PDF《电子语音报温杯》

50 ・ ・ 电子世界

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0 5 年4期实用电路 随着人们生活水平的提高,各种家 用电热水器、电饭锅、煮奶器、电热杯等 大量地进入人们的生活之中,而且随着 技术的不断进步,这些产品的智能化水 平也不断地提高,给人们的生活带来了 越来越多的方便.

其中各种小家电产品 几乎日日都有更新的产品面市.为了在 日常生活中,使人们能够在正常饮用温 度条件下饮用各种饮品,特别是儿童饮 奶时的适当奶温度,本产品通过温度传 感器与语音集成电路的有效设计,达到 能够以语音提示人们杯中液体的温度, 如"温度达 74℃以上,小心烫" ;

"温度 在45℃到75℃之间、适于饮用" ;

"温度 低于 45℃,过凉了" . 电路结构 电路结构如图1所示, 其中AD590是 美国模拟器件公司生产的单片集成两端 感温电流源. 它的主要特性如下:

1、 流过器件的 电流值等于器件所处环境的热力学温度 (开尔文)值,即Ir/T=1 式中:Ir 为流过器件 (AD590) 的电 流,单位为μ A;

T 为热力学温度,单位 为K.

2、AD590的测温范围为-55~+150 ℃.3 、A D

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0 的电源电压范围为

4 ~ 30V.电源电压可在 4~6V 范围变化,电流Ir 变化

1 μ A,相当于温度变化 1K. AD590 可以承受 44V 正向电压和 20V 反向电压,因而器件反接也不 会被损坏.

4、 输出电阻为710MΩ.

5、精度高,AD590 共有 I、J、K、 L、 M五档, 其中M档精度最高, 在- 55~+150℃范围内,非线性误差 为±0.3℃. ISD1420为单片不挥发语音录放集成 电路.其主要特性为:

1、IC 内部含有 E E P R O M 作为数据存储器,因此它无需 电池即能保存数据

10 年以上,其擦写均 可在片内自动完成,无需外部开发设备, 且无需外接 EEPROM 等.

2、IC 总录放时 间为 20s,其中 1~

6、

9、10 脚为 A0~A7 地址输入端,其有效取值为 00~9FH,即 其存储区可以被分为最多

160 个录放区, 可供录放160段语音信息, 其每段时区的 电子语音报温杯 ・余阿陵・ 摘要:通过温度传感器 AD590 与语音录放集成电路 ISD1420 的搭配设计,完成通过语音提示指示报温杯中液体温度情况. 设定流程如图

3 所示,当按键

1 按下后, 再按下按键 5,这时执行校正操作,每按 一次, 分钟执行加一操作, 当分钟加至60 时,变为 00,重新循环. 年、月、 日、 星期和小时的设定流程 类此. 时间比较流程图 单片机读取 DS12887 的时、分和秒数据,送入数据缓 冲区.当秒数据是

00 时,读取 DS12887 存储的第一条定时时间, 开始比较. 当秒 数据不为

00 时,返回.若第一条作息时 间的小时位和走时时间的小时位相等, 则比较分钟位, 否则返回. 若分钟位也相 等,单片机的 P3.0 置低电平,控制继电 器吸合,外部设备启动.若分钟位不相 等, 则判断是否现在比较的是第56条, 若 是则返回, 若不是, 则作息时间条数加1, 继续比较. 看门狗应用 串入系统的干扰作用 于单片机内部的CPU , 将使系统失控, 导 致程序"跑飞" , 最后陷入"死循环" . A T

8 9 S

5 1 中的看门狗寄存器 (W D T R S T )的地址是

0 A

6 H .只要在 0A6H 中先写入 01EH,再写入 0E1H 即可 激活看门狗. 在AT89X51.h中添加: S F R WDTRST = 0xA6;

在主程序中调用:WDTRST=0x1E;

WDTRST=0xE1;

看门狗必须激活才能工作.由于看 门狗是 AT89S51 自带的内部电路,依次 必须保证 CPU 的上电和晶振的起振才可 以保证看门狗的正常工作. 另外, 看门狗 计数器是

14 位的,必须保证在

16384 个 机器周期内喂狗一次, 否则, 程序循环进 入复位状态,形成死循环. 限于篇幅,本文不再详细介绍DS12887的初始化程序、 查询程序和显示 程序的流程. 图3图4图1电子世界

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0 5 年4期51 ・ ・ 实用电路 占时长度为20s/160=0.125s ;

其A0~A7 的设置只确定录放的起始地址.其结束 地址决定于实际录音时长的结束.

3、录 音结束标志为录音结束时,在存储区中 储存了一个"E O M "标志,每段放音到 "E O M"标志时,放音自动停止. 工作原理 电路图如图

2 所示,其工作原理如 下:

1、U1(AD590)与R1 构成温度 / 电 压转换电路,每K温度时VTX的值为Ir・ R1=10V,当液体温度为 74℃时,VTX 的值为 10V *(273+74)=3.47V,当 液体温度为

4 5 ℃时,V T X =

1 0 V * (273+45)=3.18V.

2、R

2、R3 与R

4、R5 分别构成

74 ℃、 45℃时控制温度设定电压获得电路, 送比较器. R

2、R3 所获控制温度设定电压 =5V *6.8/ (3.9+6.8)=3.18V;

R

4、 R5所获 控制温度设定电压 =5V * 6.8/(3+6.8) =3.47V.

3、U

2、双比较器

2903 比较前两项 所产生的电压值,产生 ISD1420 的 地址信号;

当液体温度高于

7 4 ℃ 时,VTX > 3.47V > 3.18V,则A74 为高电平, A45为高电平, 此时温度 过高.当液体温度低于 74℃,而高 于45℃时为适合的使用温度, 3.47V > VTX > 3.18V,则A74 为低电平,A45 为高电平,此时温度恰当.当液体温度 低于 45℃时,3.47V >3.18V >VTX,则A74 为低电平,A45 为低电平,此时温度 过低.

4、Q

1、Q2 与LED

1、LED2 组成温 度指示电路,当温度过高时,LED1 红色 发光, 指示温度高. 当温度适当时, LED2 绿色发光,指示温度适当.当温度过低 时,LED

1、LED2 均不发光,指示温度 不足.

5、U3(74HC00)构成语音自动播 报触发电路.

6、 U4(ISD1420) 为语音播报电路;

其地址分为四等分,其对应的地址码如 图3所示. 因地址为等分的区段, 则每段的录 放时间一致,均为 5s;

S

1、S2 分别为录 音、放音开关.录音开关为预置语音时 的设置开关,按下它可以分别在各地址 段进行所需语音录制.放音开关为非自 动播报区时使用者查询温度情况的手动 播放键. 电路中 LED3 作录音指示灯,当电路 为录音状态时,IC 内部 RECLED 信号设 置为低电平,此时 LED3 发光指示电路为 录音状态,且要求录音进行时间长 度不超过5s. 电路设置 生产设置:外电路加A

74、A45 如下,作如下语音录音: A

74、 A45为

0、 0, 此时设置 S1为通, 录制5s以内的 "温度低于 45℃,过凉了" ;

A

74、A45 为

0、1,同样设置 S1, 录制5s内 "温度在45℃到74℃ 之间,适于饮用" ;

A

74、 A45为

1、 1, 设置S1, 录制5s内 "温度超过74℃, 小心烫" . 使用者个人声音设置:将开水 加入杯中,大约 1~2 分钟后接通本 装置电源,观察温度指示灯 LED3 (黄) ,当红灯 LED1 亮时,设置 S1 为通, 录制5s以内 "温度超过74℃, 小心烫"语音;

当绿灯 LED2 亮时, 设置S1为通, 录制5s以内 "温度在 45℃到74℃之间, 适于饮用" 语音;

当红灯、绿灯都不亮时, 设置S1为通,录制 5s 以内"温度低于 45℃, 过凉了"语音. 注意:

1、 每次语音录制, 5秒 钟内要松开 S1 录音开关,5 秒钟语 音时间不可超时.

2、电路中温度 75℃、45℃的 设置为设计者的个人经验设置,各企业 及使用者可以依其不同要求依上述设计 方法设置.

3、本电路制成杯体形式,也可将温 度传感器与电路分开制成温度探头与语 音报警盒的其他工作形式,应用在各种 电子温度语音播报情况之中. 图3图2