕。</p><p>　　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。</p><p>　　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)行16個(gè)按鍵的設(shè)置，完全達(dá)到

66、設(shè)計(jì)的需求。</p><p>　　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。</p><p>　　2.2.7 電源模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇</p><p>　　系統(tǒng)需要多個(gè)電源，單片機(jī)使用2.7-5V電壓，語(yǔ)音模塊是2.4—5.5V，液晶需要3—5V。綜合可知電源設(shè)置5V即可。</p><p>　　方案一：采用升壓

67、型穩(wěn)壓電路。用兩片MC34063芯片分別將3V的電池電壓進(jìn)行直流斬波調(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。</p><p>　　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。</p><p>　　綜上所述，選擇方案二，采用三端穩(wěn)壓器電路。<

68、/p><p>　　2.2.8 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇</p><p>　　要記錄的數(shù)據(jù)包括10個(gè)AD值和10個(gè)溫度值，總共要40字節(jié)，記錄存儲(chǔ)溫度值還有216字節(jié)的空間，因此采用單片機(jī)里集成已經(jīng)夠用了。</p><p>　　2.2.9 紅外遙控模塊設(shè)計(jì)方案論證與選擇</p><p>　　方案一：用2262和2272夠成紅外遙控器。專用的

69、紅外發(fā)射為2262IR型，才，但是發(fā)現(xiàn)用這兩組組合的效果并不是很好，且數(shù)據(jù)傳輸效果也不理想，自主性不高。</p><p>　　方案二：用單片機(jī)自己編碼和解碼，采用A8的CTC產(chǎn)生38KHz載波，準(zhǔn)確度好，在用另一A8的捕獲口作為接收口。效果很理想。</p><p>　　綜上所述才用單片機(jī)編碼和解碼。</p><p>　　2.3系統(tǒng)各模塊的最終方案</p>

70、<p>　　經(jīng)過仔細(xì)分析和論證，決定了各模塊的最終方案如下。</p><p>　　控制模塊：采用Atmega8 和Atmega16雙CPU控制；</p><p>　　電源模塊：采用三端穩(wěn)壓電路。</p><p>　　溫度采集模塊：采用高精度集成傳感器AD590。AD采用MAX1416。</p><p>　　鍵盤模塊：采用矩陣式鍵

71、盤。</p><p>　　顯示模塊：采用點(diǎn)陣式12864 液晶顯示。</p><p>　　語(yǔ)音模塊：采用ISD1720語(yǔ)音芯片。</p><p>　　紅外部分模塊：采用單片機(jī)解碼和譯碼。</p><p>　　系統(tǒng)基本框圖如圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1 溫度監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)方框圖</p><

72、;p>　　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，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)行分析控制類型 ，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)

73、音。</p><p>　　3.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　3.1 整體電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　本文所設(shè)計(jì)的溫度采集系統(tǒng)的電路原理圖如圖3.1所示，它是由電源模塊，溫度采集模塊，主控單元以及通信模塊組成。</p><p>　　圖3.1 溫度采集系統(tǒng)的電路原理圖</p><p>　　3.2溫度采集下位機(jī)

74、電路設(shè)計(jì)</p><p>　　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，輸入到MAX1416，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)。</p><p>　　圖3.2 AD590傳感器采集和AD1516接口電路</p><p

75、>　　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，采集的電流和將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),然后MAX1516差分輸入，MAX1516采用外部基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)，由于內(nèi)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。</p><p><b>　　= *R </b></p><p>　　為AD

76、590輸出的電流變化</p><p><b>　　R為10K</b></p><p><b>　　=（-2.5）*2</b></p><p>　　為AD590經(jīng)10K電阻轉(zhuǎn)換來的電壓</p><p><b>　　如果AD轉(zhuǎn)換值則：</b></p><p>

77、;　　=(2.5*)/32768××</p><p>　　3.3鍵盤模塊電路設(shè)計(jì)</p><p>　　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)通過讀入鍵值的高低電平來區(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，通常的辦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

78、按鍵較多的系統(tǒng)之中。行列式鍵盤通過I/O線組成行、列結(jié)構(gòu)，按鍵設(shè)置在行、列的交叉點(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。如圖3.3所示。一個(gè)4x4的行列結(jié)構(gòu)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。</p><p>　　圖3.3 4x4矩陣鍵盤</p><p>　　3

79、.4語(yǔ)音模塊硬件路設(shè)計(jì) </p><p>　　此模塊選用ISD1700 語(yǔ)音芯片，此芯片內(nèi)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、振蕩器與內(nèi)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，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活，可進(jìn)行軟件控制語(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

80、機(jī)中，芯片最大可以錄制255段語(yǔ)音。如圖</p><p>　　圖3.4 ISD1700語(yǔ)音芯片電路</p><p>　　ISD1700 的獨(dú)立按鍵工作模式錄放電路非常簡(jiǎn)單（如圖3.4），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)來提示芯片的工作狀態(tài)，并且伴隨有提示音，用戶

81、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11（MIC-）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（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。</p><p>　　3.5電源模塊硬件路設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)單片機(jī)ATmeg

82、a 及其接口電路電源的要求，需要5V的穩(wěn)定電源。各部分的工作電流的大小，估計(jì)總電流在350mA左右。按此計(jì)算：</p><p>　　P=5V×350mA=1.75W</p><p>　　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780

83、5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3.5所示。</p><p>　　圖3.5系統(tǒng)電源電路</p><p>　　3.6控制電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　用于本系統(tǒng)外圍接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

84、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。</p><p>　　Atmega16的最小系統(tǒng)就外圍電路（如圖3.6）</p><p>　　圖3.6 Atmega16的最小系統(tǒng)及外圍電路</p><p>　　3.7 紅外發(fā)射與接收模塊</p><p>　　本系統(tǒng)采用Atmega8為發(fā)射與

85、接收，硬件設(shè)計(jì)十分簡(jiǎn)單，發(fā)射部分采用四級(jí)1.2v電池供電。接收部分的電源由主機(jī)供給。</p><p>　　圖3.7 發(fā)射部分電路圖</p><p>　　圖3.8 接收部分電路</p><p>　　3.8 通信模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于系統(tǒng)RS－232信號(hào)的電平和單片機(jī)串口信號(hào)的電平不一致，必須進(jìn)行二者之間的電平轉(zhuǎn)換，在此使用的集成電

86、平轉(zhuǎn)換芯片MAX232為RS－232／TTL電平轉(zhuǎn)換芯片。它只使用單＋5V為其工作，可完成RS-232電平與TTL電平之間的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　中央處理器CPU和外界的信息交換稱為通信。全雙工的串行通信僅需一根發(fā)送線和一根接受線，半雙工串行通信用一根線發(fā)送或接收，串行通信適合于遠(yuǎn)距離通信，雖然速度慢，但成本可以大為降低。</p><p>　　串行通信有兩種基本方式：異步通信方式和同

87、步通信方式。異步通信方式是按字符傳送的，字符的前面有一個(gè)起始位（0），后面有一個(gè)停止位（1），這是一種起止式的通信方式，字符之間沒有固定的間隔長(zhǎng)度。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳送的可靠性較高，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，缺點(diǎn)是通信效率比較低。RS-232通信硬件電路圖如圖3.5所示</p><p>　　圖3.9 RS-232通信硬件電路圖</p><p><b>　　3.9 本章小結(jié)</b&

88、gt;</p><p>　　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，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)行分析控制類型 ，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)

89、按鍵按下后，其控制ISD1720播報(bào)語(yǔ)音。</p><p>　　本設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括溫度傳感器，輸出控制模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊，溫度顯示模塊和溫度調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路、紅外接收、語(yǔ)音播報(bào)七個(gè)部分。整個(gè)系統(tǒng)的核心是進(jìn)行溫度監(jiān)控，完成了課題所對(duì)應(yīng)的要求</p><p>　　本章完成了溫度采集系統(tǒng)整體電路設(shè)計(jì)對(duì)各塊電路的做了一定的分析，在設(shè)計(jì)的過程中，也或多或少的遇到一些問題，最后通過查閱相關(guān)資料和指導(dǎo)老師的耐心

90、講解，這些問題將一一解決，最后成功完成了該溫度采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 系統(tǒng)程序整體設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。程序是在Windows XP 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

91、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給上位機(jī)，Atmega16作為上位機(jī)接受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，若需要語(yǔ)播報(bào)則控制單片機(jī)控制ISD1700.主程序在Atmega16單片機(jī)中。</p><p>　　4.2 下位機(jī)系統(tǒng)程序流程圖如4.1</p><p>　　圖4.1下位機(jī)

92、系統(tǒng)程序流程圖</p><p>　　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)行從小到大排列，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)。</p><p>　　4.3 上位機(jī)系統(tǒng)程序流程圖4.2.</p><p>　　圖4.2 上位機(jī)系統(tǒng)程序流程</p>&

93、lt;p>　　單片機(jī)串行通信程序的設(shè)計(jì)</p><p>　　串行中斷程序流程圖如圖4.7所示</p><p>　　圖4.3 串行中斷程序流程圖</p><p><b>　　5系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)量</b></p><p><b>　　5.1 測(cè)量?jī)x器</b></p><p>　

94、　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)行了實(shí)際的測(cè)試。</p><p>　　測(cè)量使用的儀器設(shè)備如表5.1所示</p><p>　　表5-1 測(cè)試使用的儀器設(shè)備</p><p>　　5.2 指標(biāo)測(cè)試和測(cè)試結(jié)果</p><p>　　5.2.1 溫度與輸入電壓值的測(cè)試</p><p>　　采用深圳勝利公

95、司的數(shù)字萬(wàn)用表用來測(cè)量輸入AD的的電壓值i，然后記錄儀表顯示的溫度，生成表5-2</p><p>　　表5-2 溫度—電壓值記錄表</p><p>　　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 </p><p>　　M=10mv/℃，溫度沒上升一度，輸入AD的電壓值將變化10mv。</p><p>　　5.2.2 MAX1

96、416模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的基準(zhǔn)電壓的測(cè)試</p><p>　　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攝氏度,復(fù)合設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　5.3結(jié)論</b></p><p>　　本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下功能：</p

97、><p>　?。?）溫度測(cè)量范圍： 0～300℃，誤差≤0.1℃；</p><p>　　（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，顯示精確度≤0.1℃；</p><p>　　（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)碼管顯示精確度≤0.1℃；</p><p>　　（4）設(shè)定溫度值與實(shí)際溫度值保持一致，誤差≤1℃；

98、</p><p>　　（5）當(dāng)溫度超出測(cè)量范圍時(shí)，能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警報(bào)警；</p><p>　?。?）射頻模塊無(wú)線發(fā)送（發(fā)射距離﹥100米）；</p><p>　?。?）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。</p><p><b>　　6 設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　本設(shè)

99、計(jì)完成了智能室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由8位AVR型單片機(jī)為主控制器，以高精度AD590為溫度傳感器，通過16位AD MAX1415轉(zhuǎn)換得到數(shù)字量供單片機(jī)分析處理，然后單片機(jī)通過軟件分析計(jì)算后講溫度值通過12864液晶顯示，通過ISD1720語(yǔ)音芯片進(jìn)行播報(bào)，同時(shí)將分析的數(shù)值通過射頻模塊發(fā)送出去，方便人們進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。該系統(tǒng)能夠精確測(cè)量0.1℃以內(nèi)的溫度，該系統(tǒng)同時(shí)設(shè)有可通過紅外遙控設(shè)定報(bào)警上線和下線值模塊，語(yǔ)音播報(bào)更具人性化，液晶界面友好，

100、還可以擴(kuò)展功能，是理想的溫度監(jiān)控報(bào)警的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來工程師重要的一步。從最初的選題，開題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個(gè)過程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。</p><p>　　通過這次實(shí)踐，我鍛煉了工程設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一

101、次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。 </p><p>　　但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解，等等。這次實(shí)踐是對(duì)自己大學(xué)四年所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)

102、，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人，電子信息產(chǎn)業(yè)添上自己的微薄之力。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王家楨，王俊杰.傳感器與變送器[M]. 北京:清華大學(xué)出版社1996年</p><p>　　[2] 羅四維.傳感器應(yīng)用電路[M].北京:電子工業(yè)出版社,1993年</p

103、><p>　　[3] 曾禹村，信號(hào)與系統(tǒng)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社，1992年</p><p>　　[4] 周培森，自動(dòng)檢測(cè)與儀表[M] .北京:清華大學(xué)出版社,1987年</p><p>　　[5] 何克思 李偉.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1998.4 </p><p>　　[6] 孫增圻 張?jiān)倥d 鄧志東.智能控制理論與

104、技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社,1997</p><p>　　[7] 潘新民.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù) [M].北京：人民郵電出版社，1999.9</p><p>　　[8] 徐愛鈞，智能化測(cè)量控制儀表原理與設(shè)計(jì)[M]，北京航空航天大學(xué)出版社，1999</p><p>　　[9] 王秀玲，微型計(jì)算機(jī)A/D，D/A轉(zhuǎn)換技術(shù)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]，清華大學(xué)出版社，1984

105、</p><p>　　[10] 張福學(xué)編，現(xiàn)代實(shí)用傳感器電路[M]中國(guó)計(jì)量出版社，1997</p><p>　　[11] 沈兆軍;數(shù)字變頻空調(diào)智能控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];華東師范大學(xué);2006年</p><p>　　[12] 武衛(wèi)華;基于模糊自整定PID的溫控系統(tǒng)研究[J];電子質(zhì)量;2003年05期</p><p>　　[13] Nic

106、holas H T, III H .Samulei, Kim B．The optimization of direct digita frequency synthesizer performance in the presence of finite word lengtheffects, IEEE Proc 42th AFCS，1988</p><p><b>　　致謝<

107、/b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我非常感謝我的導(dǎo)師，因?yàn)槲以诠緦?shí)習(xí)，所以很多關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)的消息不是那么靈通，多虧了老師的及時(shí)通知和不斷督促使我做好畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的每一塊，并對(duì)我不斷鼓勵(lì)以及耐心的教導(dǎo)，在他的幫助下，我才會(huì)順利的做完這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。因此，在這里，我要真心的對(duì)老師說聲謝謝！這次設(shè)計(jì)的完成,與各位任課老師平時(shí)的教導(dǎo)是密不可分的,在此對(duì)所有給予我教導(dǎo)的老師致以我最誠(chéng)摯的謝意!同時(shí),有許多同

108、學(xué)在我有困難時(shí)給予的幫助也是我這次設(shè)計(jì)順利完成的保證,在此對(duì)所有幫助過我的同學(xué)一并表示感謝!</p><p>　　在這整個(gè)的學(xué)習(xí)過程中，我體會(huì)到了做設(shè)計(jì)的各種酸甜苦辣，但也鞏固了所學(xué)的各種知識(shí)，提高了對(duì)各種知識(shí)融會(huì)貫通的能力,這段經(jīng)歷使我獲益匪淺，也十分感謝以上各位對(duì)我的幫助。</p><p>　　附錄A 電子元器件明細(xì)表</p><p>　　附錄B 系統(tǒng)整

109、體原理圖</p><p>　　附錄C 部分程序清單</p><p>　　/*====================================*/</p><p><b>　　/*大液晶顯示*/</b></p><p><b>　　/*8M晶振*/</b></p><p&

110、gt;　　/*包含了測(cè)試程序,和到圖形顯示程序*/</p><p>　　/*====================================*/</p><p>　　#include"iom16v.h"</p><p>　　#include"macros.h"</p><p>　　#includ

111、e"math.h"</p><p>　　#include"yejing.h"</p><p>　　#include"wuguan.h"</p><p>　　#include"External.h"</p><p>　　#include"play.h&qu