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1、第29卷第6期惠州学院学报(自然科学版)Vol1291No162009年12月JOURNALOFHUIZHOUUNIVERSITYDec12009基于SPCE061A单片机的语音播报温度计的设计罗萍(惠州学院电子系,广东惠州516007)摘要:主要针对一般电子温度计,研究了被测温度值存在只能检测和数字显示、不可以语音播出的实际问题,运用16位单片机控制、利用集成单线温度传感器,设计出了一种语音播出温度计。实验结果证明:该装置不仅可以对环境温度进行检测与数字显示,还具有温度值的语音播报功能,其效果清晰悦耳
2、。关键词:电子温度计;单片微型计算机;集成温度传感器;语音播报中图分类号:TP39文献标识码:A文章编号:1671-5934(2009)06-0066-031前言电子温度计测量温度的方法,一般是利用热电偶、热敏电阻或半导体PN结特性的参数能随温度而变化的特性,将温度的变化转换为模拟电量的变化;再经过信号调理放大、模/数转换、变换成随温度而变化的数字信号;然后送入数字电路或单片机,经过数据处理后再显示出被测量的温度值,或进行温度的控制。这种方式存在着模拟量电信号调理放大电路和模/数转换电路结构复杂、调试工
3、作量大、对电路元器件精度要求高等诸多缺点。新型的单线集成温度传感器将温度/电量转换、模拟电量调理放大和模/数转换等集成在一个芯片上,克服了分立元件测温电路的缺点,并具有小型化、品种多、使用方便和成本低等优点,自问世以来得到了迅速的发展,被广泛应用于温度测量、或温度监控系统中。将语音播报功能引入到电子温度计,可使盲人和视力低弱人群方便地掌握环境温度,更使得该类温度测量、监控的电子装置设计更加完美,更具智能化和人性化。2系统总体结构一种语音播报功能的温度计,由集成温度传感器、单片机电路、LED接口电路、半导
4、体数字显示电路、音频放大电路和控制开关电路组成,具有线路简单,低功耗、体积小等特点。系统总体结构如图1所示。图1收稿日期:2009-08-17作者简介:罗萍(1955-),女,甘肃临洮人,讲师,研究方向为电子技术和单片机应用。第6期罗萍:基于SPCE061A单片机的语音播报温度计的设计·67·由单片机控制实现读取集成温度传感器温度值及数据处理、数字语音处理、温度值语音播报和温度值的数字显示等等。功能开关电路实现对温度语音播报的控制;音频放大电路完成对温度值模拟信号的电流/电压转换、电压放大、音量控制和语
5、音输出;LED接口电路和半导体数字显示器的功能是实现温度值的数字化显示。[1]温度检测采用了DALLAS半导体公司生产的“一线总线”接口的集成温度传感器DS18B20。现场温度可直接通过一根通信线以串行数据方式传输,可大大提高了系统的抗干扰性;并且电子线路结构简单、调试方便,而且温度测量精度较高、转换速度快。[2]数字语音处理可分为ADC、编码、存储、解码、DAC等部分。凌阳SPCE061A16位单片机,具有单片机的基本功能,其内部还设置有:10位精度的模/数转换器和10位精度的数/模转换器、2K字的S
6、RAM、32K字的闪存FLASH;具有DSP功能,有很强的信息处理能力,最高时钟可达到49MHZZ,具备了运算速度高的优势,为语音信息的录制、存储和播出提供了充足的条件;凌阳SACM-LIB库,分别把数字语音处理中的各部分作为了相应的模块,并配给了所对应的应用程序接口API,按需要调用该API函数即可实现语音处理功能。本设计采用SPCE061A单片机实现数字语音处理,检测温度值的语音播出达到了清晰悦耳的语音效果。3系统设计311硬件电路设计[3]语音播报温度计的硬件电路,由SPCE061A单片机电路、D
7、S18B20集成温度传感器、半导体数字显示电路、音频放大电路、控制开关电路组成,如图2所示。图2K、R15是“温度语音播报”控制电路。控制开关K每按下一次,单片机的IOB2端得到一个跳变的脉冲信号,单片机则控制语音播报出检测温度值。集成温度传感器的一线特性使得该器件与单片机的接口电路十分的简单,数据端口与单片机的IOB0连接,实现数据的串行通信,R19是集成温度传感器的上拉电阻。温度以三位七段数字形式显示,数字集成电路74LS373和七段数字显示器组成了经典的动态扫描方式工作[4][5]的半导体数字显示
8、电路。74LS373是八D锁存器,用来锁存单片机提供的七段数字代码,IOA8、IOA9、IOA10是显示器位的控制;半导体数字显示器采用共阴极结构的七段发光二极管。·68·惠州学院学报(自然科学版)2009年第29卷由单片机数字语音处理后的温度值,以模拟电流信号的形式在DAC1端输出;A2、喇叭、电位器R19、电阻R17、C13、C14、C15组成音频电压放大电路,将模拟电流信号转换为模拟电压信号、并进行放大,再经喇叭播报出被测温度值。调节
