- 1、本文档共4页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
?
?
基于单片机的环境噪音检测仪的设计
?
?
郑开明
【摘要】本文介绍了噪音监测系统的测量原理和系统组成,包括:噪音信号的转换、放大、V/F转换、数据采集和显示系统的设计。噪音信号经过传声器变换成音频信号,电信号通过放大和V/F变换输入到单片机进行处理,并转换成相应的噪音分贝值通过LED显示,从而实现噪音的实时监测。
【关键词】运算放大一、噪音污染的现状
随着工业化水平发展越来越高,噪音污染日趋严重,已成为三大环境污染之一。我国城市噪音污染已成为干扰人们日常生活的重要问题之一。目前,城市环境噪音主要包含生活噪音、工业噪音、交通噪音、建筑施工噪音等,分别占整个噪音污染的47%、8%-10%、30%、5%左右。据调查,全国对噪音污染的不满度逐年增加,并且一直是各类环境污染投诉的第一位。所以,为了给人们营造一个健康的宜居环境,对噪音的实时测试报警就显得尤为重要。
二、噪音监测系统的发展现状
噪音监测技术和设备已逐步进入规范化、标准化、系列化和配套化阶段。虽然其研究和开发已取得较大进展,但仍有部分技术不够成熟,还需进一步研究和解决。
声级计一般包括传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器、指示表头和电源等组成。为使传声器与衰减器匹配,传声器需将声音转换成电信号,由前置放大器变换阻抗来完成。噪音声级的数值检测方法,首先是放大器将输出信号加到计权网络,对信号进行频率计权(或外接滤波器),然后经衰减器及放大器将信号放大到一定的幅值,送到有效值检波器进行检波,最后在指示表头上给出。根据声级计在标准条件下测量1000Hz纯音所表现出的精度,六十年代国际上把声级计分为两类,精密声级计和通声级计。我国也采用这种分法。70年代以来有些国家推行四类分法,即分为0型、1型、2型和3型。它们的精度分别为±0.46、±0.76、±1.00和±1.5dB。依据声级计所用电源的不同,声级计还分为交流式声级计和用干电池的电池式声级计两类。为适应测量现场的需要,声级计一般都备有三脚支架,以便视需要将声级计固定在三脚支架上。
三、噪音监测系统的硬件设计
遵循系统设计功能的要求,确定控制系统包括硬件和软件系统两部分。环境噪音经由高灵敏度、无指向性驻极体传声器转换成电信号。放大电路由运放LM386构成,认真调整一些外围元件参数,使输出幅频特性符合测量要求的电压信号。通过V/F转换器后,输出频率信号变为TTL电平送给单片机的P3.4引脚,经软件处理之后,噪音声压级显示值由P1口输出,驱动LED数码管显示。传声器是将声波信号转换为电信号的能量转换器件,是噪音测量系统中的一个主要环节。按传声器的指向特性分类,分无指向性、双指向性和单指向性(包括心形和钳形指向性)3大类;按换能方式分类,分电动式、电容式和压电式等;按传声方式分类,分有线传声器和无线传声器两类;按声波接收的原理分类,分声压式和压差式。
V/F转换电路主要是由LM331组成的电压/频率转换电路。LM331采用了新型温度补偿能隙基准电路,在规定工作温度范围内和4伏电源电压下都有较高精度。LM331可得到只有价格较高的V/F转换器才有的高水平精度。由LM331构成的电压/频率转换电路,输出的频率信号变成TTL电平送给单片机的P3.4引脚,作为T0的计数脉冲。此转换电路线性良好,抗干扰能力强,输出频率范围在10-100kHz以上,比普通8位并行A/D转换器优越,有助于提高系统的测量范围。
89C52单片机是本次设计的核心部分。LM331直接与单片机定时/计数器连接,这种方式方便易行。
LED显示器是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式,用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。普通的LED显示器为8段,每一段对应一个发光二极管,这种显示器有共阳极和共阴极两种。LED显示器分为静态和动态两种显示方式,此设计中用的是动态显示方式。
四、软件系统设计
环境噪音测量系统的软件是采用模块化的设计,由主程序、中断服务程序、查表子程序和显示子程序四部分组成。其流程图如图所示,在图中xi表示读取的计数值,其中i从0开始。
主程序在完成定时/计数器和中断系统的初始化,并循环调用查表和显示子程序时处于循環工作状态。需要指出的是,查表程序实现了计数值向声压级的转换。
为了进一步提高系统的抗干扰能力,不仅要在硬件上采取相应的措施,在软件上也需要采用冗余设计法即重复重要的指令,未用空间设置操作指令,以防止程序跳飞而死机。
?
-全文完-
文档评论(0)