基于單片機的噪音監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計目錄TOC\o"1-2"\h\u6195引言 111359第1章緒論 2201931.1背景 2258471.2設(shè)計依據(jù) 266121.3設(shè)計的主要內(nèi)容和功能 31554第2章設(shè)計方案 541692.1設(shè)計思路 5303372.2系統(tǒng)構(gòu)成 68239第3章硬件電路設(shè)計 734123.1系統(tǒng)原件原理圖 718891圖3.1系統(tǒng)原理圖 73543.2STC89C52概述 727031a.正常工作模式：典型功耗4Ma～7mA 8169553.22單片機介紹 925513.3按鍵控制電路 11280273.4電源電路 11173373.5報警電路 12276013.6LCD1602液晶顯示電路 13111353.7聲音傳感器電路 13233623.8LED電路模塊 14316153.9單片機下載程序 14226323.10復位按鍵 15256633.11ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 151722第4章軟件系統(tǒng)設(shè)計 1610774.1軟件主程序架構(gòu) 16307654.2LCD1602顯示流程圖 18177864.3聲音流程圖 20221794.4按鍵子程序 2166354.5蜂鳴器報警流程圖 221536圖4.5蜂鳴報警器流程圖 234455第5章系統(tǒng)調(diào)試 23276295.1洞洞板設(shè)計 23253705.2焊接調(diào)試 24129315.3功能調(diào)試 242540結(jié)論 2817779參考文獻 28引言噪音是指那些聲調(diào)過強，會帶來不良影響的聲音。通俗的講就是我們不需要的聲音。從我國社會環(huán)境衛(wèi)生與保護管理的角度來講:凡是對生活正常進行造成阻礙的聲音,都屬于噪音。隨著社會和科技的發(fā)展,噪聲污染已經(jīng)我們?nèi)缃裆鐣饕χ弧Ｈ藗円呀?jīng)形成共同認知需要保護環(huán)境和控制并減少噪聲。其這之中,對噪聲進行實時測量,是我們減少噪音任務(wù)的關(guān)鍵之一。隨著當前我國國民經(jīng)濟社會的持續(xù)迅猛發(fā)展,經(jīng)濟的高速發(fā)展進步與持續(xù)發(fā)展、人口密度的迅猛增長提升。在我國逐步實現(xiàn)小康社會之際，人們開始注重養(yǎng)生，更多的關(guān)注自己的身體。生活中出現(xiàn)了各式各樣的生活隔音配套設(shè)施。比如：無聲電吹風、無聲風扇、無聲空調(diào)、低噪的各種廚房設(shè)施等等。還有愈發(fā)先進好用的隔音耳塞等。音爆有很強的威力，可以輕易擊碎很多東西。如果噪聲一直存在我們身邊，就有如水滴石穿。會對我們造成不同程度的傷害。所以我們實現(xiàn)了對于空氣噪聲實時自動監(jiān)控、實時報警就顯得十分的重要。我們需要實時的獲取我們身邊的噪聲情況，并對這些噪聲進行準確的分析。我們要清楚的知道它的特性，才能更好的去防治和消除它。我們需要了解它不同時間，不同地點的變化情況。搞清楚不同的噪聲之間是否相互關(guān)聯(lián)，是否相互影響。所以我們需要更多的數(shù)據(jù)，更全面、更貼切我們生活的噪聲數(shù)據(jù)。所以，更小、更方便的噪聲檢測儀的設(shè)計很符合這種需求。只需要將檢測儀放置在當前環(huán)境，就能輕松完成對當前聲音的監(jiān)測和數(shù)值顯示。第1章緒論1.1背景隨著科技的進步，社會的發(fā)展,大家對影響自己生活的事物更加注意。無論身處何地，都會伴隨著噪聲。噪聲會影響我們正常的生活。如果在高分貝的地方待久了，人就會不適，比方說：高血壓、頭暈?zāi)垦！⑷矸αΦ?。人們對噪聲的防護意識日益提高，在生活中更多的去注意如何減少噪音的干擾。如吸音玻璃，吸音木材質(zhì)。在馬路兩旁多種樹，建起隔音板等。火車道路兩旁和主要公路兩旁都會有隔音措施。對噪聲進行檢測，有利于我們更好的防治噪聲，能減少噪聲帶來的經(jīng)濟損失和提高我們的生活質(zhì)量。21世紀以來，噪聲污染一直得不到很好的治理，噪聲污染每年還是帶來很多的經(jīng)濟損失。人們對噪聲愈發(fā)不滿，是被投訴最多的環(huán)境污染。為了更好的研究噪聲監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理，明白這其中的工作流程，因此設(shè)計了一款基于單片機的噪聲監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計。1.2設(shè)計依據(jù)在單片機選項這一款，相比傳統(tǒng)的AT89C52芯片，這次采用集成度更高，價格便宜，功能豐富、更加強大的STC89C52單片機，通過I/O口操作單片機上的外設(shè)，比較簡單。聲音傳感器采用咪頭采集，再通過LM386放大。LM386是最符合這次設(shè)計的放大器，因為它能在5V的電壓下工作，方便我們使用。通過按鍵就可以控制自己想要的分貝報警上限。顯示部分用LCD1602來顯示當前的信息，因為傳統(tǒng)數(shù)碼管顯示的缺點是顯示的內(nèi)容較少，不能滿足我們的需求。而LCD1602顯示就彌補這樣的缺陷，它可以顯示當前的溫度以及特殊的符號，也可以顯示數(shù)字。而且可以來調(diào)節(jié)背光亮度。節(jié)約資源。在報警部分采用蜂鳴器對其進行報警,當檢測到聲音分貝值已經(jīng)超出了報警上限時,蜂鳴器就會得到一個來自于單片機的高電平,蜂鳴器就有可能會馬上向它們發(fā)出報警。1.3設(shè)計的主要內(nèi)容和功能本次設(shè)計是基于STC89C52單片機的環(huán)境噪聲監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計。本次設(shè)計采用STC89C52單片機作為處理器。整體功能分為檢測部分、顯示部分和報警部分。聲音數(shù)值是要進行檢測的內(nèi)容，聲音傳感器檢測當前聲音，通過AD數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，將數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機，單片機接收到這些信號，并根據(jù)公式計算出具體的分貝數(shù)值。分貝數(shù)值通過LCD1602顯示出來，這個數(shù)值是實時的，是當前環(huán)境的聲音的實時分貝值。報警部分包括按鍵設(shè)置，蜂鳴器。首先通過按鍵設(shè)置聲音分貝報警上限，然后檢測分貝值是否超過上限值，當聲音分貝值超出報警上限后，紅色LED報警燈亮起，同時蜂鳴器報警。以下是主要功能：1、最小系統(tǒng)的硬件設(shè)計;（1）在上電復位電路自動復位。（2）晶振電路。（3）無源晶振電路。（4）單片機電源。2、聲音檢測（1）采用LM383聲音傳感器進行檢測。（2）將檢測到的結(jié)果通過引腳發(fā)送給單片機。3、按鍵設(shè)置電路 （1）通過按鍵設(shè)置聲音分貝報警上限。4、硬件功能測試程序。（1）對于每個模塊進行調(diào)試，進行整體的硬件調(diào)試（2）整體軟件功能進行調(diào)試。第2章設(shè)計方案2.1設(shè)計思路環(huán)境噪聲監(jiān)測的設(shè)計思路首先從功能上進行構(gòu)思，首先噪聲監(jiān)測就是噪聲報警，需要時刻監(jiān)測當前環(huán)境是否存在噪聲并進行響應(yīng)，這個功能需要傳感器和蜂鳴器報警去完成。本次設(shè)計帶有數(shù)據(jù)顯示，這里選擇的比較常用的LCD1602液晶屏進行顯示。此外電子萬年歷還需要帶有報警的功能，這里通過按鍵去設(shè)置聲音分貝數(shù)值的報警上限，到達上限后，蜂鳴器鳴響實現(xiàn)警報的效果。從功能上劃分完之后，就要進行硬件選擇和電路設(shè)計，一個單片機系統(tǒng)最重要的就是起到大腦作用的單片機，通過資料查閱和選擇對比，這里采用了功能豐富，物美價廉，我們更為熟悉的STC89C52單片機，協(xié)調(diào)各個傳感器和外設(shè)。聲音傳感器選擇咪頭，放大器使用LM386、LCD1602液晶屏、蜂鳴器和ADC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊共同組成本次設(shè)計的硬件系統(tǒng)。本次設(shè)計的各板塊的工作原理如下面的介紹：本次設(shè)計主要分為檢測、顯示和報警三個部分。單片機采用STC89C52單片機作為CPU處理器，檢測是對當前環(huán)境的聲音分貝數(shù)值檢測，單片機控制LCD1602液晶顯示屏顯示檢測到的聲音分貝數(shù)，按鍵用于設(shè)置聲音分貝報警上限，紅色LCD燈作為報警指示燈，蜂鳴器用于報警。本次系統(tǒng)設(shè)計采用單片機模塊化進行設(shè)計，所謂的模塊化,就是將各種功能進行分解,降低之間的耦合度。所以當我們需要更換或者刪除一個特殊的功能時,只需要替換或者刪除某個模塊,不用改變整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu),只需要修改相應(yīng)的一個模塊,工作量就有機會明顯地減少。工作量就會明顯減少，所以模塊化的應(yīng)用，對于單片機的設(shè)計時非常重要的。圖2.1是工作原理圖：圖2.1工作原理圖2.2系統(tǒng)構(gòu)成本系統(tǒng)由硬件、軟件構(gòu)成。硬件系統(tǒng)就是單片機的選型，傳感器的選型，電子元器件的選擇。當所有材料選型完成后，進行電子電路設(shè)計，確保每個電路的正確和暢通。之后按照設(shè)計好的電路圖，將所有材料焊接起來，組成一個單片機系統(tǒng)。當硬件部分完成后，進行軟件設(shè)計，用來控制整個單片機。這里我們采用了keil軟件進行了該硬盤軟件的開發(fā)與編程,采用了c語言來進行硬盤的整體設(shè)計,編寫工作完成后進行了測試,沒有出現(xiàn)問題將硬盤上生成的hex文件全部燒錄到了單片機。軟件系統(tǒng)是采用c語言方式進行編寫整個過程,編程軟件使用kileC51集成開發(fā)環(huán)境，軟件部分也分為模塊化編寫，main函數(shù)為軟件主程序，其他模塊分別在子程序中完成，包括噪聲監(jiān)測、按鍵設(shè)置、報警模塊。本次設(shè)計最核心的控制芯片選用STC89C52單片機作為主控制器，按照功能上劃分成3部分，分別是檢測部分、顯示部分、和警報部分。噪聲分貝值是監(jiān)測部分的監(jiān)測內(nèi)容，這里噪聲檢測采用咪頭采集器，再經(jīng)過LM386，獲取到的模擬量通過AD0832AD芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出給單片機。LCD1602液晶屏作為顯示部分的顯示器，將單片機計算出來的噪聲分貝值進行展示。。報警器的部分我們可以詳細劃分如下報警器數(shù)值手動設(shè)置,蜂鳴器自動音響報警,2個部分,首先按鍵用于設(shè)置分貝霧報警值上限。該噪聲報警控制模塊用戶可以任意選擇一種采用噪聲蜂鳴器方式進行噪聲報警,紅色的LED的就是報警信號指示燈。

第3章硬件電路設(shè)計3.1系統(tǒng)原件原理圖本次設(shè)計采用LCD1602液晶顯示器顯示當前分貝數(shù)，下面一行顯示分貝報警上限。單片機選用我們熟悉的STC89C52，它功能強大REF_Ref31449\n\h[1]。右下角為收集聲音的咪頭采集器。按鍵用來設(shè)定報警上限值，左鍵為上調(diào)右鍵為上調(diào)。AD0832數(shù)模轉(zhuǎn)換將采集到的分貝模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并傳輸給單片機進行計算。蜂鳴器用于報警，2個LED燈分別表示聲音未超過設(shè)定值和聲音超過設(shè)定設(shè)定值。本次單片機系統(tǒng)采用5V直流電源進行供電，圖3.1是其硬件電路原理圖：圖3.1系統(tǒng)原理圖3.2STC89C52概述STC89C52單片機中所采用的器件是一款能夠具有相對較少硬件功耗、更高性能的小型微控制器。它指的是美國stc公司早期自主開發(fā)和設(shè)計生產(chǎn)的專門被應(yīng)用于各種大型工業(yè)信號控制處理系統(tǒng)的微型單片機。其作用是控制各種傳感器和外設(shè)，自行計算處理得到的數(shù)據(jù)和信號，并進行相應(yīng)的操作，在工業(yè)生產(chǎn)中起到大腦的作用。相比于日常生活中使用的電腦，單片機只能稱得上微小電路集成系統(tǒng)，能起到的作用非常有限，只能處理一些簡單的控制工作。單片機的應(yīng)用非常廣泛，絕大部分電器都是采用單片機進行控制，家里的大家電，比如冰箱、空調(diào)、洗衣機、電視機，小到遙控器、鼠標、鍵盤、鬧鐘。其里面都包含一個或者多個單片機。單片機被廣泛地應(yīng)用在儀表、醫(yī)療器械,航空飛行,家用電器和工業(yè)醫(yī)療設(shè)備上。智能化裝置的發(fā)展也非常依賴單片機，多樣化的傳感器對單片機也提出了一定的要求，故此越來越多的高級的單片機成出現(xiàn)。STC89C52單片機相較于51單片機，擁有更大的存儲器和RAM，采用MCS-51內(nèi)核用于高強度計算，32個I/O口可以連接更多的外設(shè)和傳感器，8K字節(jié)的FLASH存儲器可以進行更多的計算緩存，521字節(jié)的RAM大大提高的反應(yīng)速度。STC89C52單片機的燒錄也非常簡單，通過TX和RX口，采用對應(yīng)的編譯器就可以將程序燒錄進去。是一款便宜、簡單和高性能的單片機。3.2.1單片機的特點stc89c52rc該單片在數(shù)控電機中所需要采用的計算機技術(shù)主要是經(jīng)由中國宏晶科技公司所自主研發(fā)并推出的新型第二代低耗、高效的數(shù)控單片機,指令和可編程的電機代碼與目前我國常規(guī)傳統(tǒng)8051單片的數(shù)控電機代碼基本上完全相同,12時鐘/每個計算機的工作周期和6時鐘/每一個計算機的工作周期都使得你可以隨心地選擇。主要特性如下：增強型8051單片機,6個工作時鐘/一次工作處理周期的通用單片機,12個工作時鐘/一次工作處理周期的通用單片機讓您可以隨心所欲選用,指令集可編程執(zhí)行代碼與使用傳統(tǒng)8051。2.能提供用戶使用的應(yīng)用空間為8k字節(jié)REF_Ref327\w\h[6]。3.片上集成512字節(jié)RAM。4.具有EEPROM功能。5.具有看門狗功能。6.16位自動定時器/自動計數(shù)器。即它的定時器為T0和T1還有T2。7.一個非常通用的異步軟件串行口(uart),還有一個通用可以同時使用多個定時器的異步軟件接口來同時實現(xiàn)多種uart。。8.工作環(huán)境溫度適用區(qū)范圍:-40~+85℃(工業(yè)等級)/0~75℃(商務(wù)等級)。9.PDIP封裝。STC89C52RC單片機的工作模式a.正常工作模式：典型功耗4Ma～7mAb.掉電喚醒模式：此時可由外部充電控制器自動中斷電源進行充電喚醒,適用于給充電水表、氣表等燃料電池的自動供電控制系統(tǒng)和便攜式供電設(shè)備。3.22單片機介紹本次產(chǎn)品設(shè)計中所需要采用的STC89C52單片機內(nèi)部擁有40線引腳,并且這也是首次采用了一個雙列直接或內(nèi)插式封裝方法用來進行數(shù)位密碼器的硬件封裝。單片機的兩個導線引腳間的連接就是聯(lián)通了單片傳感器等或單片的主機及其他傳感器等的外設(shè)本次設(shè)計采用的stc89c52單片機內(nèi)部擁有40線引腳,并且僅僅采用了一個雙列直接或穿插式封裝方法即可進行數(shù)位密碼器的直接封裝。單片機的引腳聯(lián)通了單片機和傳感器等外設(shè)。提供了一個溝通的渠道，通過引腳，單片機才可以和傳感器等外設(shè)進行信息的交互。但是單片機的引腳個數(shù)是有限的，如何最大限度的發(fā)揮單片機的功能，是非常有研究意義的。目前通過改善引腳體積和外觀，采用雙功能或者多功能的引腳，豐富單片機的功能，提高單片機的可用性。圖3.2是STC89C52單片機的引腳圖，并對引腳進行講解REF_Ref572\w\h[13]：圖3.2STC89C52單片機封裝引腳圖主電源引腳（1）VCC引腳—40號引腳，作為輸入電源的正極，輸入電壓為5VVSS引腳—20號引腳，作為GND引腳，用于接地，連接電源負極（2）多功能I/OP0口為8個引腳的漏極~39號,在使用時需要外加一個內(nèi)部的牽引電阻,通常用于外接顯示屏。對應(yīng)單片機的P0到P0.7引腳。P1口—1~8引腳，該8個引腳是準雙向I/O口，可以在單片機和外設(shè)直接進行雙向通信，具有上拉作用，對應(yīng)單片機的P1.0-P1.7引腳。P2口—21~28引腳。該8個引腳是準雙向I/O口，和P1口一樣，也可以在單片機和外設(shè)直接雙向通信。P3口的第10~17引腳。該8個引腳都基本應(yīng)該確定是一個的并具有內(nèi)部上行和拉準雙向的的i/o口,在進行雙向通信的同時,還具有變異的特殊功能。（3）控制，選通或復用EA/Vpp引腳—31號引腳。該引腳的作用是作為單片機的信號輸入輸出端口，可以連接外部或者單片機內(nèi)部的存儲器。但是僅僅在輸入低電平時才有效。存儲部分：主要由RAM和ROM來進行數(shù)據(jù)存儲。這個是單片機存儲分開設(shè)計的一大特色。RAM通常我們用來出來數(shù)據(jù)較小的，而ROM用來存儲數(shù)據(jù)比較大的內(nèi)容。RST:復位。當一臺智能單片機在遇到必須的時候就需要再次打開或者手動啟動,而不必再一次切斷電源或者是手動再次重啟,直接通過連接一臺單片機給一個信號就已經(jīng)可以了,所有程序都重新開始。這日常的一臺單片機中,這個功能很方便也一直被使用。芯片擦除：PEROM陣列的三個管腳鎖定位置的工作具有電子芯片擦除器的功能,它們主要是通過正確地設(shè)置控制不同工作信號的芯片組合,保持ALE管腳不斷地電并保持一個固定低電平10ms而可以實現(xiàn)的。在兩個芯片之間摩擦的執(zhí)行過程中,代碼中的陣列將可能會全部被被改寫"1"且只有當在任何一個非空的數(shù)據(jù)存儲空間字節(jié)重新開始進行程序編程以前,這一切都必須按照系統(tǒng)規(guī)定順序進行3.2.2STC89C52內(nèi)部原理STC89C52單片機內(nèi)部構(gòu)成還是比較復雜的，雖然只是微型處理器，但是“麻雀雖小五臟俱全”，具有處理器所具有的基礎(chǔ)構(gòu)成。包括時鐘芯片，定時器，ROM，F(xiàn)LASH存儲器，RAM閃存器，32個I/O口，串口通信和中央處理器。圖3.3是單片機內(nèi)部電路圖：圖3.3單片機內(nèi)部電路圖3.3按鍵控制電路單片機的按鍵控制電路是由2個微動開關(guān)并聯(lián)組成的電路，按鍵開關(guān)的檢測其原理就是高低電平的檢測。按鍵開關(guān)由于其撥動時間，難免產(chǎn)生誤差，所以在編寫按鍵函數(shù)時，要額外寫一個延時函數(shù)，提高精確性。本次設(shè)計分貝值上限報警值就是通過按鍵設(shè)置的。按鍵1代表增，按鍵2代表減。圖3.4為按鍵控制電路原理圖：圖3.4按鍵控制電路3.4電源電路單片機的直流電源模塊一般是直接采用直流5v電源來進行供電,其中的直流電源模塊由一個3腳的直流電源開關(guān)座子和一個6腳的電源開關(guān)座子組成。電源開關(guān)座子指的是一種用來用作連接外部的一個小型電源插頭,而且這個電源開關(guān)則指的是可以用來直接控制整個外部單片機的各種有源電路板的啟動和開關(guān)閉。電源開關(guān)座子的2口引腳與連接電源開關(guān)相連,3口引腳僅僅只是能夠直接起到固定器的作用,沒有特殊的器件使用電路處理,1口的引腳與電源開關(guān)的3口引腳相連接,電源開關(guān)的1、3口引腳和4、6口引腳的作用相同，用于電源的正極輸出。電源開關(guān)的2、5口引腳作為單片機的用來接地的接地引腳，在使用時采取相對的選擇，即選擇1、3口引腳作為輸出，那么就要選擇5口引腳作為接地引腳，選擇4、6引腳作為輸出端口，2口引腳則作為接地引腳。本次單片機的傳感器和無線傳輸芯片的電壓都在5V內(nèi)，所以5V的電壓足夠滿足。若有12V或者其他電壓的傳感器，則可以采取升壓模塊將5V提升到更高的電壓，進行供電。本次設(shè)計的電源電路如圖3.5所示：圖3.5電源電路3.5報警電路蜂鳴器的電路結(jié)構(gòu)如圖3.6所示,由3個部分共同組成,一個部分是一個1k的電阻,第二個部分則是一個pnp三極管,最后一個部分是蜂鳴器。蜂鳴器的一端是連接三極管引腳,另外一端是接地。三極管采用pnp三極管,其主要功能之一就是放大電流及其驅(qū)動電平特性,因為由于單片機控制電路中的輸出電路很小,無法向蜂鳴器提供所需要的輸出電流,經(jīng)過三極管再次放大驅(qū)動電流后,電流可以放大200倍,驅(qū)動蜂鳴器自行報警。同時對于三極管的電阻也有著限流作用,因為在給單片機加電后引腳默認是高電平,所以為了防止三極管導通，只有我們想讓三極管進行操作的時候才會給蜂鳴器一個低電平這樣蜂鳴器才會進行報警。圖3.6報警電路3.6LCD1602液晶顯示電路當我們通過一個單片機在其控制的該系統(tǒng)首先檢測到并得到一個聲音報警信號后當采集器收到之后,單片機在其控制的電視顯示器上就會自動地分別顯示當前的聲音分貝和如何設(shè)定聲音報警的數(shù)值,這里我們就特別選用了一個操作簡單的工具LCD1602液晶顯示器是原來用于做聲音輸出和設(shè)定報警的電視顯示器,lcd1602液晶顯示屏便是一種非常常見的小型電子式液晶顯示儀,其主要工作輸入時間和輸出電壓分別為5v而且體積小，顯示內(nèi)容足夠，因此應(yīng)用在非常多的機器上。LCD1602液晶屏的自動顯示字符區(qū)域一般分為2行,每行中大約每個可以同時自動顯示16個字符,所以這種液晶顯示器一般能夠同時自動實現(xiàn)32個或多個特殊字符。其工作原理是利用液晶的特性，其顯示內(nèi)容可以根據(jù)電壓進行控制，通過對電壓的微調(diào)，從而顯示出數(shù)字、字符、字母等一些數(shù)據(jù)。圖3.7是引腳圖。在和單片機進行通信時，和P0口進行連接，中間要有上拉電阻進行連接。本次設(shè)計LCD1602液晶顯示屏上展示檢測到的聲音分貝值和其報警上限值。其中的引腳連接圖如圖下3.7所示：圖3.7LCD1602液晶顯示電路圖3.7聲音傳感器電路音頻信號放大芯片：LM386(可以放大200至20倍)的工作電壓：3.3V-5.3V產(chǎn)品尺寸：39.0mm*21.0mm固定孔尺寸：2.0mm工作原理：LM386是一種主要采用交流音頻源的集成式內(nèi)鏈功率增益放大器,具有自己的電源功耗較低、更新時間和內(nèi)鏈功率增益不易被自動調(diào)整、電源電路輸出的交流電壓諧波區(qū)域響應(yīng)范圍較大、外部元件連接到的元件總線數(shù)量少和總線的諧波功率失真較小等幾大特性。它們主要用于適合廣泛應(yīng)用于各種類型低電壓和高消耗型電子產(chǎn)品。為了盡量使外圍電路元件輸出數(shù)量最少,電壓上的增益時間應(yīng)設(shè)定為20。在1腳和8腳之間分別添加一只外部電路連接的輸入電阻和一個外部電容,便于你可以把輸入電壓的外部增益電平調(diào)到200以內(nèi)的任何一個增益值。此設(shè)計種沒有運用到。7引腳和GND連接接一個旁路電容C進行濾波。圖3.8聲音傳感器電路3.8LED電路模塊本次設(shè)計采用直插式LED燈，分別使用紅綠兩種顏色的LED燈，分貝值不超過設(shè)定時綠燈常亮，超過設(shè)定的值后紅燈亮。二極管又稱浸提二極管，它是一種具有兩個電極的裝置，單項傳導電流的電子期間，其原理圖如圖3.9所示：圖3.9LED電路圖3.9單片機下載程序單片機下載程序有很多的方法，比如串口下載，CH340下載、MAX232轉(zhuǎn)換等。本次設(shè)計用到的下載方法為專用的下載器。操作步驟十分簡單只需要把單片機取下放到下載器上就可以了。但是需要注意的是：我們用的keil4編譯器簡單可以理解為把代碼封裝起來，放在一個函數(shù)庫中。單片機下載程序必須要生成一個文件名為hex文件，因為單片機程序用的keil4只是編譯環(huán)境。在程序編譯過程中需要選擇波特率為9600。因為晶振其實就相當是單片機的心臟，為單片機提供了一定的頻率的時鐘信號如果單片機的外接晶振選擇類型錯誤會影響到整個電路的使用效果比如定時器等。單片機的定時器系統(tǒng)，串口通信方式等都是要一定的波特率。一般我們會選擇11.0596MHZ。3.10復位按鍵本次設(shè)計采用的是按鍵復位方式,此次設(shè)計的電路特點就是當一個按鍵被控制器按下時,相當于一個上電復位;當按鍵被壓下時,RST端通過一個電阻器和+5V的輸出電源接入,保證了向提供寬度的閥值輸出電壓到未來的工作就完成了復位。我們均已經(jīng)知道了單片機的最小控制系統(tǒng)包括3個大部件。也就是我們所講的電源控制器電路,包括單片機電路和晶振器。但不能忽視的問題就是復位電路中很重要的一個組成部件。而且單片機在啟動或者停止時肯定還是需要復位,復位其實也可以理解為單片機程序從頭開始跑，因為單片機做跑程序的時候不會向人一樣來進行思考，要不就是根據(jù)指令來處理數(shù)據(jù)，比如中斷等。單片機指的初始化，其實就是程序從頭開始跑。我們經(jīng)常減見到的現(xiàn)象比如電腦死機，我們需要重新啟動一下電源才可以。它可以讓CPU和其他功能處于一個初始狀態(tài),而且這個狀態(tài)會從單片機的main函數(shù)開始工作。以8051為內(nèi)涵的51單片機在跑程序的時候需要初始化一下，其實這我們編寫程序的時候就可以知道，很多模塊或者是芯片在寫程序的時候都通常需要來寫一個初始化。這樣不單單可以讓以前放入的數(shù)據(jù)進行一個清理。所以單片機復位是看起來比較簡單其實是一個很復雜的一個操作過程。任何單片機都有復位，在斷電后也會要求復位，比如當程序運行到有問題卡死時也需要進行復位按鍵操作，通常采用上電復位和按鍵復位這兩種方式。本次設(shè)計是上電復位方式。所以當程序正常運行時,可以直接通過上電控制CPU進入一個復位狀態(tài)。相當于某個上電子的復位;當RST端上電后,RST端通過+5v的電阻和+5v的輸出電源接入,保證了提供寬度的閥值和電壓到來的方式完成了復位。按鍵復位電路如圖3.10所示：圖3.10復位電路圖3.11ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADC0832是一種由中國一家基于美國國家半導體公司專門自主研制開發(fā)和設(shè)計制造的8位半導體高分辨率、雙通道和超高頻數(shù)字a/d以及數(shù)字信號串行輸入的微轉(zhuǎn)換器和數(shù)字控制處理系統(tǒng)的集成芯片。由于它的技術(shù)產(chǎn)品由于體積小,兼容性,性價比高而廣泛地深深的與人接觸而受到各類大型通用智能單片機的產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)愛好者和產(chǎn)品制造商及其產(chǎn)品生產(chǎn)加工企業(yè)的普遍性和歡迎,其目前也已經(jīng)在國內(nèi)市場上完全具備了非常高的技術(shù)產(chǎn)品質(zhì)量市場占有率和應(yīng)用普及度。ADC0832應(yīng)用原理框圖如圖3.12所示：圖3.12ADC0832應(yīng)用原理框圖第4章軟件系統(tǒng)設(shè)計4.1軟件主程序架構(gòu)當硬件端設(shè)計調(diào)試完成后，就要針對單片機和外設(shè)傳感器進行軟件設(shè)計。系統(tǒng)設(shè)計首先要構(gòu)思清楚，首先畫一個流程圖，然后按照傳感器先后順序，進行系統(tǒng)設(shè)計。首先各個硬件開始初始化，咪頭采集器，LCD1602液晶屏，蜂鳴器，之后各個模塊開始工作，實時檢測當前的分貝值，并進行相應(yīng)的報警操作。啟動的步驟為：LCD1602液晶屏模塊初始化，ADC0832模塊初始化，咪頭采集器檢測當前分貝數(shù)值。按鍵自動配置設(shè)定分貝噪聲報警的音量上限。當分貝超過規(guī)定分貝的限值時,蜂鳴器自動發(fā)出報警,紅色的LED的噪聲報警燈會同時自動亮起。整個主流程圖如圖4.1所示：圖4.1系統(tǒng)流程圖4.2LCD1602顯示流程圖LCD1602有16個引腳，其中RS、RW的值控制單片機對它的讀寫REF_Ref941\w\h[5]：如圖4.2所示圖4.2讀寫LCD1602液晶顯示器在模塊開始繼續(xù)執(zhí)行一個應(yīng)用程序執(zhí)行指令之前大都需要先對顯示模塊的兩個標志位作一做忙碌的信號,只有等到當其中一個忙信號標志位已經(jīng)變成了低穩(wěn)壓電平時,這才足以代表模塊可以重新開始繼續(xù)執(zhí)行一個程序指令。LCD1602要顯示字符時，就要獲得該字符的現(xiàn)實的RAM地址。。它內(nèi)部的一個通用控制指令寄存器中還包含有11條新的控制指令,其中主要包括清幕,光標的自動移位等。本次設(shè)計采用LCD1602液晶屏作為顯示器，LCD1602液晶顯示屏上電后，進行LCD1602子函數(shù)中，首先進行屏幕初始化操作，屏幕上的數(shù)據(jù)清零，內(nèi)部存儲清空。之后和單片機進行雙向通信,單片機可以控制顯示屏的亮度和顯示內(nèi)容,延時一定的時間后,進入數(shù)據(jù)寫入操作,將檢測得到的分貝值和設(shè)定上限值分別顯示在液晶顯示屏上。此外，在設(shè)置分貝上限時，根據(jù)按鍵操作，屏幕上實時變換數(shù)值。單片機操控寫入引腳寫入要顯示內(nèi)容的命令。之后顯示屏上會執(zhí)行一個指令,將所有的內(nèi)容都顯示了出來。LCD1602顯示流程圖如圖4.2所示：圖4.2液晶顯示程序流程圖4.3聲音流程圖當聲音采集到當前的數(shù)據(jù)后，把模擬量傳輸給ADC0832進行處理，ADC0832進行初始化后，因為ADC0832有2個通道，所以要進行選擇，本次設(shè)計選擇的數(shù)據(jù)通道為0，然后進行讀取數(shù)據(jù)，一個字節(jié)為8位，進行一位一位讀取，把當前讀取的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，換算成當前的電壓值。流程圖如圖4.3所示：圖4.3聲音流程圖4.4按鍵子程序本次設(shè)計按鍵電路功能是設(shè)置噪聲分貝報警上限值。單片機的按鍵具有4個引腳，相同的一側(cè)是連接的，2個按鍵并聯(lián)在一起，只要將相同的引腳連接一起即可。按鍵的工作原理就是對低電平信號的檢測，在主程序中，循環(huán)執(zhí)行檢測，一旦檢測到按鍵低電平信號，單片機產(chǎn)生信號中斷，進入按鍵子程序中。2個按鍵分別表示加、減。在不同頁面表示不同的功能。分別用2個函數(shù)執(zhí)行不同的操作，注意進行延時操作，防止誤差。按鍵可以用來設(shè)置噪聲分貝報警上限。流程圖如下：圖4.4按鍵子程序4.5蜂鳴器報警流程圖首先我們通過兩個按鍵設(shè)定好一個分貝中數(shù)值的自動報警上限，然后再檢測它們是否已經(jīng)超出這個分貝的上限值，過一個循環(huán)報警函數(shù)自動判斷它們的值是否已經(jīng)完全超出報警上限,當分貝中的值已經(jīng)超出報警上限時,紅色LED報警指示燈亮起，同時蜂鳴器報警。報警流程圖如圖4.5所示：圖4.5蜂鳴報警器流程圖第5章系統(tǒng)調(diào)試5.1洞洞板設(shè)計在本次設(shè)計中考慮到了電子電路的適應(yīng),首先我們要對洞洞板進行了設(shè)計,將本次設(shè)計中覆蓋得到的一些芯片,傳感器,按鍵等元件件按照各種功能分類,在洞洞板結(jié)構(gòu)圖上尋找合適位置后再進行畫面,因為洞洞板的面積不是很大，所以先構(gòu)思好，合理運用，好好排版。先要繪制STC89C52單片機,然后再要求繪制一個單片機最小系統(tǒng),在P0口畫上拉電阻,確定好位置后放入LCD1602液晶屏，之后根據(jù)引腳所在位置和整體排布放置各個模塊的位置，再用導線將對應(yīng)的引腳連接，保證線路暢通，沒有交叉。在繪制好洞洞板電路圖之后，要進行仿真設(shè)計，打開軟件點擊仿真，可以看到仿真圖上功能完全沒有問題，所以洞洞板設(shè)計沒有問題，接下來就要進行單片機系統(tǒng)的焊接調(diào)試。5.2焊接調(diào)試準備好所有的材料和電烙鐵，按照設(shè)計好的電路板原理圖，開始單片機電路板的焊接。首先將插排焊接上去，然后再焊接晶振和復位電路。確定好LCD1602液晶顯示屏位置，將上拉電阻焊接在P0口，之后通過導線連接顯示屏。后面分別焊接各個模塊，聲音傳感器，AD數(shù)模轉(zhuǎn)換，蜂鳴器，電源電路。最后用導線將各個模塊按照電路圖連接起來，確保沒有出現(xiàn)短路現(xiàn)象。STC89C52單片機用燒錄器將編譯好的軟件燒錄進去，最后插入到插排上。逐一檢查各部分是否能正常運行。當出現(xiàn)問題時，就要找出具體出問題的部分，逐一解決。5.3功能調(diào)試當焊接完成后，并完成了相應(yīng)的測試，焊接沒有問題。就要進行對功能的調(diào)試，檢測軟件設(shè)計有沒有問題，如果有問題要及時修改自己的軟件部分。LCD1602顯示屏頁面分為兩行，上面顯示測得的聲音數(shù)值，單位是分貝，下面顯示報警上限。將聲音傳感器放置于當前的環(huán)境，我們可以通過顯示屏看到測得的聲音數(shù)值。兩個按鍵分別上調(diào)和下調(diào)報警的上限值。對著聲音傳感器大聲說話，使其超過設(shè)定的報警上限值，這時蜂鳴器報警，紅色LED報警燈亮起。當聲音停止，分貝不超過設(shè)定報警值時，綠色LED燈常亮，蜂鳴器不報警。至此，所有功能測試完成。首先打開燒錄軟件，如下圖5.1所示圖5.1第二步查看端口號，如下圖所示：圖5.2如果驅(qū)動都安裝正確點擊串口號，可以看到當前串口為串口3然后通過串口ttl選擇程序的hex文件就可以下載程序點擊串口助手如下圖5.3圖5.3需要觀察以下幾點如下圖5.4圖5.4要保證當前的串口號和打開的串口一樣選擇文本模式波特率一般是9600如圖5.5圖5.5最后點擊打開串口就可以了。結(jié)論本次研究課題的重點和主要任務(wù)之一就是研究如何開發(fā)以89C52單片機作為技術(shù)核心的噪音監(jiān)控管理系統(tǒng)。通過多次設(shè)計調(diào)試,驗證了該檢測系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)性和可行性,符合了系統(tǒng)設(shè)計