摘要隨著微處理器和大規模積體電路的發展及其在測試技術方面的廣泛應用，儀器裝置的智慧型化已成為自動化技術發展方向。資料採集與溫度檢測的自動化將取代傳統的方法。
本文採用16位微控制器spce061a為微處理器，製作了溫度採集器。該設計的採集精度為0.001℃，採集範圍受制於感測器的測溫範圍，感測器的測溫範圍為-55℃——+150℃；操作方便、簡單。
系統採用電流型溫度感測器ad590和整合運放op07設計了溫度採集模組，採用揚聲器或者是液晶顯示器splc501作為顯示採集結果的顯示模組，本系統可實現對資料的採集和播報，經過生產加工將成為日常生活中的比溫度計更有趣的檢測溫度的器件，在生產時可在裡面加入不同的**以增加此器件的趣味性。
關鍵詞： spce061a， 溫度採集， 液晶顯示， 語音播報
1 前言1
隨著現代生活水平的提高，自動化技術也在不斷發展，與此同時，電子技術與自動化控制理論也緊密結合，此時我們可以把嚴謹的自動化科學領域和現代化生活有效的結合起來，讓現代化生活更有趣，該系統的語音功能就突出了這一特點。
設計的目的和意義：本設計應用性比較強，設計系統可以作為溫度監控系統，如果稍微改裝可以作熱水器溫度調節系統、實驗室溫度監控系統等諸多溫度採集系統。課題主要任務是完成環境溫度檢測，利用微控制器實現溫度調節並且顯示溫度資料。
設計後的系統具有操作方便，控制靈活等優點。
隨著「資訊時代」的到來，作為獲取資訊的手段，感測器技術得到了顯著的進步，其應用領域越來越廣泛，對其要求越來越高，需求越來越迫切。感測器技術已成為衡量乙個國家科學技術發展水平的重要標誌之一。因此，了解並掌握各類感測器的基本結構、工作原理及特性是非常重要的。
為了提高對感測器的認識和了解，尤其是對溫度感測器的深入研究以及其用法與用途，基於實用、廣泛和典型的原則而設計了本系統。本文利用微控制器結合感測器技術而開發設計了這一溫度監控系統。文中感測器理論和微控制器實際應用有機結合，詳細地講述了利用熱電阻作為溫度感測器探測環境溫度的過程，以及實現熱電轉換的原理過程。
微控制器是將微處理器、儲存器、定時/計數器、i/o介面電路等整合在乙個晶元上的大規模積體電路，本身即是乙個小型化的微機系統。微控制器技術與感測器測量技術、訊號與系統分析技術、電路設計技術、可程式設計邏輯應用技術、微機接**術、資料庫技術以及資料結構、計算機作業系統、組合語言程式設計、高階語言程式設計、軟體工程、資料網路通訊、數字訊號處理、自動控制、誤差分析、儀器儀表結構設計和製造工藝等的結合，使得微控制器的應用非常廣泛。同時，微控制器具有較強的管理功能。
採用微控制器對整個測量電路進行管理和控制，使得整個系統智慧型化、功耗低、使用電子元件較少、內部配線少、成本低，製造、安裝、除錯及維修方便。
國內外發展概況：隨著計算機技術的發展和在控制系統中的廣泛應用，以及裝置向小型化、智慧型化發展，作為高新技術之一的微控制器以其體積小、功能強、**低廉、使用靈活等優勢，顯示出了很強的生命力。進入21世紀以來，開發推出微控制器的公司很多，各種高效能微控制器晶元市場也異常活躍，新技術的不斷採用，更加使微控制器的種類、效能以及應用領域不斷擴大和提高。
台灣凌陽科技公司最近推出了一種新型16位微控制器spce061a。該微控制器的問世，使得16位微控制器的科技含量及應用躍上乙個新的台階。
微控制器在國內的三大領域中應用得十分廣泛：第一是家用電器業，例如全自動洗衣機、智慧型玩具；第二是通訊業，包括**、手機和bp機等等；第三是儀器儀表和計算機外設製造，例如軟盤、硬碟、收銀機、電表。除了上述傳統領域外，汽車、電子工業在國外也是微控制器應用十分廣泛的乙個領域。
它成本低、整合度高、功耗低、控制功能多，能靈活的組裝成各種智慧型控制裝置，由它構成的智慧型儀表解決了長期以來測量儀器中的誤差的修正、線性處理等問題。
自從2023年intel公司推出第一批微控制器以來，80年代微控制器技術進入快速發展時期，近年來，隨著大規模積體電路的發展，微控制器繼續朝快速、高效能方向發展，從4位、8位微控制器發展到16位、32位微控制器。微控制器主要用於控制，它的應用領域遍及各行各業，大到太空梭，小至日常生活中的冰箱、彩電，微控制器都可以大顯其能。
本系統研發主要包括了系統硬體和系統軟體的設計。硬體的設計主要包括了各個功能模組的方案論證和電路設計，pcb板設計和製作，各模組的硬體電路除錯和總體除錯。軟體的設計主要包括主程式，lcd顯示，溫度採集、語音播報等子程式編制。
本系統針對的是-50℃——+150℃的測溫範圍，溫度顯示精度為0.001℃；根據此項技術指標，硬體設計工作主要包括了：掌握溫度感測器、lcd液晶顯示螢幕、放大器等器件的工作原理，並由此設計具體的硬體電路；在軟體方面則是利用微控制器組成控溫系統，程式設計實現溫度資料採集及實現顯示的功能。
本系統以spce061a微控制器為微處理器，利用感測器與微控制器組成測溫系統，檢測當前溫度並通過微控制器實現對採集到的溫度資料進行a/d轉換，並通過揚聲器播報溫度，或通過lcd液晶顯示。
本次畢業設計所研製系統的設計要求和技術指標：
1.該系統需要自動對溫度進行採集，並對採集到的資料進行顯示；
2.資料的採集精度要求為0.001℃；
3.控溫範圍為-55℃——+150℃；
根據研製系統的要求和技術指標，在分析整個系統的組成的基礎上，採用了微控制器作為系統的控制核心，主要實現有兩個基本功能，一是對溫度資料的採集，另乙個是對採集到的溫度值的顯示。
在實現第乙個功能時，通過溫度感測器ad590採集溫度模擬訊號，經過op07放大後進而由a/d轉換器轉換為數碼訊號。
實現第二個功能主要是通過微控制器將轉換出的數碼訊號經過揚聲器播報出來。
根據上文所述的各個功能模組，系統硬體組成分為以下幾個部分：控制核心部分、溫度資料採集部分、顯示部分。其中溫度資料採集部分又包括有訊號前端的採集、訊號放大和訊號模數轉換三個方面，其中61微控制器自帶了10路a/d轉換通道，所以這裡可以省去訊號模數轉換電路。
系統原理框圖如圖2.1所示：
圖2.1 系統組成框圖
通過系統組成框圖可以看出系統的各個模組及其模組間的關係。按照本課題的設計要求分析組成框圖：啟動系統後，首先由溫度感測器ad590採集資料，經過轉換後，由61微控制器送到揚聲器播報結果。
其中61微控制器作為整個系統的mcu，溫度資料採集可實現本次設計的基本功能之一，同時揚聲器連線並實現了採集部分的直觀化。
由於控制過程中各項功能是由幾個基本的電路實現的，即取樣電路、放大電路、顯示電路組成。所以在綜合考慮了本設計的基本要求及系統各項功能實現情況後，在一些具體模組中提出幾個對比參考方案和功能進行討論，以實現設計的合理化，最小成本化和實用化。
智慧型化儀器儀表中微控制器的選擇原則：
1.字長與速度；
2.微控制器的功能與內部資源；
3.開發工具和技術支援狀況；
4.效能**比；
利用凌陽已有的液晶顯示模組和spce061a板本身強大的語音播報功能，並配有k9f1208外部儲存器，聲貌並重不僅可以實現，也可以利用軟體擦除儲存器來實現動態儲存，更重要的是，它的**將會永遠低於3080元。
a. spce061a微控制器簡介
spce061a是凌陽科技開發的採用μ'nsp核心的16位結構的微控制器，spce061a裡內嵌32k字的快閃儲存器flash rom。較高的處理速度使μ'nsp能夠非常容易地、快速地處理複雜的數碼訊號。因此，以μ'nsp為核心的spce061a微控制器也適用於數字語音識別應用領域。
spce061a在2.6v～3.6v工作電壓範圍內的工作速度範圍為0.
32mhz～49.152mhz，較高的工作速度使其應用領域更加拓寬。2k字sram和32k字快閃儲存器rom僅佔一頁儲存空間，32位可程式設計的多功能i/o埠；兩個16位定時器/計數器；32768hz實時時鐘；低電壓復位/監測功能；8通道10位模-數轉換輸入功能並具有內建自動增益控制功能的麥克風輸入方式；雙通道10位dac方式的音訊輸出功能……。
spce061a是數字聲音和語音識別產品的一種最經濟的應用。主要效能如下：
■16位m』nsp微處理器；
■工作電壓：vdd為2.4~3.6v(cpu), vddh為2.4~5.5v(i/o)；
■cpu時鐘：32768hz~49.152mhz ；
■內建2k字sram、內建32k flash；
■可程式設計音訊處理；
■32位通用可程式設計輸入/輸出埠；
■32768hz實時時鐘，鎖相環pll振盪器提供系統時鐘訊號；
■2個16位可程式設計定時器/計數器(可自動預置初始計數值)；
■2個10位dac(數-模轉換)輸出通道；
■7通道10位電壓模-數轉換器(adc)和單通道語音模-數轉換器；
■聲音模-數轉換器輸入通道內建麥克風放大器自動增益控制(agc)功能；
微控制器溫度控制系統設計
中北大學 課程設計說明書 學院 資訊與通訊工程學院 專業 電子資訊工程 學生姓名學號 課程設計題目 可程式設計溫控系統設計 起迄日期 12月29日 1月 11日 課程設計地點 學院樓201實驗室 指導教師楊錄 學科部主任張丕壯 下達任務書日期 2015 年 12 月28 日 課程設計任務書 1 設計...
基於51微控制器的大氣溫度採集和記錄系統
1 引言 大氣溫度大氣溫度的測量具有重要意義，一般是採用各種溫度計進行人工測量，並定時記錄測量結果，這種方法費時費工，十分不便。本文提出了一種非常小巧的大氣溫度測量和記錄裝置，能對範圍為 55 125 的溫度進行定時自動測量，同時記錄測量結果，精度最高可達0.0625 2 系統原理系統結構。系統主要...
微控制器資料採集
1 引言 資料採集是分析模擬訊號量資料的有效方法。而實時顯示資料是自動化檢測系統的現實需求。在測試空空飛彈導引頭的過程中，導引頭的響應訊號包括內部二次電源訊號和模擬量電壓訊號。檢測過程中要求檢測系統實時顯示導引頭的工作狀態，顯示二次電源和模擬量響應電壓訊號，判斷導引頭效能，同時保證在非常情況下人為對...