單片機(jī)的環(huán)境測(cè)量儀的設(shè)計(jì)

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 單片機(jī)的環(huán)境測(cè)量儀的設(shè)計(jì) 1 引言 隨著人們生活水平的提高， 各電子產(chǎn)品有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展， 電子測(cè)量儀也逐漸豐富起來， 在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。例如， 在醫(yī)學(xué)方面， 有血糖測(cè)量儀， 血壓測(cè)量儀； 在物理學(xué)方面， 有電感測(cè)量儀，頻率測(cè)量儀， 紅外測(cè)量儀等； 在環(huán)境方面， 有空氣測(cè)量儀， 噪聲測(cè)量儀等一系列電子測(cè)量儀器。而原來的模擬產(chǎn)品也逐步向數(shù)字化、綜合化轉(zhuǎn)化， 并且不斷走向人性化。雖然目前環(huán)境測(cè)量儀品種很多， 但大多只可液晶顯示， 并無語音播報(bào)功能。本論文介紹了一種實(shí)用的便攜式環(huán)境參數(shù)測(cè)量儀的設(shè)計(jì)， 該測(cè)量儀要求充分發(fā)揮人性化的特質(zhì)， 實(shí)現(xiàn)光線和溫度的播報(bào)

2、，并給出相應(yīng)的溫馨提示。為完成該環(huán)境測(cè)量儀的設(shè)計(jì)要求， 本設(shè)計(jì)選擇了具有語音播報(bào)功能的以凌陽公司SPCE061A 芯片為的精簡61 板， 由它來配合傳感器模組， 利用程序來實(shí)現(xiàn)測(cè)量與播報(bào)功能。 2 設(shè)計(jì)思路 本論文介紹了一種實(shí)用的便攜式環(huán)境參數(shù)測(cè)量儀的設(shè)計(jì)， 該測(cè)量儀實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度和光照亮度的測(cè)量。本系統(tǒng)利用61 板作為控制板， 配合傳感器模組對(duì)周圍環(huán)境溫度和光線開展測(cè)量并對(duì)測(cè)量值開展語音播報(bào)。硬件電路由數(shù)據(jù)采集模塊、SPCE061A、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、鍵盤輸入模塊等組成。單片機(jī)軟件程序主要是完成測(cè)量、運(yùn)算、語音播報(bào)等功能， 采用模塊化構(gòu)造設(shè)計(jì)， 利用C 語言和匯編語言編程實(shí)現(xiàn)。 該環(huán)境測(cè)試儀通過傳

3、感器模組中光敏電阻和熱敏電阻的電壓值來測(cè)量環(huán)境的溫度和光線狀況， 這些電壓值是通過SPCE061A 的ADC 模塊開展采集的； 61 板上的按鍵Key3 主要是用來啟動(dòng)光線和溫度的測(cè)量， 測(cè)量的結(jié)果都通過61 板自帶的揚(yáng)聲器播放出來。圖1 為環(huán)境測(cè)量儀的設(shè)計(jì)框圖。 圖1 環(huán)境測(cè)量儀設(shè)計(jì)框圖 在框圖中， 各部分的作用及所采用的器件為： （1） 61 板： 本設(shè)計(jì)控制部分使用的61 板是SPCE061A EMU BOARD 的簡稱， 是以凌陽16 位單片機(jī)SPCE061A 為的精簡開發(fā)- 仿真- 實(shí)驗(yàn)板。它體積小巧， 構(gòu)造較為簡單， 以SPCE061A 芯片為， 帶有麥克和揚(yáng)聲器， 具有豐富的語音

4、播放功能。 61 板上的幾個(gè)接口的作用為： 輸入/ 輸出（ I/O） 接口： 61 板將SPCE061A 的32 個(gè)I/O 口全部引出： IOA0 IOA15, IOB0 IOB15.對(duì)應(yīng)的SPCE061A 引腳為： A 口， 4148、53、5460; B 口， 51、8176、6864.而且該I/O口是可編程的， 即可以設(shè)置為輸入或輸出。 音頻輸入/ 輸出（ I/O） 接口： 61 板上， X1 是語音的MIC 輸入端， 自帶自動(dòng)增益（ AGC） 控制， J3 是語音輸出接口， 一個(gè)2pin 的插針外接喇叭， 由DAC 輸出引腳21 或22 經(jīng)語音集成放大器SPY0030A 放大， 然后輸

5、出， 它可以工作在2.46.0V 范圍內(nèi)， 輸出功率可達(dá)700mW. 在線調(diào)試器PROBE 和EZ_PROBE接口： J4 為PROBE 的接口， 該接口有5pin, 通過它將PROBE 與PC 機(jī)連接起來開展調(diào)試、仿真和程序； J11 是EZ_PROBE 的接口， 一根線用作程序的， 一端連接PC 機(jī)的25pin 并口， 另外一端接61 板的5pin EZ_PROBE 接口。 電源接口： J10 是電源接口， 61 板的內(nèi)核SPCE061A 電壓要求為3.3V, 而I/O端口的電壓可以選擇3.3V 也可以選擇5V.所以對(duì)應(yīng)的引腳中15、36和7 必須為3.3V,對(duì)于I/O 端口的電壓51、5

6、2、75 可以為3.3V也可以是5V, 這兩種電平的選擇通過跳線J5 來選擇。 （2） 傳感器模組： 本設(shè)計(jì)中使用的另一重要器件傳感器模組也是凌陽公司的產(chǎn)品。它可以測(cè)量溫度， 測(cè)量光線， 檢測(cè)障礙物， 還能接收來自遙控器的信號(hào)以及模擬簡易遙控器。在本次設(shè)計(jì)中， 模組工作電壓設(shè)置為： 3V5.5V, 工作溫度設(shè)置為060。 在使用傳感器模組時(shí)應(yīng)注意到以下幾點(diǎn)： 測(cè)量溫度時(shí)， 測(cè)量到的是與熱敏電阻直接接觸物體（ 包含空氣） 的溫度， 熱敏電阻有一定的反應(yīng)時(shí)間；測(cè)量光線時(shí)， 把整個(gè)光敏電阻暴露于測(cè)量環(huán)境下； 如果想用手遮住光線測(cè)量光敏電阻是否正常工作時(shí)， 用手掌而不要用手指， 因?yàn)槭种竷蓽y(cè)會(huì)漏一些光

7、線；紅外接收頭的工作電壓是3V;紅外發(fā)射信號(hào)不可以長期維持高電平， 否則紅外發(fā)射管會(huì)被燒掉；如果用紅外發(fā)射接收管檢測(cè)障礙物， 檢測(cè)距離會(huì)隨著電壓的減小而縮短。 3 軟件設(shè)計(jì)流程圖 本設(shè)計(jì)中軟件流程如圖2 所示。為使它能順利地完成預(yù)期的功能， 在光線測(cè)量部分， 溫度測(cè)量部分， 鍵盤掃描部分， 語音播放部分， A/D 轉(zhuǎn)換部分等都分別設(shè)計(jì)了流程圖， 經(jīng)過調(diào)試運(yùn)行后， 都成功地實(shí)現(xiàn)了各自的功能。 4 結(jié)束語 本文通過運(yùn)用羚羊單片機(jī)和傳感器模組， 成功的實(shí)現(xiàn)了環(huán)境測(cè)量儀的設(shè)計(jì)。該環(huán)境測(cè)量儀可以通過Key3 鍵的控制來開展光線及溫度的測(cè)量并開展語音播報(bào)， 能夠播報(bào)結(jié)果并開展相應(yīng)的溫馨提示是此次設(shè)計(jì)的一大特點(diǎn)。該環(huán)境測(cè)量儀可以通過程序中設(shè)定的域值來判斷當(dāng)前光線的強(qiáng)弱并可測(cè)量出當(dāng)前的溫度值， 同時(shí)開展相應(yīng)的溫馨提示， 使使用者可以了解到周圍光線強(qiáng)度等級(jí)和溫度值， 并可結(jié)合溫馨提示來對(duì)光線及溫度做適當(dāng)調(diào)整， 使環(huán)境更適宜生活和工