测温语音播报

电子实训报告
测温语音播报装置
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2011年11月16日河南大学物理与电子学院电子实训中心
一、实训时间
2011年11月9日-2011年11月12日
二、实训目的
1.学习使用单片机对温度传感器和语音芯片控制的基本方法和原理；
2.了解DS18B20和SC040的原理和功能；
3.掌握贴片式元件封装的识别方法、焊接方法；
三、应用价值
温度的检测与控制是生活工业自动化生产过程中比较典型的应用之一，该系统结构简单，价格低廉，测温误差小、抗干扰能力强、使用方便，在家庭、大型仓库、工厂、智能化建筑等领域的温度检测中有广泛的应用前景。

四、内容与原理
1.内容：按照原理图焊接单片机最小系统，并将测温语音播报装置套件焊接在贴片语音板上，然后将编译好的程序烧写到单片机和语音芯片中，最后逐步进行调试，直到实现测温语音播报功能。

2.贴片板子功能：
⑴温度测量，语音播报⑵usb通讯连接⑶RS232通讯连接⑷LCD 显示⑸5V稳压⑹芯片I/O全部引出⑺USB 连接器⑻18B20外置端口⑼usb 与 RS232 选择跳接⑽适用于 AT89S51、52及STC STC89C51多种芯片
图1.PCB电路
3.原理：
本实训是测温和语音电路，使用一只温度传感器DS18B20，可以很容易直接读取被测温度值，进行A/D转换，将数据传入89C52单片机中，单片机处理后，通过语音芯片SC040播报当前实测温度。

图2.控制原理图
4.温度传感器DS18B20
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司智能温度
传感器，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。

其性能特点如下：
●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；
●多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能；
●高度集成外围无需任何元件；
●可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5V；
●零待机功耗；
●温度以9或12位数字；
●用户可定义报警设置；
●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；
●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；
图3.DS18B20内部封装
由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，它有严格的
时隙概念，因此读写时序很重要。

系统对DS18B20的各种操作按协议进行，操作协议为：初使化DS18B20（发复位脉冲）→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据。

5.语音芯片SC040
SC040是一颗支持PWM和DAC输出的40秒的OTP（一次性烧写）语音芯片音质效果好，产品应用范围几乎可以涉及到所有的语音产品，其性能特点如下：
●高度集成，外围无需元件,只需一个104滤波电容；
●体积超小有DIP8，SOP8两种封装方便客户使用、低电压供电，静态基本不耗电；
●语音时间为40秒，音质效果好，音量大；
●支持多种控制方式，按键控制和串行脉冲控制；
●工作电压：2.4V～5V,直流;
●输出方式有PWM ，DAC驱动喇叭。

图4.SC040语音时隙分析
五、过程与步骤
1、实训工具
普通电烙铁、镊子、焊锡丝、松香焊锡膏、放大镜、剪切钳、镊子、螺丝刀、剥线钳等；
2、实训元件
贴片语音板、0.5mm焊锡丝、电阻电容等电子元器件、单片机芯片、语音芯片、喇叭、程序下载芯片及程序下载器、各种排插、电源端子、稳压芯片、晶振、杜邦线、ＬＥＤ、十针牛角座等。

3、操作步骤
⑴、焊接贴片式元件：在放大镜的帮助下，观察贴片电容和电阻的标识与大小，并进行贴片焊接。

注意焊接顺序，一般来说电子元器件按从低到高，从小到大的顺序焊接。

⑵、焊接贴片芯片：
a.擦干净烙铁头并蘸一下松香松香使之容易上锡。

b.给烙铁上锡，焊锡丝融化并粘在烙铁头上，直到融化的焊锡呈球状将要掉下来的时候停止上锡，此时焊锡球的张力略大于自身重力。

c.将电路板倾斜放置，在芯片引脚未固定那边，用电烙铁拉动焊锡球沿芯片的引脚从上到下慢慢滚下，倾角大于70度，小于90度，倾斜角度太小不利于焊锡球滚下。

注意芯片的核心保持散热，所以焊接一定要快，不让焊锡球粘到周围的焊盘上。

⑶、焊接其他元器件和引脚：各种排插、晶振、USB座、
电容等焊接方法和以往相同；
⑷、检查与调试：检查所有引脚的电气连接正确，用万用表测试是否有粘焊的，放到放大镜下观察有没有虚焊和粘焊的，可以用镊子拨动引脚看有没有松动的；
⑸、测试：连接引线，接上喇叭，并接上电源线，下载程序实现其语音播报功能。

六、注意事项
1、要认真仔细的对准相应的实验元件，找准位置
2、焊接的时候要注意元件的正负极
3、使用烙铁要小心，以防烫伤
4、焊接类如CPU等多引脚的元件时，一定要掌握正确的方法，以防烧坏
七、心得体会
本次实训，我认真对待，虽然很匆忙，也收获了很多知识和实践技能。

它使我们进一步巩固了书本上的知识，进一步了解了单片机的设计制作过程，基本掌握了贴片元件的焊接方法，又学到了很多新的原理，并做到了学以致用。

这是我们第一次动手焊接大量的贴片式电子元件，焊接和调试过程中遇到了各种问题，拿到AT89S52芯片之后，看到引脚那么细小，一时不知道该如何下手，虽然听了老师的讲解，但还是担心会把引脚焊粘到一块儿，他告诉我不用焊锡丝直接把芯片放好位置，电烙铁慢慢的拉过去就可以了，回去试
了试，果然可以焊粘在上面，四排引脚焊的还不错，以后遇到细小引脚的芯片就用这种方法了。

电烙铁的烙铁头不一定要很尖的那种，但焊接的时候烙铁头要擦明亮再用。

越是小器件，我们就越要小心，就算花了很多时间，有的同学下载后不能语音播报，这又要重新查看焊接质量，耗费很多时间，也不能顺利解决问题，这个毕竟是初练，一定不能急于求成。

这次实训我做的很成功，由于焊接水平的提高，一次性就成功了，我没有花大量的时间来调试和纠错。

每次制作过程中都会有或多或少的问题，在焊接单片机的时候，我焊的斜了，起初没有弄掉，在老师以及同学的指导下，解决了问题，我使用热吹枪才把它弄掉，增长了经验。

其实，这次实训最为困难的应该是编程部分，由于时间有限，老师没有做过多的要求，但是我在网上找了好多资料和程序，自己大致能看懂，便稍微修改了一下，提高了编程能力。

感谢老师的精心栽培和同学们的热心帮助！。