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

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

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 主要是用來啟動光線和溫度的測量， 測量的結果都通過61 板自帶的揚聲器播放出來。圖1 為環(huán)境測量儀的設計框圖。 圖1 環(huán)境測量儀設計框圖 在框圖中， 各部分的作用及所采用的器件為： （1） 61 板： 本設計控制部分使用的61 板是SPCE061A EMU BOARD 的簡稱， 是以凌陽16 位單片機SPCE061A 為的精簡開發(fā)- 仿真- 實驗板。它體積小巧， 構造較為簡單， 以SPCE061A 芯片為， 帶有麥克和揚聲器， 具有豐富的語音

4、播放功能。 61 板上的幾個接口的作用為： 輸入/ 輸出（ I/O） 接口： 61 板將SPCE061A 的32 個I/O 口全部引出： IOA0 IOA15, IOB0 IOB15.對應的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， 自帶自動增益（ AGC） 控制， J3 是語音輸出接口， 一個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， 輸出功率可達700mW. 在線調試器PROBE 和EZ_PROBE接口： J4 為PROBE 的接口， 該接口有5pin, 通過它將PROBE 與PC 機連接起來開展調試、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.所以對應的引腳中15、36和7 必須為3.3V,對于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： 本設計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。它可以測量溫度， 測量光線， 檢測障礙物， 還能接收來自遙控器的信號以及模擬簡易遙控器。在本次設計中， 模組工作電壓設置為： 3V5.5V, 工作溫度設置為060。 在使用傳感器模組時應注意到以下幾點： 測量溫度時， 測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時間；測量光線時， 把整個光敏電阻暴露于測量環(huán)境下； 如果想用手遮住光線測量光敏電阻是否正常工作時， 用手掌而不要用手指， 因為手指兩測會漏一些光

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