基于MSP430F427单片机高精度智能语音数字温度计的设计

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设计研究◆Sheji Yanjiu
基于 MSP430F427 单片机高精度智能语音 数字温度计的设计
杨效春
（盐城机电高等职业技术学校机电工程系， 江苏 盐城 224001 ） 摘 要： 详细介绍了以 MSP430F427 单片机为核心的温度计的系统结构、 原理、 组成、 主程序流程图， 对温度计的高精度、 智能语音、 数字化 进行了研究。该设计对温度的自动控制智能化具有实际意义。 关键词： MSP430F427； DS18B20； 液晶显示； 语音播报； 声光报警
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前言
温度控制是科研和实际生产中经常用到的一类控制系统， 为 保障生产的安全进行， 提高产品的质量和数量， 降低工人的劳动强 度， 节省人力、 节约能源等， 常常要实现温度的自动控制。然而， 要 实现高精度的温度自动控制就必须采用计算机控制系统，它可以 实现温度信号的采集、显示及控制等，并可用计算机软件实现升 温、 降温和闭环自动控制。
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系统结构和原理
系 统 设 计 框 图 如 图 1 所 示 。 系 统 主 要 包 括 16 位 单 片 机 MSP430F427、 温度采集模块 DS18B20、 语音播报模块 ISD1420、 液 晶显示模块 RT1602、 键盘控制和执行机构等几个部分。它能够完 成多点测温， 可整点的或随时地用语音播报温度值和时间， 并可随 月、 星期及时、 秒等信息。 分、 时地显示当前温度及年、 日、
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3.1
系统的组成
MS P 430 F427 单片机 MSP430 系列单片机是美国德州仪器 ） （TI 的一种 16 位的混合 信号处理器 （Mixed Signal Processor ， ） 称之为混合信号处理器。它 具有极低的功耗、 丰富的片内外设和方便灵活的开发手段。 它采用 了精简指令集 （RISC 结构， ） 具有丰富的寻址方式 种源操作数寻 （7 址、 种目的操作数寻址） 简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟 4 、 指令； 大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算； 还有 高效的查表处理指令； 有较高的处理速度， 8 MHz 晶体驱动下 在 指令周期为 125 ns。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。 在运算速度方面， MSP430 系列单片机能在 8 MHz 晶体的驱 动下， 实现 125 ns 的指令周期。16 位的数据宽度、 ns 的指令周 125 期以及多功能的硬件乘法器 （能实现乘加） 相配合， 能实现数字信 号处理的某些
算法。 MSP430 系列单片机的中断源较多， 并且可以任意嵌套， 使用 时灵活方便。 当系统处于省电的备用状态时， 用中断请求将它唤醒 只用 6 μs。 在使用过程中很方便，外围器件很少。MPS430F427 的 16 位 AD 输入为差动输入， 范围为±600 mV。 内部

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有放大器， AD 放大的 倍数可以为 1、 4、 16、 倍。 2、 8、 32
DS 18B20 测温模块 采用单总线数字温度传感器 DS18B20 测量温度， 直接输出数 节省硬件电路。且该芯片的物理 字信号。便于单片机处理及控制， 化学性很稳定， 此元件线形性能好， 0～100 ℃时， 在 最大线形偏差 小于 1 ℃。DS18B20 的最大特点之一是采用了单总线的数据传输， 它直接输出温度的数字信号到微控制器。每只 DS18B20 具有一个 独有的不可修改的 64 位序列号，根据序列号可访问不同的器件。 这样一条总线上可以挂接多个 DS18B20 传感器，实现多点温度测 量， 轻松的组建传感网络。 DS18B20 温度传感器是美国 DALLAS 半导体公司最新推出 体积小、 使用方 的一种改进型智能温度传感器， 具有耐磨耐碰性、 便、 封装形式多样， 与传统的热敏电阻等测温元件相比， 它能直接 读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现 9～12 位的数字值读数方式。 3.3 音频模块 ISD1420 为美国 ISD 公司出品的优质单片语音录放电路， 由 语音存储单元、 前置放大器、 自动增益控制电路、 抗干扰滤 振荡器、 波器、输出放大器组成。一个最小的录放系统仅由 1 个麦克风、 1 个喇叭、 个按钮、 个电源、 2 1 少数电阻电容组成。录音内容存入永 久存储单元， 提供零功率信息存储， 这个独一无二的方法是借助于 美国 ISD 公司的专利—— —直接模拟存储技术 （DAST TM 实现的。 ） 利用它，语音和音频信号被直接存储，以其原本的模拟形式进入 EEPROM 存储器， 直接模拟存储允许使用一种单片固体电路方法 完成其原本语音的再现， 仅语音质量优胜， 而且断电语音保护。 3.4 时钟模块 DS1302 是美国 DALLAS 公司推出的具有涓细电流充电能力 的低功耗实时时钟电路。 主要特点是采用串行数据传输， 可为掉电 保护电源提供可编程的充电功能， 并且可以关闭充电功能。 采用普 通 32.768 kHz 晶振。 电路的主要功能是向单片机提供时间的信息， 包括年、 日、 月、 星期及具体的时、 秒值等信息。可编程芯片 分、 DS1302 内 部 有 寄 存 器 及 RAM， 通 过 编 程 可 由 单 片 机 完 成 对 DS1302 内部的时钟 ／ 日历提供的秒、 时及年、 日、 分、 月、 星期等信 息进行读出， 并可根据需要进行修改。 3.5 按键设计 该系统中用到 8 个按键的功能分别是： SW1 设定时间； SW2 设
定温度上下限用； SW3 确认； SW4 实时播报时间、温度； SW5 加 l； SW6 减 l； SW7 切换屏幕显示； SW8 保留扩展。P0 的 …… 此处隐藏：2019字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……