一种具有语音播报功能的水温控制系统
技术领域
本实用新型属于自动控制领域,尤其涉及一种具有语音播报功能的水温控制系统。
背景技术
水温检测控制系统在工业生产、科学研究和人们的生活领域中具有广泛的应用。在工业生产过程中,很多时候都需要对水温进行严格的监控,以使得生产能够顺利的进行,产品的质量才能够得到充分的保证。使用水温控制系统可以对生产环境的温度进行有效控制,保证生产的自动化、智能化能够顺利、安全进行,从而提高企业的生产效率。水温控制系统应用十分广阔。传统的水温控制系统中温度采集电路相当复杂,需要经过温度采集、信号放大、滤波、AD转换等一系列工作才能得到温度的数字量。这种方式不仅电路复杂,元器件个数多,而且线性度和准确度都不理想,抗干扰能力弱,它只能适应一般温度系统控制,难于控制滞后复杂时变温度系统控制。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有语音播报功能的水温控制系统,旨在解决传统水温控制系统电路复杂,抗干扰能力弱的问题。
本实用新型的技术方案如下:
一种具有语音播报功能的水温控制系统,包括:电源模块、主控模块、串口下载模块、语音播报模块、显示模块、输入模块、声音报警模块、加热控制模块、加热提示模块及温度采集模块;所述电源模块与所述主控模块相连,所述串口下载模块与所述主控模块相连,所述语音播报模块与所述主控模块相连,所述显示模块与所述主控模块相连,所述输入模块与所述主控模块相连,所述声音报警模块与所述主控模块相连,所述加热控制模块与所述主控模块相连,所述加热提示模块与所述主控模块相连,所述温度采集模块与所述主控模块相连。
根据本实用新型所述的具有语音播报功能的水温控制系统,所述电源模块由变压器T1,桥式整流堆D,开关S1,极性电容C1、C3,电容C2、C4,电阻R1,三脚稳压芯片LM7805和发光二极管LED1组成;所述变压器T1一端与220V交流电源连接,另一端与桥式整流堆D的交流端连接,所述开关S1的M端与D的直流正极连接,N端与电容C1的+端、C2的a端相接,所述桥式整流堆D的直流负极与电容C1的-端、C2的b端、地端相接,所述稳压芯片LM7805的GND端与D的直流负极、C3的-端、C4的b端相接,同时接地,所述稳压芯片LM7805的Vin端与S1的N端相接,所述稳压芯片LM7805的Vout端与C3的+端、C4的a端、LED的+极相连,所述电阻R1一端与LED-极相连,另一端与地相接,所述电源指示灯LED的+极与+5V电平相连。
根据本实用新型所述的具有语音播报功能的水温控制系统,所述主控模块由型号为STC89C52的主控芯片U1、时钟模块、复位模块组成;所述时钟模块与所述主控芯片U1相连,所述复位模块与所述主控芯片U1相连,所述主控芯片U1的20管脚接地,30、31、40 管脚与+5V高电平相连;所述复位模块主要由开关S2,极性电容C5,二极管D1,电阻R2组成,所述开关S2的1端与+5V电平相连,2端接地,所述极性电容C5的+极与S2的1端相连,-极与S2的2端相连,所述二极管D1正极与R2相连,负极与+5V电平相连,所述电阻R1的一端与D1正极,另一端接地;所述时钟模块主要由晶振Y1,电容C6、C7组成,所述电容C6的a端与C7的a端相连,并且接地,C6的b端与Y1的b端相连,所述晶振Y1的b端与U1的18管脚相连,a端与C7的b端、U1的19管脚相连;所述主控芯片U1的9管脚与复位模块中的D1正极相连,所述主控芯片U1的18管脚与时钟模块中的电容C6的b端相连,19管脚与时钟模块中的电容C7的b端相连。
根据本实用新型所述的具有语音播报功能的水温控制系统,所述串口下载模块由型号为MAX232ACPE的电平转换芯片U2,电容C8、C9、C10、C11和一个DB9插头U3组成;所述电容C8一端与U2的p1管脚相连,另一端与U2的p3管脚相连,所述电容C9一端与U2的p4管脚相连,另一端与U2的p5管脚相连,所述电容C10一端与U2的p6管脚相连,另一端接地,所述电容C11一端与U2的p2管脚相连,另一端与+5V电源相连,所述电平转换芯片U2的p11管脚与p12管脚相连,p15管脚接地,p14管脚与p13管脚相连,所述电平转换芯片U2的p9管脚与主控模块中主控芯片U1的P3.0管脚相连,p10管脚与主控模块中主控芯片U1的P3.1管脚相连,所述电平转换芯片U2的p7管脚与U3的2管脚相连,p8管脚与U3的3管脚相连,U3剩下的管脚悬空。
根据本实用新型所述的具有语音播报功能的水温控制系统,所述语音播报模块由语音芯片U4、电容C12、极性电容C13和扬声器SPK1组成;C12的a端接地,b端与U4的1管脚相连,所述扬声器SPK1的一端与U4的2管脚相连,另一端与U4的3管脚相连,所述电容C13的+极与+5V电源相连,-极接地,所述语音芯片U4的4管脚与+5V电源相连,5管脚接地,6管脚主控模块中主控芯片U1的P1.1管脚相连,7管脚与主控模块中主控芯片U1的P1.2管脚相连,8管脚与主控模块中主控芯片U1的P1.3管脚相连。
根据本实用新型所述的具有语音播报功能的水温控制系统,所述显示模块由型号为LCD1602的液晶显示器U5,滑动变阻器R3组成;所述液晶显示器U5的1、16管脚接地,2、15管脚接+5V电源,所述滑动变阻器R3的a端与U5的1管脚相连,b端与U5的2管脚相连,滑动端K与U5的3管脚相连,所述液晶显示器U5的4、5、6管脚分别与主控模块中主控芯片U1的P2.7、P2.6、P2.5管脚相连,所述液晶显示器U5的7—14管脚分别与主控模块中主控芯片U1的P0.0—P0.7管脚相连。
根据本实用新型所述的具有语音播报功能的水温控制系统,所述输入模块由电阻R4—R8,按键S3—S7组成;所述按键S3—S7的一端分别与主控模块中主控芯片U1的P2.0—P2.4管脚相连,另一端分别与电阻R4—R8相连,电阻R4—R8的另一端接地。
根据本实用新型所述的具有语音播报功能的水温控制系统,所述声音报警模块主要由PNP三极管Q1,电阻R11和蜂鸣器L组成;所述电阻R11一端与主控模块中主控芯片U1 的P3.2管脚相连,另一端与Q1的基极相连,所述蜂鸣器L的一端与Q1的集电极相连,另一端接地,所述PNP三极管Q1的发射极接+5V高电平。
根据本实用新型所述的具有语音播报功能的水温控制系统,所述加热控制模块主要由PNP三极管Q2、Q3,电阻R9、R10,续流二极管D2、D3和继电器J1、J2组成;所述电阻R9一端与主控模块中主控芯片U1的P3.4管脚相连,另一端与Q2的基极相连,所述续流二极管D2正极接地,负极与Q2的集电极相连,所述PNP三极管Q2的发射极与+5V高电平相连,所述继电器J1两端分别与D2的正负极相连,所述电阻R10一端与主控模块中主控芯片U1的P3.5管脚相连,另一端与Q3的基极相连,所述续流二极管D3正极接地,负极与Q3的集电极相连,所述PNP三极管Q3的发射极与+5V高电平相连,所述继电器J2两端分别与D3的正负极相连。
根据本实用新型所述的具有语音播报功能的水温控制系统,所述加热提示模块主要由电阻R12、R13和发光二极管LED-R、LED-G组成;所述发光二极管LED-R正极与电阻R12相连,所述电阻R12另一端接+5V高电平;所述发光二极管LED-R负极与主控模块中主控芯片U1的P1.6管脚相连,所述二极管LED-G正极与电阻R13相连,R13另一端接+5V高电平;LED-G负极与主控模块中主控芯片U1的P1.7管脚相连。
本实用新型与现在技术相比,其有益效果在于:
1.使用DS18B20数字温度计组成测温系统,线路简单,抗干扰能力强,温度分辨率可自行选择。
2.使用SK080H-DIP8语音芯片通过语音的报读把显示的温度读出。
3.电路设计以STC89C52微控制器为中心,系统体积小、价格低、可靠性高、适用范围大。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图;
图2是本实用新型的电源模块电路图;
图3是本实用新型的主控模块电路图;
图4是本实用新型的串口下载模块电路图;
图5是本实用新型的语音播报模块电路图;
图6是本实用新型的显示模块电路图;
图7是本实用新型的输入模块电路图;
图8是本实用新型的声音报警模块电路图;
图9是本实用新型的加热控制模块电路图;
图10是本实用新型的加热提示模块电路图;
图11是本实用新型的温度采集模块电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
本实用新型结构框图如图1所示,其结构包括电源模块、主控模块、串口下载模块、语音播报模块、显示模块、输入模块、声音报警模块、加热控制模块、加热提示模块及温度采集模块。所述电源模块与所述主控模块相连,所述串口下载模块与所述主控模块相连,所述语音播报模块与所述主控模块相连,所述显示模块与所述主控模块相连,所述输入模块与所述主控模块相连,所述声音报警模块与所述主控模块相连,所述加热控制模块与所述主控模块相连,所述加热提示模块与所述主控模块相连,所述温度采集模块与所述主控模块相连。
所述电源模块如图2所示,由变压器T1,桥式整流堆D,开关S1,极性电容C1、C3,电容C2、C4,电阻R1,三脚稳压芯片LM7805和发光二极管LED1组成。所述变压器T1一端与220V交流电源连接,另一端与桥式整流堆D的交流端连接。所述开关S1的M端与D的直流正极连接,N端与电容C1的+端、C2的a端相接。所述桥式整流堆D的直流负极与电容C1的-端、C2的b端、地端相接。所述稳压芯片LM7805的GND端与D的直流负极、C3的-端、C4的b端相接,同时接地,所述稳压芯片LM7805的Vin端与S1的N端相接,所述稳压芯片LM7805的Vout端与C3的+端、C4的a端、LED的+极相连。所述电阻R1一端与LED-极相连,另一端与地相接。所述电源指示灯LED的+极与+5V电平相连。
所述主控模块如图3所示,由型号为STC89C52的主控芯片U1、时钟模块、复位模块组成。所述时钟模块与所述主控芯片U1相连,所述复位模块与所述主控芯片U1相连。所述主控芯片U1的20管脚接地,30、31、40管脚与+5V高电平相连。所述复位模块主要由开关S2,极性电容C5,二极管D1,电阻R2组成。所述开关S2的1端与+5V电平相连,2端接地。所述极性电容C5的+极与S2的1端相连,-极与S2的2端相连。所述二极管D1正极与R2相连,负极与+5V电平相连。所述电阻R1的一端与D1正极,另一端接地。所述时钟模块主要由晶振Y1,电容C6、C7组成。所述电容C6的a端与C7的a端相连,并且接地,C6的b端与Y1的b端相连。所述晶振Y1的b端与U1的18管脚相连,a端与C7的b端、U1的19管脚相连。所述主控芯片U1的9管脚与复位模块中的D1正极相连。所述主控芯片U1的18管脚与时钟模块中的电容C6的b端相连,19管脚与时钟模块中的电容C7的b端相连。
所述串口下载模块如图4所示,由型号为MAX232ACPE的电平转换芯片U2,电容C8、C9、C10、C11和一个DB9插头U3组成。所述电容C8一端与U2的p1管脚相连,另一端与U2的p3管脚相连。所述电容C9一端与U2的p4管脚相连,另一端与U2的p5管脚相连。所述电容C10一端与U2的p6管脚相连,另一端接地。所述电容C11一端与U2的p2管脚相连,另一端与+5V电源相连。所述电平转换芯片U2的p11管脚与p12管脚相连,p15管脚接地,p14管脚与p13管脚相连。所述电平转换芯片U2的p9管脚与主 控模块中主控芯片U1的P3.0管脚相连,p10管脚与主控模块中主控芯片U1的P3.1管脚相连。所述电平转换芯片U2的p7管脚与U3的2管脚相连,p8管脚与U3的3管脚相连。U3剩下的管脚悬空。
所述语音播报模块如图5所示,由语音芯片U4、电容C12、极性电容C13和扬声器SPK1组成。C12的a端接地,b端与U4的1管脚相连。所述扬声器SPK1的一端与U4的2管脚相连,另一端与U4的3管脚相连。所述电容C13的+极与+5V电源相连,-极接地。所述语音芯片U4的4管脚与+5V电源相连,5管脚接地,6管脚主控模块中主控芯片U1的P1.1管脚相连,7管脚与主控模块中主控芯片U1的P1.2管脚相连,8管脚与主控模块中主控芯片U1的P1.3管脚相连。
所述显示模块如图6所示,由型号为LCD1602的液晶显示器U5,滑动变阻器R3组成。所述液晶显示器U5的1、16管脚接地,2、15管脚接+5V电源。所述滑动变阻器R3的a端与U5的1管脚相连,b端与U5的2管脚相连,滑动端K与U5的3管脚相连。所述液晶显示器U5的4、5、6管脚分别与主控模块中主控芯片U1的P2.7、P2.6、P2.5管脚相连。所述液晶显示器U5的7—14管脚分别与主控模块中主控芯片U1的P0.0—P0.7管脚相连。
所述输入模块如图7所示,由电阻R4—R8,按键S3—S7组成。所述按键S3—S7的一端分别与主控模块中主控芯片U1的P2.0—P2.4管脚相连,另一端分别与电阻R4—R8相连,电阻R4—R8的另一端接地。
所述声音报警模块如图8所示,主要由PNP三极管Q1,电阻R11和蜂鸣器L组成。所述电阻R11一端与主控模块中主控芯片U1的P3.2管脚相连,另一端与Q1的基极相连。所述蜂鸣器L的一端与Q1的集电极相连,另一端接地。所述PNP三极管Q1的发射极接+5V高电平。
所述加热控制模块如图9所示,主要由PNP三极管Q2、Q3,电阻R9、R10,续流二极管D2、D3和继电器J1、J2组成。所述电阻R9一端与主控模块中主控芯片U1的P3.4管脚相连,另一端与Q2的基极相连。所述续流二极管D2正极接地,负极与Q2的集电极相连。所述PNP三极管Q2的发射极与+5V高电平相连。所述继电器J1两端分别与D2的正负极相连。所述电阻R10一端与主控模块中主控芯片U1的P3.5管脚相连,另一端与Q3的基极相连。所述续流二极管D3正极接地,负极与Q3的集电极相连。所述PNP三极管Q3的发射极与+5V高电平相连。所述继电器J2两端分别与D3的正负极相连。
所述加热提示模块如图10所示,主要由电阻R12、R13和发光二极管LED-R、LED-G组成。所述发光二极管LED-R正极与电阻R12相连,所述电阻R12另一端接+5V高电平;所述发光二极管LED-R负极与主控模块中主控芯片U1的P1.6管脚相连。所述二极管LED-G正极与电阻R13相连,R13另一端接+5V高电平;LED-G负极与主控模块中主控芯片U1的P1.7管脚相连。
所述温度采集模块如图11所示,由型号为DS18B20的温度传感器U6、U7,电阻R14、R15组成。所述电阻R14的一端与U6的2管脚相连,另一端与+5V电源相连。所述温度传感器U6的1管脚接地,2管脚与主控模块中主控芯片U1的P1.4管脚相连,3管脚与+5V电源相连。所述电阻R15的一端与U7的2管脚相连,另一端与+5V电源相连。所述温度传感器U7的1管脚接地,2管脚与主控模块中主控芯片U1的P1.5管脚相连,3管脚与+5V电源相连。
本实用新型的工作过程是:系统通电后启动电源模块,电源模块开始给主控模块及其它模块供电。供电瞬间,主控模块中的主控芯片复位进入工作状态,时钟模块开启给主控模块提供时钟信号,从而主控模块控制其他模块开始工作。温度采集模块负责实时检测当时水温并将数据传给主控制器处理后传给以LCD1602为核心器件的显示模块,实现系统当前进入工作的工作状态和水温等信息显示,并由语音播报模块负责对当前的水温进行播报,实时告知用户当前水温。当系统测到的温度低于用户设置的温度时,声音报警模块中的蜂鸣器发出警报,加热控制模块控制继电器的接通对系统加热;一旦水温达到所设置的温度上限时,声音报警模块中的蜂鸣器发出停止加热警报,加热控制模块控制继电器断开,不再加热。当水温加热时,加热提示模块中的LED-R灯亮起;当水温达到所设置的温度上限时,加热提示模块中的LED-G灯亮起。
以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述,并不将本实用新型的技术方案限制于此,本领域人员在本实用新型的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴,本实用新型具体的保护范围以权利要求书的记载为准。