智能遙控室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計

PAGE 智能遙控室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計摘要目前室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)多種多樣，燃氣熱水器室內(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)、微型計算機技術(shù)進行設(shè)計，組成一個由微型計算機控制和數(shù)據(jù)處理、記憶的智能遙控室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)。本課題采用電子信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、微型計算機技術(shù)進行設(shè)計，組成一個由微型計算機控制和數(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實際應(yīng)用有機結(jié)合，詳細地講述了利用熱敏電阻作為熱敏傳感器探測環(huán)境溫度的過程，以及實現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換的原理過程。本設(shè)計應(yīng)用性比較強，設(shè)計系統(tǒng)可以作為生物培養(yǎng)液溫度監(jiān)控系統(tǒng)，如果稍微改裝可以做熱水器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、實驗室溫度監(jiān)控系統(tǒng)等等。課題主要任務(wù)是完成環(huán)境溫度檢測，利用單片機實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)并通過計算機實施溫度監(jiān)控。設(shè)計后的系統(tǒng)具有操作方便，控制靈活等優(yōu)點。關(guān)鍵詞：溫度采集；AVR；紅外發(fā)送接收；Atmega16；報警系統(tǒng)；INTELLIGENTREMOTECONTROLTHERMOSTATSYSTEMFORINDOOR

ABSTRACT

Varietyofindoortemperatureregulationsystemofthepresent,indoorgasheaterthermostatsystem,groundwatersystemindoorthermostat,programmableroomthermostatsystem.Temperatureindoorenvironmentnotonlytoprovideagoodhumanlivingspace,butalsotomanytypesofanimals,plantsprovidethebestlivingroom.Thesubjectofelectronicinformationtechnology,micro-computertechnologyindesign,composedofamicro-computercontrolanddataprocessing,memory,intelligentremotecontrolindoortemperatureregulationsystem.

Thesubjectofelectronicinformationtechnology,sensortechnology,micro-computertechnologyindesign,composedofamicro-computercontrolanddataprocessing,memory,intelligentremotecontrolindoortemperatureregulationsystem.PapersensorcombinationofthepracticalapplicationoftheoryofSCMindetailabouttheuseofthermistortemperatureasathermalsensortodetecttheprocess,andtherealizationoftheprincipleofthermoelectricconversionprocess.

Thedesignapplicationofrelativelystrong,thedesignsystemcanbeusedasbiologicalmediumtemperaturecontrolsystem,aslightmodificationcanbedoneifthewaterheatertemperaturecontrolsystem,laboratorytemperaturemonitoringsystems,etc..Subjectscompletedthemaintaskistodetecttheambienttemperature,usingsinglechipimplementationoftemperaturecontrolandtemperaturemonitoringbycomputer.Keywords:temperaturemeasurement；AVR；infraredsendingandreceiving;Atmega16.目錄1緒論………..……………….……………….…...………11.1智能調(diào)溫系統(tǒng)的發(fā)展…….……..……………….…………….…21.2課題的背景和來源……..……………….……………….….……31.3課題研究的內(nèi)容……..……………….……………….……...…42智能調(diào)溫系統(tǒng)總體設(shè)計方案…………..………….…………….…...…52.1設(shè)計要求……..……………….………………52.2各模塊方案選擇與論證………….……………….……52.2.1設(shè)計思路.……..…….………………52.2.2控制模塊設(shè)計方案論證與選擇………………52.2.3溫度采集模塊設(shè)計方案論證與選擇………………62.2.4顯示模塊設(shè)計方案論證與選擇………….…62.2.5語音模塊設(shè)計方案論證與選擇……...………………72.2.6鍵盤模塊設(shè)計方案論證與選擇72.2.7電源模塊設(shè)計方案論證與選擇……………..……………...82.2.8數(shù)據(jù)存儲模塊設(shè)計方案論證與選擇82.2.9紅外遙控模塊設(shè)計方案論證與選擇82.3系統(tǒng)各模塊的最終方案…..…………..83系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn)……………………123.1整體電路的設(shè)計………...…………………123.2溫度采集下位機電路設(shè)計………..……..……..…………133.3鍵盤模塊電路設(shè)計…………..………..………143.4語音模塊硬件路設(shè)計………..…………143.5電源模塊硬件路設(shè)計……………………153.6控制電路的設(shè)計163.7紅外發(fā)射與接收模塊…………163.8通信模塊的設(shè)計183.9本章小結(jié)………….194系統(tǒng)軟件設(shè)計204.1系統(tǒng)程序整體設(shè)計204.2下位機系統(tǒng)程序流程圖如4.1……………...……..……204.3上位機系統(tǒng)程序流程圖4.2…………214.4單片機串行通信程序的設(shè)計225系統(tǒng)調(diào)試與測量.……...…………245.1測量儀器………………….…………245.2指標測試和測試結(jié)果………………..245.2.1溫度與輸入電壓值的測試245.2.2MAX141模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的基準電壓的測試……………245.3結(jié)論…………256設(shè)計總結(jié)………………….26參考文獻…….……...…………27致謝……..……………….……..…………….28附錄A電子元器件明細表………………….29附錄B系統(tǒng)整體原理圖……………………..30附錄C部分程序清單…………………….…31PAGE29-1緒論目前室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)多種多樣，燃氣熱水器室內(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)、微型計算機技術(shù)進行設(shè)計，組成一個由微型計算機控制和數(shù)據(jù)處理、記憶的智能遙控室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)。本設(shè)計系統(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)動電路、紅外接收、語音播報七個部分。整個系統(tǒng)的核心是進行溫度監(jiān)控，完成了課題所對應(yīng)的要求本溫度監(jiān)控系統(tǒng)由8位AVR型單片機為主控制器，以高精度AD590為溫度傳感器，通過16位ADMAX1415轉(zhuǎn)換得到數(shù)字量供單片機分析處理；然后單片機通過軟件分析計算后將溫度值通過12864液晶顯示，通過ISD1720語音芯片進行播報，同時將分析的數(shù)值通過射頻模塊發(fā)送出去，方便人們進行遠程監(jiān)控。該系統(tǒng)能夠精確測量0.1攝氏度以內(nèi)的溫度，該系統(tǒng)同時設(shè)有可通過紅外遙控設(shè)定報警上線和下線值模塊，語音播報更具人性化，液晶界面友好，還可以擴展功能，是理想的溫度監(jiān)控報警的設(shè)計方案。1.1智能室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)的發(fā)展溫度是表征物體冷熱程度的物理量，它在工業(yè)自動化、家用電器、環(huán)境保護、安全生產(chǎn)和汽車工業(yè)等行業(yè)中都是基本的檢測參數(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，也是測溫系統(tǒng)中最為重要的被控參數(shù)，因此對溫度進行準確的檢測一直是一個重要的研究課題。因此，測量溫度的儀器在測溫系統(tǒng)中占有至關(guān)重要的地位。國家標準GB7665一87對傳感器(Sensor)下的定義是:“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(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。溫度傳感器的使用范圍廣，數(shù)量多，居各種傳感器之首。溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下3個階段:(1)傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器(含敏感元件)，主要是能夠進行非電量和電量之間轉(zhuǎn)換;(2)模擬集成溫度傳感器/控制器;(3)智能溫度傳感器。目前，國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溫元件與被測對象要有良好的熱接觸，通過熱傳導(dǎo)及對流理達到熱平衡，顯示值即為被測對象的溫度。這種測溫方法精度比較高，并可測量物體內(nèi)部的溫度分布。但對于運動的、熱容量比較小的及對感溫元件有腐蝕作用的對象，這種方法將會產(chǎn)生很大的誤差。非接觸測溫的測溫元件與被測對象互不接觸[2]。常用的是輻射熱交換原理。此種測溫方法的主要特點是可測量運動狀態(tài)的小目標及熱容量小或變化迅速的對象，也可測量溫度場的溫度分布，但受環(huán)境的影響比較大。智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)是在20世紀90年代中期問世。它是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動測試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶。目前，國際上己開發(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、信號處理器、存儲器(或寄存器)和接口電路。隨著科技的不斷發(fā)展，智能溫度傳感器發(fā)展的新趨勢:(1)提高測溫精度和分辨力;(2)增加測試功能。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，自動化水平與范圍的不斷擴大，對溫度檢測技術(shù)的要求也愈來愈高，各國專家都在有針對性地研究各種特殊而實用的測溫技術(shù)，并取得了重大進展。1.2課題的背景和來源溫度是人們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|最多的物理量，人們的日常生活、動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、機械制造、航空航天、制藥、煙草、檔案保管、交通運輸?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印刷質(zhì)量有很大的影響;為防止庫存武器彈藥、金屬材料等物品霉爛、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)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多新興產(chǎn)業(yè)對環(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，對溫度的監(jiān)測和控制己成為生產(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)和生活當中，傳感器無疑是測量系統(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)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，錯綜復(fù)雜的線路還給系統(tǒng)的調(diào)試和維護增加了難度。同時對于一些臨時使用的傳感器，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)通信要求的無線通信技術(shù)，以解除線纜搭接復(fù)雜的困擾，成為一個函需解決的問題。無線通信技術(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)簡單快捷等優(yōu)點。特別是在有線網(wǎng)絡(luò)不通暢或現(xiàn)場環(huán)境因素受限不便架設(shè)線路的情況下，使用無線通信技術(shù)進行數(shù)據(jù)采集、傳輸顯得更加實用、高效、快捷。1.3課題研究的內(nèi)容本課題所研究的溫度采集系統(tǒng)是微電子技術(shù)在溫度測量方面的一個具體應(yīng)用。該系統(tǒng)主要研究內(nèi)容包括以下幾方面:(1)選用溫度傳感器時，應(yīng)重點考慮測量精度高，抗干擾能力強，穩(wěn)定性好，信號易于處理、傳送，便于多路測量，安裝方便，維護簡單，環(huán)境溫度補償容易的器件。(2)在硬件設(shè)計時，結(jié)構(gòu)要盡量簡單實用、易于實現(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)電路盡量簡單。(3)在硬件電路和軟件程序設(shè)計時，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。(4)軟件設(shè)計必須要有完善的思路，要充分考慮到各傳感器時序，做到程序簡單，調(diào)試方便。2智能調(diào)溫系統(tǒng)總體設(shè)計方案2.1設(shè)計要求1.12864液晶顯示：在條文運行過程中有顯示界面提示欲行的狀態(tài)。2.紅外通訊：遙控器和調(diào)溫系統(tǒng)之間采用紅外通訊。3.鍵盤：控制面板上有三個按鍵。一個功能鍵，另兩個分別是增加鍵和減少鍵。4溫度設(shè)置：通過以上三個按鍵或者紅外遙控可以設(shè)置16檔的調(diào)溫運行。5.語音播報：語音報警。2.2各模塊方案選擇和論證2.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有大較大的創(chuàng)新點。因此我們加入了無線收發(fā)模塊實現(xiàn)遠程監(jiān)控，和語音報警模塊，和溫度上升過程記錄且繪制過程曲線。所以總共包括以下部分：溫度采集，菜單顯示，無線收發(fā)，語音報警，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，他接收無線發(fā)來的AD值和紅外發(fā)來的按鍵代碼值，予以處理；控制語音模塊實現(xiàn)報警和實時溫度讀數(shù)；將溫度數(shù)據(jù)記錄到片里EPROM，實現(xiàn)全程監(jiān)控。由于每一個溫度計之間有一定的誤差，為適應(yīng)這一點，我們增加了適應(yīng)性操作，就是用系統(tǒng)自動記錄當前AD值，人工輸入當前的溫度值，且系統(tǒng)將記錄到EPROM里，實現(xiàn)一張簡單的表，我們只要記錄10個就可以了，十分方便。當EPROM記滿了，將不在寫入，直到有擦除溫度記錄命令為止。同時為增加系統(tǒng)絕對可控性，增加了矩陣鍵盤。在調(diào)試時可作為標志鍵使用，對調(diào)試程序很方便。2.2.2控制器模塊設(shè)計方案論證與選擇題目任務(wù)是制作一個基于單片機的溫度監(jiān)控報警系統(tǒng)，所以我們首選單片機，單片機足以。單片機是集成了CPU、ROM、RAM、和I/O口的微型計算機。有很強的接口性能，此系統(tǒng)和外圍接口芯片比較多，選單片機作為主控器是明智的，單片機運算功能強，軟件編程靈活，自由度大，可用軟件編程的餓實現(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，使其在各個領(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，分別對其他各個模塊進行檢測和控制，這樣減輕了單個CPU的負擔，提高了系統(tǒng)的工作效率，同時通過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AD轉(zhuǎn)換傳來的數(shù)據(jù)。2.2.3溫度采集模塊設(shè)計方案論證與選擇方案一:用熱電偶測溫優(yōu)點是測溫范圍寬，缺點是電動勢低，對運放的要求高，重要的是熱電偶測溫需要冷端溫度補償，來消除冷端溫度變化所產(chǎn)生的影響，對于本電路補償溫度要求精度很高，且準確，否則會給系統(tǒng)帶來反所用，而且成本高，操作復(fù)雜。方案二: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。方案三:利用數(shù)字溫度傳感器，18B20，測量溫度范圍為-55℃～+125℃,在-10℃～+85℃范圍內(nèi),精度為±0.5℃.DS1822的精度較差,為±2℃.不符合本系統(tǒng)要求。方案四:利用集成溫度傳感器，當電源電壓在5~15之間變化時，其輸出電流的變化小于1uA，當被測溫度一定時流過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、功能全和使用簡單方便。無論電壓輸出、電流輸出還是頻率輸出都適合于與微機。綜上所述，方案四適合本設(shè)計要求。由于本系統(tǒng)要求誤差≤0.1攝氏度；所以選用高精度的AD進行數(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)使用一個具有數(shù)字濾波器的Σ-Δ調(diào)制器，分辨率達16位，無失碼。在采用雙極性測量條件下，且可編程增益設(shè)定為2，IN-端直接接到2.5V基準電壓端，則可計算1℃的對應(yīng)AD范圍：Data=10×2/2500×32767=262.3理論上可達到0.0038℃的精度，這對于0.1℃的精度來說是完全夠了。所以我們選擇方案四。2.2.4顯示模塊設(shè)計方案論證與選擇之所以我選擇12864液晶顯示器：1精確及時還原所需信息。液晶顯示器采用的是直接數(shù)碼尋址的顯示方式，它能夠?qū)@卡輸出的視頻信號經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換之后，根據(jù)信號電平中的"地址"信號，直接將視頻信號一一對應(yīng)的在屏幕上的液晶像素上顯示出來。2、顯示字符銳利。畫面穩(wěn)定不閃爍。液晶顯示獨特的顯示原理決定了其屏幕上各個像素發(fā)光均勻，而且紅綠藍三基色像素緊密排列，視頻信號直接送到像素背后的以驅(qū)動像素發(fā)光。3、屏幕調(diào)節(jié)方便。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)。2.2.5語音模塊設(shè)計方案論證與選擇方案一：采用APR9600系列語音錄放芯片，繼美國ISD公司以后采用模擬存儲技術(shù)的又一款音質(zhì)好、噪音低、不怕斷電、可反復(fù)錄放的新型語音電路，單片電路可錄放32-60秒，串行控制時可分256段以上，并行控制時最大可分8段。但不能用軟件實施控制播放音，所以不適合在數(shù)字播音的場合使用。方案二：采用ISD1700系列語音芯片，ISD1720華邦I(lǐng)SD公司2007年新推出的單片優(yōu)質(zhì)語音錄放電路，該芯片提供多項新功能，包括內(nèi)置專利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示（vAlert）,雙運作模式（獨立&嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片內(nèi)部包含有自動增益控制、麥克風(fēng)前置擴大器、揚聲器驅(qū)動線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。優(yōu)點是是可錄、放音十萬次，存儲內(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_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應(yīng)多種錄放時間。ISD1700錄音區(qū)的存儲地址為0x0010—0x00FF；真正錄音去范圍T=0x00FF-0x0010+1=240位錄音時間可達20秒，通過軟件控制可進行分段錄音，分段播放，本系統(tǒng)只是用來播簡單的語音，容量不算大，操作方便。若想增加功能可進行用ISD1700的其他語音芯片，如ISD1760錄音時間可達60秒。ISD1720的接口為標準SPI接口，AVRAtmega16單片機自帶SPI接口，接口電路簡單，軟件易于實現(xiàn)。綜上所述語音播報模塊我們選擇ISD1720。2.2.6鍵盤模塊設(shè)計方案論證與選擇本系統(tǒng)鍵盤主要用來設(shè)置上限下限溫度，進行語音播報，12864菜單鍵盤，數(shù)據(jù)輸入按鈕。方案一：利用8個獨立按鍵直接和單片機連接的方式。缺點是占I/O口太多，而且按鍵數(shù)太少。方案二：利用4*4矩陣鍵盤。采用逐行逐列掃描的方法。優(yōu)點占8個I/O,可進行16個按鍵的設(shè)置，完全達到設(shè)計的需求。綜上所述：方案二按鍵豐富占I/O口又少，操作簡單，所以選擇方案二。2.2.7電源模塊設(shè)計方案論證與選擇系統(tǒng)需要多個電源，單片機使用2.7-5V電壓，語音模塊是2.4—5.5V，液晶需要3—5V。綜合可知電源設(shè)置5V即可。方案一：采用升壓型穩(wěn)壓電路。用兩片MC34063芯片分別將3V的電池電壓進行直流斬波調(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，供電時間短，無法使用相對龐大的的系統(tǒng)穩(wěn)定運作。方案二：采用三段穩(wěn)壓集成7805得到穩(wěn)定電壓，利用此方法方便簡單，工作穩(wěn)定可靠。綜上所述，選擇方案二，采用三端穩(wěn)壓器電路。2.2.8數(shù)據(jù)存儲模塊設(shè)計方案論證與選擇要記錄的數(shù)據(jù)包括10個AD值和10個溫度值，總共要40字節(jié)，記錄存儲溫度值還有216字節(jié)的空間，因此采用單片機里集成已經(jīng)夠用了。2.2.9紅外遙控模塊設(shè)計方案論證與選擇方案一：用2262和2272夠成紅外遙控器。專用的紅外發(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。方案二：用單片機自己編碼和解碼，采用A8的CTC產(chǎn)生38KHz載波，準確度好，在用另一A8的捕獲口作為接收口。效果很理想。綜上所述才用單片機編碼和解碼。2.3系統(tǒng)各模塊的最終方案經(jīng)過仔細分析和論證，決定了各模塊的最終方案如下?？刂颇K：采用Atmega8和Atmega16雙CPU控制；電源模塊：采用三端穩(wěn)壓電路。溫度采集模塊：采用高精度集成傳感器AD590。AD采用MAX1416。鍵盤模塊：采用矩陣式鍵盤。顯示模塊：采用點陣式12864液晶顯示。語音模塊：采用ISD1720語音芯片。紅外部分模塊：采用單片機解碼和譯碼。系統(tǒng)基本框圖如圖2.1所示：AD590采集AD590采集溫度電壓緩沖2.5V電壓基準MAX1416進行AD轉(zhuǎn)換Atmega8無線發(fā)射模塊Atmega16矩陣鍵盤語音模塊ISD170012864液晶顯示電源和復(fù)位數(shù)據(jù)存儲模塊Atmega88無線接收模塊Atmega8紅外接收Atmega8紅外發(fā)射鍵盤圖2.1溫度監(jiān)控報警系統(tǒng)方框圖單片機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)采集分析計算的數(shù)據(jù)傳送給Atmega16，同時Atmega8將采集分析的數(shù)據(jù)通過無線模塊發(fā)送出去，可用來遠程監(jiān)控。Atmega16主要用來讀取鍵盤的值，然后進行分析控制類型，將相對應(yīng)的控制信號通過液晶顯示和語音芯片播報，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，同時當播報按鍵按下后，其控制ISD1720播報語音。 3.系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn)3.1整體電路的設(shè)計本文所設(shè)計的溫度采集系統(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。圖3.1溫度采集系統(tǒng)的電路原理圖3.2溫度采集下位機電路設(shè)計如圖2.1.1所示AD590將溫度變化成對應(yīng)的電流，經(jīng)10K電阻后，在電阻兩端產(chǎn)生對應(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)過運放緩沖后，輸入到MAX1416，經(jīng)行AD轉(zhuǎn)換，換算成對應(yīng)的數(shù)字。再通過無線模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機。圖3.2AD590傳感器采集和AD1516接口電路由于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轉(zhuǎn)換為電壓信號,然后MAX1516差分輸入，MAX1516采用外部基準電壓基準，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)計為2，所以實際和基準電壓比較的值為。=*R為AD590輸出的電流變化R為10K=（-2.5）*2為AD590經(jīng)10K電阻轉(zhuǎn)換來的電壓如果AD轉(zhuǎn)換值則：=(2.5*)/32768××3.3鍵盤模塊電路設(shè)計一般來說，鍵盤有兩種接口方式：獨立式和行列式。獨立式是指將每個按鍵一一對應(yīng)地接到單片機的輸入口線上。每一個鍵的狀態(tài)通過讀入鍵值的高低電平來區(qū)分。但當按鍵數(shù)目較多時，獨立式鍵盤方式將大量占用單片機的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、列的交叉點上，按鍵的作用只是使相應(yīng)接點接通或斷開，在相應(yīng)程序配合下也可產(chǎn)生被按鍵的鍵碼。其硬件電路極為簡單，故能廣泛用于微型計算機中。如圖3.3所示。一個4x4的行列結(jié)構(gòu)可組成16個鍵的鍵盤。這樣，當單片機系統(tǒng)的資源有限時，可以節(jié)省大量的I/O口線。圖3.34x4矩陣鍵盤3.4語音模塊硬件路設(shè)計此模塊選用ISD1700語音芯片，此芯片內(nèi)部包含有自動增益控制、麥克風(fēng)前置擴大器、揚聲器驅(qū)動線路、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，可進行軟件控制語音芯片的錄制播放，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，單片機可以通過自帶的SPI接口將指令和數(shù)據(jù)寫到單片機中，芯片最大可以錄制255段語音。如圖圖3.4ISD1700語音芯片電路ISD1700的獨立按鍵工作模式錄放電路非常簡單（如圖3.4），而且功能強大。不僅有錄、放功能，還有快進、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，芯片可以通過/LED管腳給出信號來提示芯片的工作狀態(tài)，并且伴隨有提示音，用戶也可自定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使用時需要一個交流耦合電容（值為0.1uF），并且輸入信號的幅值不能超出1.0Vpp。音頻輸出用三極管來驅(qū)動的。注意在用單線錄音時，要和芯片共地，否則會干擾很大。3.5電源模塊硬件路設(shè)計根據(jù)單片機ATmega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，估計總電流在350mA左右。按此計算：P=5V×350mA=1.75W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7805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。圖3.5系統(tǒng)電源電路3.6控制電路的設(shè)計用于本系統(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CPU的負擔，提高了系統(tǒng)的工作效率，同時通過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AD轉(zhuǎn)換傳來的數(shù)據(jù)，Atmega16，用來驅(qū)動液晶，采集鍵盤的數(shù)值，控制ISD1700語音芯片的發(fā)聲。Atmega16的最小系統(tǒng)就外圍電路（如圖3.6）圖3.6Atmega16的最小系統(tǒng)及外圍電路3.7紅外發(fā)射與接收模塊本系統(tǒng)采用Atmega8為發(fā)射與接收，硬件設(shè)計十分簡單，發(fā)射部分采用四級1.2v電池供電。接收部分的電源由主機供給。圖3.7發(fā)射部分電路圖圖3.8接收部分電路3.8通信模塊的設(shè)計由于系統(tǒng)RS－232信號的電平和單片機串口信號的電平不一致，必須進行二者之間的電平轉(zhuǎn)換，在此使用的集成電平轉(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。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，串行通信適合于遠距離通信，雖然速度慢，但成本可以大為降低。串行通信有兩種基本方式：異步通信方式和同步通信方式。異步通信方式是按字符傳送的，字符的前面有一個起始位（0），后面有一個停止位（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度。這種方式的優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳送的可靠性較高，能及時發(fā)現(xiàn)錯誤，缺點是通信效率比較低。RS-232通信硬件電路圖如圖3.5所示圖3.9RS-232通信硬件電路圖3.9本章小結(jié)單片機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)采集分析計算的數(shù)據(jù)傳送給Atmega16，同時Atmega8將采集分析的數(shù)據(jù)通過無線模塊發(fā)送出去，可用來遠程監(jiān)控。Atmega16主要用來讀取鍵盤的值，然后進行分析控制類型，將相對應(yīng)的控制信號通過液晶顯示和語音芯片播報，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，同時當播報按鍵按下后，其控制ISD1720播報語音。本設(shè)計系統(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)動電路、紅外接收、語音播報七個部分。整個系統(tǒng)的核心是進行溫度監(jiān)控，完成了課題所對應(yīng)的要求本章完成了溫度采集系統(tǒng)整體電路設(shè)計對各塊電路的做了一定的分析，在設(shè)計的過程中，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。4系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1系統(tǒng)程序整體設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計采用C語言，對單片機進行編程實現(xiàn)各項功能。程序是在WindowsXP環(huán)境下采用ICCAVR軟件編寫的可以實現(xiàn)單片機對溫度采集，控制液晶，掃描鍵盤的值，控制語音芯片。由于系統(tǒng)采用雙CPU工作，Atmega8作為下位機采集溫度并將溫度上傳給上位機，Atmega16作為上位機接受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，若需要語播報則控制單片機控制ISD1700.主程序在Atmega16單片機中。4.2下位機系統(tǒng)程序流程圖如4.1AD初始化AD初始化串口初始化AD轉(zhuǎn)換標志位？等待YNNAD轉(zhuǎn)換K=30？Y串口發(fā)送NN開始圖4.1下位機系統(tǒng)程序流程圖采集來的AD值依次放在數(shù)組中，用K開計數(shù)，一次采集80個數(shù)據(jù)，然后進行從小到大排列，然后取中間的20個值，算出其平均值，此值就是要發(fā)送給上位機的數(shù)據(jù)。這樣通過數(shù)字濾波使穩(wěn)定性增強，抗干擾能力加強。4.3上位機系統(tǒng)程序流程圖4.2.開始開始設(shè)備初始化按鍵按下YK=？設(shè)定上限溫度設(shè)定下限溫度語音報溫度設(shè)定數(shù)值保存數(shù)值串口接收N圖4.2上位機系統(tǒng)程序流程單片機串行通信程序的設(shè)計串行中斷程序流程圖如圖4.7所示串口接收數(shù)據(jù)串口接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)達到INBUF_LEN？將取數(shù)標志置位向串口發(fā)送數(shù)據(jù)NY中斷入口中斷結(jié)束圖4.3串行中斷程序流程圖5系統(tǒng)調(diào)試與測量5.1測量儀器為了確定系統(tǒng)與題目要求的符合程度，我們對系統(tǒng)的關(guān)鍵部位進行了實際的測試。測量使用的儀器設(shè)備如表5.1所示表5-1測試使用的儀器設(shè)備儀表名稱型號、規(guī)格指標數(shù)量備注雙通道數(shù)字示波器綠楊YB43654位半1江蘇揚州電子有限公司儀器廠低頻信號發(fā)生器GFG-8216A20KHZ1江蘇揚州電子有限公司數(shù)字萬用表UT20064位半1深圳勝利公司穩(wěn)壓電源DF1731SC2A0~30V1江蘇揚中電子儀器表計算機聯(lián)想PCP2.5G1G內(nèi)存1聯(lián)想公司5.2指標測試和測試結(jié)果5.2.1溫度與輸入電壓值的測試采用深圳勝利公司的數(shù)字萬用表用來測量輸入AD的的電壓值i，然后記錄儀表顯示的溫度，生成表5-2表5-2溫度—電壓值記錄表溫度/℃20222426283032343638電壓值/mv2.3852.4012.4202.4462.4642.4832.5012.5222.5412.563溫度℃40424446485052545658電壓值/mv2.5812.6052.6232.6452.6612.6842.7012.7242.7432.766圖標分析，由表可以算出溫度和電壓值是幾乎是成線性的，靈敏度M=10mv/℃，溫度沒上升一度，輸入AD的電壓值將變化10mv。5.2.2MAX1416模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的基準電壓的測試使用高精度電壓電壓測量儀器JL5445BJ測得基準電壓為2.499003V，誤差為0.000997V,經(jīng)AD采集轉(zhuǎn)換為溫度值為=0.0997,對系統(tǒng)影響不到0.1攝氏度,復(fù)合設(shè)計要求。5.3結(jié)論本系統(tǒng)可實現(xiàn)以下功能：（1）溫度測量范圍：0～300℃，誤差≤0.1℃；（2）可通過鍵盤設(shè)定溫度值并在點陣液晶12864顯示設(shè)定值，顯示精確度≤0.1℃；（3）實時顯示測量溫度值并可以用語音播報測量溫度值，其中數(shù)碼管顯示精確度≤0.1℃；（4）設(shè)定溫度值與實際溫度值保持一致，誤差≤1℃；（5）當溫度超出測量范圍時，能實現(xiàn)語音報警報警；（6）射頻模塊無線發(fā)送（發(fā)射距離﹥100米）；（7）當溫度上升或下降時，可以通過在液晶顯示出來其變化曲線。6設(shè)計總結(jié)本設(shè)計完成了智能室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計，由8位AVR型單片機為主控制器，以高精度AD590為溫度傳感器，通過16位ADMAX1415轉(zhuǎn)換得到數(shù)字量供單片機分析處理，然后單片機通過軟件分析計算后講溫度值通過12864液晶顯示，通過ISD1720語音芯片進行播報，同時將分析的數(shù)值通過射頻模塊發(fā)送出去，方便人們進行遠程監(jiān)控。該系統(tǒng)能夠精確測量0.1℃以內(nèi)的溫度，該系統(tǒng)同時設(shè)有可通過紅外遙控設(shè)定報警上線和下線值模塊，語音播報更具人性化，液晶界面友好，還可以擴展功能，是理想的溫度監(jiān)控報警的設(shè)計方案。此次畢業(yè)設(shè)計是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來工程師重要的一步。從最初的選題，開題到計算、繪圖直到完成設(shè)計。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。通過這次實踐，我鍛煉了工程設(shè)計實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設(shè)計能力。此次畢業(yè)設(shè)計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。畢業(yè)設(shè)計收獲很多，比如學(xué)會了查找相關(guān)資料相關(guān)標準，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。但是畢業(yè)設(shè)計也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解，等等。這次實踐是對自己大學(xué)四年所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個對社會有所貢獻的人，電子信息產(chǎn)業(yè)添上自己的微薄之力。參考文獻[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[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[3]曾禹村，信號與系統(tǒng)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社，1992年[4]周培森，自動檢測與儀表[M].北京:清華大學(xué)出版社,1987年[5]何克思李偉.計算機控制系統(tǒng)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1998.4[6]孫增圻張再興鄧志東.智能控制理論與技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社,1997[7]潘新民.微型計算機控制技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，1999.9[8]徐愛鈞，智能化測量控制儀表原理與設(shè)計[M]，北京航空航天大學(xué)出版社，1999[9]王秀玲，微型計算機A/D，D/A轉(zhuǎn)換技術(shù)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計[M]，清華大學(xué)出版社，1984[10]張福學(xué)編，現(xiàn)代實用傳感器電路[M]中國計量出版社，1997[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[D];華東師范大學(xué);2006年[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[13]NicholasHT,IIIH.Samulei,KimB．Theoptimizationof

direct

digitafrequencysynthesizerperformanceinthepresenceoffinitewordlengtheffects,IEEEProc42thAFCS，1988致謝本次畢業(yè)設(shè)計中，我非常感謝我的導(dǎo)師，因為我在公司實習(xí)，所以很多關(guān)于畢業(yè)設(shè)計的消息不是那么靈通，多虧了老師的及時通知和不斷督促使我做好畢業(yè)設(shè)計工作的每一塊，并對我不斷鼓勵以及耐心的教導(dǎo)，在他的幫助下，我才會順利的做完這次畢業(yè)設(shè)計。因此，在這里，我要真心的對老師說聲謝謝！這次設(shè)計的完成,與各位任課老師平時的教導(dǎo)是密不可分的,在此對所有給予我教導(dǎo)的老師致以我最誠摯的謝意!同時,有許多同學(xué)在我有困難時給予的幫助也是我這次設(shè)計順利完成的保證,在此對所有幫助過我的同學(xué)一并表示感謝!在這整個的學(xué)習(xí)過程中，我體會到了做設(shè)計的各種酸甜苦辣，但也鞏固了所學(xué)的各種知識，提高了對各種知識融會貫通的能力,這段經(jīng)歷使我獲益匪淺，也十分感謝以上各位對我的幫助。附錄A電子元器件明細表類型封裝型號數(shù)量備注瓷片電容RAD-0.110413瓷片電容RAD-0.1201瓷片電容RAD-0.1201瓷片電容RAD-0.11021電解電容RAD-0.1100uF1電解電容RAD-0.110uF1插針HDR1X22p3插針HDR1X33p2插針HDR1X55p2插針HDR1X66p1蜂鳴器RB5-10.5有源5V1三極管HDR1X380501三極管HDR1X385501電位器RP310K1電位器RP320K1電阻AXIAL-0.41K3電阻AXIAL-0.410K4電阻AXIAL-0.42002電阻AXIAL-0.44.7K2電阻AXIAL-0.41002電阻AXIAL-0.4100K1液晶模塊HDRX21LCM2401281集成電路8P3LM358AP1集成電路40P6ATmega16L-8PI1集成電路HDR1X3TL431-1集成電路DIP-8DAC85321集成電路DIP-6ADS11101集成電路8P3OP07CP1晶振RAD-0.2XTAL1 附錄B系統(tǒng)整體原理圖PAGEPAGE31附錄C部分程序清單/*====================================*//*大液晶顯示*//*8M晶振*//*包含了測試程序,和到圖形顯示程序*//*====================================*/#include"iom16v.h"#include"macros.h"#include"math.h"#include"yejing.h"#include"wuguan.h"#include"External.h"#include"play.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineulongunsignedlong#pragmainterrupt_handlerjieshou:12/*=================================================*//*數(shù)據(jù)定義區(qū)間*//*=================================================*/uchardata_shou[10],data_js=0,data_jie;constucharxianshi1[]="主菜單";constucharxianshi2[]="目標參數(shù)設(shè)定";constucharxianshi3[]="顯示運行模式";constucharxianshi4[]="校準值設(shè)定";constucharxianshi5[]="報警溫度上線:";constucharxianshi6[]="constucharxianshi7[]="報警溫度下線:"; PAGE32constucharxianshi8[]="上線:";constucharxianshi9[]="下線:";constucharxianshi10[]="實測:";constucharxianshi11[]="存儲量:";constucharxianshi12[]="個";constucharxianshi17[]="校準值數(shù)值:";constucharxianshi18[]="校準1:";constucharxianshi19[]="校準2:";constucharxianshi20[]="校準3:";//************************************/*接收中斷函數(shù)*///*************************************voidjieshou(){data_shou[data_js++]=UDR;}//*****************************************************/*主函數(shù)*///******************************************************voidmain(){uchardata_ju=0;uintdata_out=0;/*菜單部分*/uintdata_key1=0,data_jian=1,data_key1a,data_key2,data_key2a,data_key3,data_key3a,data_jiru;//鍵盤延時,及進入的標志unchardata_cenci,data_jilu[4]={0,0,0,255},data_ceng=1;//確定按了的代碼(255),及層次代碼,記錄上一層的代碼,及所在的圖層34uchari_data,j_data,k_data,l_data,DA_data_i=0;ucharx=1,y=7,data_key=100;//定義x，y軸uchardata_Shift_ci=1;//從0~15uchardata_form=2;//作為第一次接收屏蔽/*應(yīng)用部分*/floatdata_Temp_U=0,data_Temp_D=0,data_Temp=0,data_Temp_out=0;//上值，下值，及實測值floatdata_Cali1=0,data_Cali2=0,data_Cali3=0,data_Cali_out=0;//校準值uintdata_number=0;//記錄存儲了多少個值/*外部存儲器*/uintdata_ROM=4;//作為指示存儲到哪了，從4地址開始存儲起frist1();//基本指令/*字體的輸入,測試程序*/writecomd(0x01);//清屏顯示wezhi(0,2);zhiti_const(xianshi1);//顯示“歡迎進入”wezhi(1,1);zhiti_const(xianshi2);wezhi(2,1);zhiti_const(xianshi3);wezhi(3,1);zhiti_const(xianshi4);wezhi(1,7);writedata(0x11);DDRB|=BIT(0);PORTB|=BIT(0);x24c02_init();/*WrToROM_int(0,5687);UART(RdFromROM_int(0));*/usart();data_ROM=RdFromROM_int(0);port_init();spi_sent_init();//SPI初始化ISD_Init();//芯片初始化delay_ms(10); 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題目：智能遙控室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計本課題設(shè)計（研究）的目的：隨著“信息時代”的到來，作為獲取信息的手段——傳感器技術(shù)得到了顯著的進步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，對其要求越來越高，需求越來越迫切。傳感器技術(shù)已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標志之一。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。由于傳感器能將各種物理量、化學(xué)量和生物量等信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺沟萌藗兛梢岳糜嬎銠C實現(xiàn)自動測量、信息處理和自動控制，但是它們都不同程度地存在溫漂和非線性等影響因素。傳感器主要用于測量和控制系統(tǒng)，它的性能好壞直接影響系統(tǒng)的性能。因此，不僅必須掌握各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標，還必須懂得傳感器經(jīng)過適當?shù)慕涌陔娐氛{(diào)整才能滿足信號的處理、顯示和控制的要求，而且只有通過對傳感器應(yīng)用實例的原理和智能傳感器實例的分析了解，才能將傳感器和信息通信和信息處理結(jié)合起來，適應(yīng)傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)和應(yīng)用。另一方面，傳感器的被測信號來自于各個應(yīng)用領(lǐng)域，每個領(lǐng)域都為了改革生產(chǎn)力、提高工效和時效，各自都在開發(fā)研制適合應(yīng)用的傳感器，于是種類繁多的新型傳感器及傳感器系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。溫度傳感器是其中重要的一類傳感器。其發(fā)展速度之快，以及其應(yīng)用之廣，并且還有很大潛力。為了提高對傳感器的認識和了解，尤其是對溫度傳感器的深入研究以及其用法與用途，基于實用、廣泛和典型的原則而設(shè)計了本系統(tǒng)。本課題采用電子信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、微型計算機技術(shù)進行設(shè)計，組成一個由微型計算機控制和數(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實際應(yīng)用有機結(jié)合，詳細地講述了利用熱敏電阻作為熱敏傳感器探測環(huán)境溫度的過程，以及實現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換的原理過程。本設(shè)計應(yīng)用性比較強，設(shè)計系統(tǒng)可以作為生物培養(yǎng)液溫度監(jiān)控系統(tǒng)，如果稍微改裝可以做熱水器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、實驗室溫度監(jiān)控系統(tǒng)等等。課題主要任務(wù)是完成環(huán)境溫度檢測，利用單片機實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)并通過計算機實施溫度監(jiān)控。設(shè)計后的系統(tǒng)具有操作方便，控制靈活等優(yōu)點。本設(shè)計系統(tǒng)包括溫度傳感器，A/D轉(zhuǎn)換模塊，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)動電路、紅外接收、語音播報八個部分。整個系統(tǒng)的核心是進行溫度監(jiān)控，完成了課題所對應(yīng)的要求。設(shè)計（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（文獻綜述）：本文設(shè)計的溫度采集系統(tǒng)設(shè)計可以看作智能溫度傳感器，而現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息采集(即傳感器技術(shù)).信息傳輸(通信技術(shù))和信息處理(計算機技術(shù))。傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)?？茖W(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量高居各種傳感器之首。近百年來，溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個階段：傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器(含敏感元件)；模擬集成溫度傳感器／控制器；智能溫度傳感器。目前，國際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式。由集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。集成溫度傳感器的產(chǎn)品分為模擬集成溫度傳感器集成傳感器、模擬集成溫度控制器、智能溫度傳感器。溫度是表征物體冷熱程度的物理量，它在工業(yè)自動化、家用電器、環(huán)境保護、安全生產(chǎn)和汽車工業(yè)等行業(yè)中都是基本的檢測參數(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，也是測溫系統(tǒng)中最為重要的被控參數(shù)，因此對溫度進行準確的檢測一直是一個重要的研究課題。因此，測量溫度的儀器在測溫系統(tǒng)中占有至關(guān)重要的地位。國家標準GB7665一87對傳感器(Sensor)下的定義是:“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(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。溫度傳感器的使用范圍廣，數(shù)量多，居各種傳感器之首。溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下3個階段:(1)傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器(含敏感元件)，主要是能夠進行非電量和電量之間轉(zhuǎn)換;(2)模擬集成溫度傳感器/控制器;(3)智能溫度傳感器。目前，國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溫元件與被測對象要有良好的熱接觸，通過熱傳導(dǎo)及對流理達到熱平衡，顯示值即為被測對象的溫度。這種測溫方法精度比較高，并可測量物體內(nèi)部的溫度分布。但對于運動的、熱容量比較小的及對感溫元件有腐蝕作用的對象，這種方法將會產(chǎn)生很大的誤差。非接觸測溫的測溫元件與被測對象互不接觸[2]。常用的是輻射熱交換原理。此種測溫方法的主要特點是可測量運動狀態(tài)的小目標及熱容量小或變化迅速的對象，也可測量溫度場的溫度分布，但受環(huán)境的影響比較大。智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)是在20世紀90年代中期問世。它是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動測試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶。目前，國際上己開發(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、信號處理器、存儲器(或寄存器)和接口電路。隨著科技的不斷發(fā)展，智能溫度傳感器發(fā)展的新趨勢:(1)提高測溫精度和分辨力;(2)增加測試功能。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，自動化水平與范圍的不斷擴大，對溫度檢測技術(shù)的要求也愈來愈高，各國專家都在有針對性地研究各種特殊而實用的測溫技術(shù)，并取得了重大進展。目前室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)多種多樣，燃氣熱水器室內(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)、微型計算機技術(shù)進行設(shè)計，組成一個由微型計算機控制和數(shù)據(jù)處理、記憶的智能遙控室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)。三、設(shè)計（研究）的重點與難點，擬采用的途徑（研究手段）：(l)根據(jù)選定單片機芯片的內(nèi)置結(jié)構(gòu)、引腳配置、外圍電路的擴展等等，來進行智能遙控室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)總體框架的設(shè)計。(2)根據(jù)設(shè)計的要求進行硬件選擇從而實現(xiàn)各功能模塊的作用，如：溫度傳感器、紅外遙控、語音播報等等，完成各外設(shè)與單片機接口的硬件及軟件設(shè)計。(3)調(diào)試和檢測系統(tǒng)的設(shè)計，保證其安全、穩(wěn)定、可重復(fù)性，實現(xiàn)總體軟硬件聯(lián)控達到設(shè)計的要求。紅外接收Atmega8無線接收模塊Atmega88數(shù)據(jù)存儲模塊電源和復(fù)位12864液晶顯示語音模塊ISD1700矩陣鍵盤Atmega16(4)完成對整個系統(tǒng)的一些指標的測量。包括對調(diào)溫控制的范圍大小、誤差的控制等等。

紅外接收Atmega8無線接收模塊Atmega88數(shù)據(jù)存儲模塊電源和復(fù)位12864液晶顯示語音模塊ISD1700矩陣鍵盤Atmega16四、設(shè)計（研究）進度計劃：第五周：初步了解設(shè)計內(nèi)容和需要應(yīng)用的設(shè)計環(huán)境；第六周：收集室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)的相關(guān)資料；第七周：閱讀和理解收集到的文獻資料；第八周：閱讀相關(guān)材料，撰寫畢業(yè)設(shè)計的開題報告，完成相關(guān)英語原文翻譯；第九周：選擇相應(yīng)芯片，連接外圍電路，調(diào)試好硬件設(shè)備；第十周：對整個設(shè)計進行認識了解，并對相應(yīng)控制電路圖做分析研究；第十一周：編寫，調(diào)試和改進源程序第十二周：整理相關(guān)材料，做畢業(yè)設(shè)計論文初稿；第十三周：做進一步修改，完成論文二稿；第十四周：撰寫終稿論文；第十五周：畢業(yè)答辯。五、參考文獻：[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[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.[3]曾禹村，信號與系統(tǒng)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社，1992年[4]周培森，自動檢測與儀表[M].北京:清華大學(xué)出版社,1987年[5]何克思李偉.計算機控制系統(tǒng)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1998,4[6]孫增圻張再興鄧志東.智能控制理論與技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社,1997..[7]潘新民.微型計算機控制技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，1999.9[8]徐愛鈞，智能化測量控制儀表原理與設(shè)計[M]，北京航空航天大學(xué)出版社，1999[9]王秀玲，微型計算機A/D，D/A轉(zhuǎn)換技術(shù)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計[M]，清華大學(xué)出版社，1984[10]張福學(xué)編，現(xiàn)代實用傳感器電路[M]中國計量出版社，1997[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[D];華東師范大學(xué);2006年[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[13]NicholasHT,IIIH.Samulei,KimB．Theoptimizationof

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digitafrequencysynthesizerperformanceinthepresenceoffinitewordlengtheffects,IEEEProc42thAFCS，1988[14]Wangnailong,ZhangshengandZhourunde.ANovelBuilt-inCMOSTemperatureSensorforVLSICircuits,CHINESEJOURNALOFSEMICONDUCTORSVol.25,No.3畢業(yè)設(shè)計英文翻譯題目：智能遙控室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計ANovelBuilt-inCMOSTemperatureSensorforVLSICircuitsAbstract:AnoveltemperaturesensorisdevelopedandpresentedespeciallyforthepurposeofonlinethermalmonitoringofVLSIchips.Thissensorrequiresverysmallsiliconareaandlowpowerconsumption,andthesimulationresultsshowthatitsaccuracyisintheorderof018℃Keywords:temperaturesensor;thermaltestability;frequencyoutput.1IntroductionDuetotheadvancesinthefabricaionprocessfieldofintegratedcircuits,thecomponentdensityandtheoverallpowerdissipationofthehighperformanceVLSIchipsincreasecontinuously.Atthebeginningofthiscentury,thepowerdissipatedinasinglechiphasexceeded100W,andtightlypackedchipassembliesasthemultichipmodulescanevendissipatethousandswatts.Therefore,thethermalstateofintegratedcircuitshasbeenalwaysagreatproblemconcernedandisconsideredasabottleneckinincreasingtheintegrationofelectronicsystems.Toovercomethisproblem,manyresearchersdevelopedlow2powerdesigntechniquesforVLSIsystems.Inordertoavoidthermaldamages,continuousthermalmonitoringshouldbeappliedduringboththeproductionreliabilitytestingandthefieldoperation.AnefficientwayistobuildtemperaturesensorsintoallVLSIchips,withtheappropriatecircuitryprovidingeasyreadout.Insomeearlierworks,theresearchersusedtheparasitic,lateralorsubstratebipolartransistors,whichcanberealizedinmostoftheCMOSprocesses,asthermalsensors.TheseareusuallyPTATsensors.TheweaknessofthesesenorsisthatthebipolarstructuresarenotwellcharacterizedinaMOSprocess.Thus,althoughtheycanprovideasatisfiectsolutionforagivenprocess,thecircuitscannotberegardedasageneralCMOSapproachandcannotbewidelyused.2ProblemformulationTherearevarioustemperaturesensorssuitableforthermalstateverificationofintegratedcircuitmicrostructuressuchasthermoresistors,pnjunctions,andtheexploitationoftheweakinversionofMOStransistors.Ourobjectiveistoconvertthetemperaturetoanoscillatingsignaltomakeitcompatibletodigitalcircuitdesignmethodandfacilitatetheevaluationofthetemperaturesensed.AtemperaturesensorbasedonaringoscillatorisintroducedinRef.,thiscellguaranteesaaccuracyof3℃thatismarginallyacceptableasachiptemperaturesensorbutthesiliconarearequiredisratherbig.AMOStemperaturecontrolledoscillatorisusedasasensortomonitorthethermalstateofmicroelectronicstructuresinRef.However,thissensorreq