1.2 设计目的

本设计以单片机为核心，通过温度传感器采集温度信息，在显示器上能显示当前时间和温度信息，扬声器连接语音芯片播报当前温度值。这个设计可实现即时播报，这些都是由按键控制。本设计可自行设定温度上下限值，若当前温度不在限定范围内，超过或低于温度上下限值，系统则会报警提醒，现场人员接到报警信息进行温度控制。

2 方案研究探讨

2.1 设计要求

本设计旨在实现温度采集、显示、语音播报、报警等功能，具体如下：

（1）显示当前温度；

（2）手动控制语音的播报；

（3）若超过设定温度上下限值，蜂鸣器报警；

（4）温度显示稳定，误差≤±1℃

2.2 设计方案

  根据设计要求，对不同的显示器方案、测温方案、语音播报方案进行比较，分析各方案的优缺点，选取最佳方案。具体如下：

（1）显示器方案

方案一：

温度显示器采用LED数码管显示。 

方案二：

显示器采用LCD1602双行显示。

通过比较，方案一数码管只能显示当前的数字，很多具体信息不能显示，界面过于精简；方案二显示信息效果较好，能够显示更多有效信息，故选择方案二。

（2）测温方案

方案一：采用模拟温度传感器测温

方案二：采用数字温度传感器

综合考虑，方案一虽然应用比较广泛，但单片机不易通过编程来处理热敏电阻的温度信号，而且精确度不高，稳定性较差；方案二不仅编程简单，硬件电路也不繁琐，工作性能稳定，符合要求，故选择方案二。

（3）语音播报方案

方案一：通过A/D转换器、单片机，存储器，D\A转换器实现声音信号的采样、处理、存储和实现。

方案二：采用ISD1420语音录放。

通过比较方案一可以实现系统的播报操作，但是对编程的要求加大，工作量增大不少。而且用到的元器件多，对系统的稳定性影响大，最后做实物调试时会出现较大波动；方案二ISD1420是一款集成语音芯片，它可以分段录音和播放，性能稳定，电路结构也不难，适合用来做设计，故选择方案二。

3 总体设计

由于本设计采用的方案是基于STC89C52单片机和ISD1420语音芯片的自动播报温度系统。显示器要不断显示当前温度，且LCD的价格也不会比数码管高太多，故本次设计的显示器采用LCD来显示，虽然对LCD的编程上较为麻烦，但是能显示的信息多，人性化更强。图3-1是这次设计的系统框图：

图3-1 系统框架图

4 硬件设计

4.1 单片机设计及简介 

单片机经过几十年发展，日趋成为当今的主流控制芯片，其体积小，引脚功能强大等特点是它流行的主要原因。在这次设计中，电路比较简单，使用到的芯片都很常见，不需要使用到其他的高性能单片机，我使用的是最常见的51系列单片机。

常见的51单片机分为89C51和8051单片机，89C51单片机可以说是8051的一个分支，89C51的指令系统完全吻合。这次设计中用到的是89C51系列单片机。具体的说是STC89C52单片机。STC89C51和STC89C52单片机基本上可以说是同一款芯片，不同的是内部能存储的程序文件。STC89C52单片机内部能存8K的程序文件，STC89C51单片机内部能存4K的文件，两者的区别仅仅在于此。本次设计的程序量较大，所以选择了能存储较多程序文件的STC89C52单片机。鉴于绝大多数人都只见过AT89C51单片机而没见过STC的，是因为AT公司是大公司，规模在全世界范围，而STC规模较小。但是AT89C51和STC89C51几乎是完全相同的芯片，虽说生产厂家不同，但是这两者的程序可以直接通用，不用改。STC公司的单片机虽然名气不高，但是它把KEX文件烧录到实物中去是非常方便的。不像AT系列单片机需要通过USBAP口来下载。