環(huán)境噪聲檢測儀

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué)單片機(jī)原理及接口技術(shù) 課程設(shè)計（論文）題目： 環(huán)境噪聲檢測儀設(shè)計 院（系）： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級： 電氣11班 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 吳小強(qiáng) 指導(dǎo)教師： （簽字）起止時間：2012-06-24至2012-07-06專心-專注-專業(yè)課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室： 學(xué) 號學(xué)生姓名吳小強(qiáng)專業(yè)班級電氣11課程設(shè)計（論文）題目環(huán)境噪聲檢測儀設(shè)計課程設(shè)計（論文）任務(wù)環(huán)境噪聲檢測儀的主要功能實(shí)時檢測城市環(huán)境噪聲，并利用3位大型數(shù)碼管實(shí)時顯示環(huán)境噪聲大小，數(shù)碼管每段正常工作電參數(shù)12V/50mA。控制器由AC220V供電，噪聲測量

2、范圍30130dB(A)，分辨率0.1dB。主要設(shè)計內(nèi)容：硬件電路設(shè)計：1. CPU最小系統(tǒng)設(shè)計（包括CPU選擇，晶振電路，復(fù)位電路）2. 噪聲傳感器選擇、放大電路及接口電路設(shè)計3. 顯示電路設(shè)計軟件設(shè)計：1.編程程序流程圖2.程序清單編寫進(jìn)度計劃第1天 查閱收集資料第2天 總體設(shè)計方案的確定第4天 CPU最小系統(tǒng)設(shè)計第5天 噪聲傳感器選擇、放大電路及接口電路設(shè)計第6天顯示電路設(shè)計第7天 程序流程圖設(shè)計第8天 軟件編寫與調(diào)試第9天 設(shè)計說明書完成第10天 答辯指導(dǎo)教師評語及成績 平時： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日注：成績：平時20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以

3、百分制計算摘 要隨著現(xiàn)代工業(yè)、科技的發(fā)展，噪聲已經(jīng)變得隨處可聞，噪聲已經(jīng)大大的影響了人們的日常生活，所以說對噪聲的監(jiān)測已經(jīng)變得必不可少。本文詳細(xì)介紹了噪聲檢測系統(tǒng)的測量原理和系統(tǒng)組成，包括：噪聲信號的轉(zhuǎn)換、放大、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集和顯示系統(tǒng)設(shè)計。外界噪聲信號通過傳聲器轉(zhuǎn)換成音頻信號，電信號經(jīng)過放大和A/D變換輸入到單片機(jī)進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的噪聲分貝值通過LED顯示，從而實(shí)現(xiàn)噪聲的實(shí)時監(jiān)測。該系統(tǒng)具有實(shí)現(xiàn)簡單，精確度高，可用于實(shí)際進(jìn)行噪聲的實(shí)時監(jiān)測等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： A/D轉(zhuǎn)換器；單片機(jī)；運(yùn)算放大器； LED顯示目 錄第1章 緒論1.1 環(huán)境噪聲檢測儀概況噪聲即噪音，是一類引起人煩躁、或音

4、量過強(qiáng)而危害人體健康的聲音。 噪聲通常是指那些難聽的，令人厭煩的聲音。噪音的波形是雜亂無章的。從環(huán)境保護(hù)的角度看，凡是影響人們正常學(xué)習(xí)，工作和休息的聲音凡是人們在某些場合“不需要的聲音”，都統(tǒng)稱為噪聲。如機(jī)器的轟鳴聲，各種交通工具的馬達(dá)聲、鳴笛聲，人的嘈雜聲及各種突發(fā)的聲響等，均稱為噪聲。噪聲污染屬于感覺公害，它與人們的主觀意愿有關(guān)，與人們的生活狀態(tài)有關(guān)，因而它具有與其他公害不同的特點(diǎn)。噪音污染主要來源于交通運(yùn)輸、車輛鳴笛、工業(yè)噪音、建筑施工、社會噪音如音樂廳、高音喇叭、早市和人的大聲說話等。 環(huán)境噪聲監(jiān)測，是人類提高生活質(zhì)量，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的一個重要環(huán)節(jié)，在各大城市的繁華街區(qū)和居民區(qū)，已有大型

5、環(huán)境噪聲顯示器豎立街頭。但目前國內(nèi)的便攜式噪聲測試儀，多為價格昂貴的進(jìn)口專用設(shè)備，除衛(wèi)生、計量等環(huán)保專業(yè)部門擁有外，無法作為民用品推廣普及。本文介紹一種以89C52單片機(jī)為核心，采用V/F轉(zhuǎn)換技術(shù)構(gòu)成的低成本、便攜式數(shù)字顯示環(huán)境噪聲測量儀。該儀器工作穩(wěn)定、性能良好，經(jīng)校驗(yàn)定標(biāo)后能滿足一般民用需要，可廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、機(jī)關(guān)學(xué)校等需要對環(huán)境噪聲進(jìn)行測量和控制的場合。隨著噪聲污染的日趨嚴(yán)重，噪聲監(jiān)測技術(shù)的研究及設(shè)備的開發(fā)也得到迅速發(fā)展，世界發(fā)達(dá)國家的噪聲監(jiān)測設(shè)備的產(chǎn)值平均以10-15%的速度增加，我國在93年噪聲振動監(jiān)測設(shè)備產(chǎn)值已達(dá)到6.2億元，“八五”期間用于噪聲治理的工程費(fèi)用達(dá)到9.2億元，上

6、述產(chǎn)值尚不包括配套的噪聲振動監(jiān)測設(shè)備，預(yù)計我國配套的噪聲振動監(jiān)測設(shè)備20億左右。高速運(yùn)輸系統(tǒng)和工具等一些新出現(xiàn)的噪聲源和計算機(jī)、數(shù)字處理、新材料等技術(shù)發(fā)展使噪聲監(jiān)測技術(shù)、設(shè)備的研究與發(fā)展面臨挑戰(zhàn)，又提供了機(jī)遇。噪聲監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備已開始進(jìn)入規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和配套化階段。噪聲監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備的研究和開發(fā)已取得很大進(jìn)展但應(yīng)看到仍有一些技術(shù)不夠成熟，需進(jìn)一步研究的問題仍然很多。聲級計是一種能夠把工業(yè)噪聲、生活噪聲和車輛噪聲等，按人耳聽覺特性近似地測定其噪聲級的儀器。噪聲級是指用聲級計測得的并經(jīng)過聽感修正的聲壓級（dB）或響度級（方）。根據(jù)聲級計在標(biāo)準(zhǔn)條件下測量1000Hz純音所表現(xiàn)出的精度，六十年

7、代國際上把聲級計分為兩類，一類叫精密聲級計，一類叫普通聲級計。我國也采用這種分法。70年代以來有些國家推行四類分法，即分為0型、1型、2型和3型。它們的精度分別為0.46、0.76、1.00和1.5dB。根據(jù)聲級計所用電源的不同，還可將聲級計分為交流式聲級計和用干電池的電池式聲級計兩類。電池式聲級計也稱為便攜式聲級計，這種儀器體積小、重量輕、現(xiàn)場使用方便。聲級計一般由傳聲器、前置放大器器、衰減器、放大器、計權(quán)網(wǎng)絡(luò)、檢波器、指示表頭和電源等組成，其原理方框圖如圖1.1所示。前置放大輸入放大器輸入衰減器輸出衰減器輸出放大器檢波器表頭傳聲器圖1.1 聲級計原理方框圖1.2 本文研究內(nèi)容噪聲是日常生活

8、中常見的物理現(xiàn)象。在大多數(shù)情況下，噪聲是有害的。噪聲在生理和心理上也會危害人類的健康，因而已被列入需要控制的危害之一。但噪聲也有可以被利用的一面。無論是利用噪聲還是防止噪聲，都必須確定其量值。在長期的科學(xué)研究和工程實(shí)踐中已逐步形成了一門較完整的噪聲工程學(xué)科，可供進(jìn)行理論計算和分析。但這些畢竟還是建立在簡化和近似的數(shù)學(xué)模型上，還必須用試驗(yàn)和測量技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。隨著現(xiàn)代工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對各種儀器設(shè)備提出了低噪聲的要求，需要進(jìn)行噪聲的分析與設(shè)計，并通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，改進(jìn)設(shè)計?？傊?，噪聲的測量不僅在噪聲研究領(lǐng)域里占有重要的地位，而且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、建筑工程、地球物探、生物醫(yī)療等各個領(lǐng)域。

9、查閱資料，了解課題背景，了解環(huán)境噪聲的特點(diǎn)。學(xué)習(xí)、掌握聲壓計的測量機(jī)理、傳聲器測量基本原理。合理選擇噪聲測量傳感器，掌握其測量原理及應(yīng)用。學(xué)習(xí)單片機(jī)原理，熟悉單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計和軟件編程。進(jìn)行整體方案設(shè)計，做出開題報告。進(jìn)行系統(tǒng)硬件電路設(shè)計，包括傳聲器測量系統(tǒng)設(shè)計、單片機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)計。編寫程序，仿真調(diào)試。仿真調(diào)試通過后，固化程序，脫離開發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行。第2章 CPU最小系統(tǒng)設(shè)計2.1 環(huán)境監(jiān)測儀總體設(shè)計方案環(huán)境監(jiān)測儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示。環(huán)境噪聲經(jīng)高靈敏度、無指向性駐極體傳聲器轉(zhuǎn)換成電信號。放大電路由運(yùn)放LM386構(gòu)成，精心調(diào)整相關(guān)外圍元件參數(shù)，可使其輸出幅頻特性滿足測量要求的電壓信號。通過V/

10、F轉(zhuǎn)換器后，輸出頻率信號變?yōu)門TL電平送給單片機(jī)的P3.4引腳，經(jīng)軟件處理后，噪聲聲壓級顯示值由P1口輸出，驅(qū)動LED數(shù)碼管顯示。噪聲傳聲器單片機(jī)V/F 轉(zhuǎn)換電路交直流轉(zhuǎn)換LED 顯示圖2.1 噪聲監(jiān)測儀硬件結(jié)構(gòu)圖2.2 CPU的選擇CPU是單片機(jī)的核心部分，它的作用是讀入和分析每條指令，根據(jù)每條指令的功能要求，控制各個部件執(zhí)行相應(yīng)的操作。89C51每部有一個8位的CPU，它是由運(yùn)算器和控制器組成的。運(yùn)算器主要包括算術(shù)和邏輯運(yùn)算部件ALU、累加器ACC、寄存器B、暫存器YMP1、TMP2、程序狀態(tài)字寄存器PSW、布爾處理器及十進(jìn)制調(diào)整電路等。控制器主要包括時鐘發(fā)生器、定時控制邏輯、指令寄存器、

11、指令譯碼器、程序計數(shù)器PC、程序地址寄存器、數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR和對戰(zhàn)指針SP等。本次設(shè)計采用89C51單片機(jī)，89C51單片機(jī)有5中封裝形式,本設(shè)計采用40腳DIP的封裝，其中2條主電源引腳，2條外接晶振體引腳，4條控制或與其他電源復(fù)用的引腳，32條I/O引腳。89C51的引腳圖如圖2.2：其中VSS為接地端，VCC接+5V電源；XTAL1接外部晶體和微調(diào)電容的一端，XTAL2接外部晶體和微調(diào)電容的另一端；RST是復(fù)位信號的輸入端，高電平有效；ALE引腳是地址鎖存允許信號；VPP是內(nèi)、外ROM的選擇端；P0、P1、P2、P3口為輸入/輸出引腳；圖2.2 89C51引腳圖2.3 數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)

12、展89C51片內(nèi)有128 B的RAM存儲器，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中僅靠這128 B的數(shù)據(jù)存儲器時遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。這種情況下可利用89C51單片機(jī)所具有的擴(kuò)展功能，擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲器。89C51單片機(jī)最大可擴(kuò)展64KB RAM。常用的數(shù)據(jù)存儲器有靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器RAM和動態(tài)數(shù)據(jù)存儲器，由于在實(shí)際應(yīng)用中，需要擴(kuò)展的容量不大，所以一般采用靜態(tài)RAM,如SRAM 6116、6264等。數(shù)據(jù)存儲器空間地址同程序存儲器一樣，由P2口提供高8位地址，P0口提供低8位地址和8位雙向數(shù)據(jù)線。數(shù)據(jù)存儲器的讀和寫由和信號控制，而程序存儲器由讀選通信號控制，兩者雖然共處同一地址空間，但由于控制信號不同，故不會發(fā)生總線沖突。本次設(shè)計

13、主要擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器，選擇6116芯片，6116是2K8位靜態(tài)隨機(jī)存儲器，采用CMOS工藝制造，單一+5V電源供電，額定功耗160mW，典型存取時間200ns，為24線雙列直插式封裝。其硬件擴(kuò)展圖如圖2.3圖2.3 硬件擴(kuò)展圖2.4 復(fù)位電路設(shè)計單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的，在時鐘電路工作后，只要在單片機(jī)的RESET引腳上出現(xiàn)24個時鐘振蕩脈沖以上的高電平，單片機(jī)就能實(shí)現(xiàn)復(fù)位。為了保證系統(tǒng)可以可靠復(fù)位，在設(shè)計復(fù)位電路時，一般使RESET引腳保持10ms以上的高電平，單片機(jī)便可以可靠地復(fù)位。當(dāng)RESET從高電平變?yōu)榈碗娖揭院?，單片機(jī)從0000H地址開始執(zhí)行程序。在復(fù)位有效期間，ALE和引

14、腳輸出高電平。簡單的復(fù)位電路有上電復(fù)位電路和手動復(fù)位電路兩種，不管是哪一種復(fù)位電路都要保證在RESET引腳上提供10ms以上穩(wěn)定的高電平。本次設(shè)計選擇按鍵電平復(fù)位，如圖2.4是按鍵式復(fù)位電路，它可以通過按鍵實(shí)現(xiàn)復(fù)位，按下鍵后，通過和形成回路，使RESET端產(chǎn)生高電平。按鍵的時間決定了復(fù)位時間。圖2.4 復(fù)位電路2.5 時鐘電路設(shè)計時鐘電路應(yīng)用于產(chǎn)生但紛紛偏激工作所需的時鐘信號。詩中信號可以由兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式，本次設(shè)計采用外部時鐘方式如圖2.5：圖2.5 晶振電路外部時鐘方式采用外部振蕩器，外部振蕩脈沖信號由89C51的XTAL1端接入后直接送至內(nèi)部時鐘發(fā)生器，輸入端XT

15、AL2應(yīng)懸浮，由于XTAL1端的邏輯電平不是TTL的，故建議外接一個上拉電阻。一般要求，外接的脈沖信號應(yīng)當(dāng)是高、低電平的持續(xù)時間大于20ms，且頻率低于24MHz的方波。這種方式適合于多塊芯片同時工作，便于同步。2.6 CPU最小系統(tǒng)圖圖2.6 CPU最小系統(tǒng)圖第3章 噪聲監(jiān)測儀輸入輸出接口電路設(shè)計3.1 聲音傳感器的選擇傳聲器（Microphone）又稱話筒，俗稱“麥克風(fēng)”。傳聲器是將聲波轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電信號的傳感器。傳聲器包括聲波接收器和力-電換能器兩個部分。根據(jù)膜片感受聲壓的情況不同，傳聲器可分為三類：聲強(qiáng)式傳聲器，其膜片的一面感受聲壓；差壓式傳聲器，其膜片的兩面均感受聲壓，引起膜片振動的力

16、取決于膜片兩面差壓的大??；壓強(qiáng)和差壓組合式傳聲器。在噪聲測量中常用的是壓強(qiáng)式傳聲器。若按照膜片振動轉(zhuǎn)換成電能的方式來分，傳聲器可分為：電容式傳聲器，它利用電場耦合的方式將膜片的振動轉(zhuǎn)換成電量；壓電式傳聲器，通過聲壓使晶體產(chǎn)生電荷；動圈式傳聲器，利用磁場耦合的方式將膜片的振動轉(zhuǎn)換成電量。通信設(shè)備常用到的傳聲器類型一般是晶體式傳聲器。晶體式傳聲器又稱壓電式傳聲器，它是利用晶體的壓電效應(yīng)制成的，化工材料酒石酸鉀鈉和鈦酸鋇晶體都有較強(qiáng)的壓電效應(yīng)。當(dāng)晶體的兩面受到壓力時，在兩面間出現(xiàn)正負(fù)電荷，產(chǎn)生某一方向的電動勢：當(dāng)受到相反方向的應(yīng)力時，晶體兩面則產(chǎn)生與受壓力相反的電荷和電動勢。當(dāng)晶體受到交變聲波的作用

17、時，便產(chǎn)生音頻電動勢。晶體式傳聲器按結(jié)構(gòu)的不同可分為膜片式和聲電池式兩種。膜片式傳聲器價格低廉、輸出電壓高，使用方便，考慮元器件的性價比和應(yīng)用功能選用的是膜片式晶體傳聲器。膜片式傳聲器實(shí)物外形如圖3.1所示。圖3.1 膜片式傳聲器實(shí)物外形圖LM386是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類產(chǎn)品。為使外圍元件最少，電壓增益內(nèi)置為20倍。但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值，直至200。輸入端以地為參考，同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半，在6V電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為24mW,使得LM386特別適用于電池供電的場合。功率放大器的作用相當(dāng)

18、于揚(yáng)聲器的音量調(diào)節(jié)器。音頻功率放大電路的作用主要是將信號處理器發(fā)送過來的信號功率放大，使其信號的功率達(dá)到設(shè)計要求。對該部分電路的要求是輸出功率大。在電路設(shè)計過程中進(jìn)行對比，通過比較發(fā)現(xiàn)LM386集成電路使用簡單，基本沒有外圍器件，而且它還有體積小、電源范圍寬、外接元件少、電壓增益可調(diào)整、頻率響應(yīng)好、輸出功率大、總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)。因此選用LM386來組成音頻功率放大電路。LM386的引腳圖如圖3.2所示。圖3.2 LM386引腳圖20倍的音頻放大器如圖3.3所示。由于傳聲器輸出的電信號比較弱，只有毫伏級，為了使數(shù)據(jù)采集卡能很好的采集到相應(yīng)數(shù)據(jù)，必須經(jīng)過電壓放大器進(jìn)行電壓放大，采用LM386芯片

19、電壓增益200倍的接法，即在1和8引腳間接10uF的電容。圖3.3 20倍的音頻放大器3.2 噪聲監(jiān)測儀檢測接口電路設(shè)計3.2.1 A/D轉(zhuǎn)換器選擇A/D 轉(zhuǎn)換接口是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)前向通道中的一個重要環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)采集是在模擬信號源中采集信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送入計算機(jī)的過程。因此，完成數(shù)據(jù)采集應(yīng)具備下述基本部件：模擬多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和信號調(diào)節(jié)電路，采樣/保持放大器，模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換器，通道控制電路。圖3.4是由AD536構(gòu)成真有效值TRMS/DC轉(zhuǎn)換電路，AD536內(nèi)含有源整流器（絕對值電路），平方/除法電路，鏡像電流源及緩沖放大器。圖中的R2和R3為偏置電阻，兩電阻的公共連接端接到AD5

20、36的COM，由于AD536的COM內(nèi)部為CMOS電路，阻抗較高，流經(jīng)COM端的電流僅為數(shù)uA。C1為輸入隔直電容，CAV為平均電容，它與內(nèi)部的電阻r（25K）構(gòu)成低通濾波器，以獲得平均值電壓，有效值電壓通過AD536的第6腳輸出。C21C31Vin +VsVsCAV COMbufout RLbufin Iout第1章 Ad536CAV 1VinC1 1R1 1K10Koutput+5VR220KR3 10K圖3.4 AD536構(gòu)成真有效值電壓表AD536由于電路采用了隔直電容，所以這樣的電路僅適合于測量交流電，不能測量直流或變化緩慢的電壓。AD536的滿量程電壓為7V，如果使用的AD轉(zhuǎn)換器輸

21、入電壓范圍不匹配，應(yīng)設(shè)一個電壓轉(zhuǎn)換電路。3.2.2 模擬量檢測接口電路圖圖3.5 模擬量檢測接口電路圖3.3 噪聲監(jiān)測儀輸出接口電路設(shè)計圖3.6輸出接口電路圖3.4 人機(jī)對話接口電路設(shè)計本設(shè)計中采用三位大型實(shí)時顯示環(huán)境顯示。LED顯示器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常用的輸出器件。它是由若干個發(fā)光二極管組成，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)的一個點(diǎn)或一個筆畫點(diǎn)亮?？刂撇煌慕M合的二極管導(dǎo)通就能顯示出各種字符。本設(shè)計主要是考慮人耳對噪聲的主觀評價，對于不同分貝的聲音，人產(chǎn)生的感覺是不一樣的，因此用三個發(fā)光二極管來指示聲壓級的范圍，指示電路的設(shè)計如圖3.10，圖左邊的三個端口分別連接89C51的P1.0、P1.1和P1

22、.2口，通過單片機(jī)編程來控制聲壓級的選線處于選通狀態(tài)，而其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，在段碼線上輸出將要顯示字符的段碼，則同一時刻，只有選同位顯示出相應(yīng)的字符，而其他各位是熄滅的。如此循環(huán)下去，就可以使各位顯示出將要顯示的字符。雖然這些字符是在不同時刻出現(xiàn)的，而在同指示范圍。圖3.7 指示電路第4章 噪聲傳感器軟件設(shè)計4.1 軟件實(shí)現(xiàn)功能綜述研制一臺智能儀器是一個復(fù)雜的過程，這一過程包括分析儀表的功能要求和擬定總體設(shè)計方案，確定硬件結(jié)構(gòu)和軟件算法，研制邏輯電路和編制程序，以及儀表的調(diào)試和性能的測試等等。軟件的設(shè)計應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)化設(shè)計原則，在總體概況設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行具體的詳細(xì)設(shè)計，功能分解，模塊劃分

23、，細(xì)化軟件層次，優(yōu)化軟件結(jié)構(gòu)，以達(dá)到模塊功能的獨(dú)立性，執(zhí)行的高效性?？傊?，設(shè)計的程序應(yīng)該達(dá)到可讀性，可理解性，可維護(hù)性，有效性，可修改性。4.2 流程圖設(shè)計4.2.1 主程序流程圖設(shè)計在單片機(jī)系統(tǒng)的程序的設(shè)計開發(fā)中，單片機(jī)就如同整個系統(tǒng)的交通中樞，而程序就是組成交通中樞的條條大道，各個部分的模塊化的程序就是整個系統(tǒng)的組成成份。軟件編寫的好壞，語句運(yùn)用的是否簡潔直接關(guān)系單片機(jī)的工作效率。在各個模塊化的程序中盡量用最少的語句作最多的事情，不讓語句出現(xiàn)歧義，這樣就可以使整個程序可以在系統(tǒng)中更好的運(yùn)行，使單片機(jī)工作效率大大的提高。下面就對本次畢業(yè)設(shè)計的軟件部分作些介紹，如圖4.1所示為軟件總體流程圖。

24、子程序包括：中斷服務(wù)程序的設(shè)計、查表子程序、顯示子程序、指示子程序。由于要實(shí)現(xiàn)很多功能，所以采用模塊化設(shè)計，下面就其主要部分分別分析。中斷服務(wù)程序主要實(shí)現(xiàn)的功能是：T0中斷子程序是將電壓/頻率轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的頻率信號接入計數(shù)器的T0口，然后計數(shù)器開始計數(shù)，當(dāng)計數(shù)到一定數(shù)目后，計數(shù)器就產(chǎn)生溢出中斷。查表子程序?qū)⑦M(jìn)入單片機(jī)的脈沖信號與實(shí)際要顯示值之間有一定的對應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過軟件編程查表顯示所需要的值。顯示子程序是將數(shù)據(jù)處理的結(jié)果送顯示器顯示。指示子程序是對顯示結(jié)果范圍的一個指示。本噪聲監(jiān)測系統(tǒng)軟件總體流程圖如圖4.1所示。開始設(shè)置 SP定時/計數(shù)器T0/T1初始化89C51初始化關(guān)中斷讀計數(shù)器置表首地址

25、取表中雙字節(jié)數(shù)xi(TH0)(TH1)允許高位顯示送顯示值交換顯示位掃描結(jié)束嗎？顯示值亮指示燈關(guān)中斷i=i+1圖4.1 單片機(jī)軟件系統(tǒng)方案框圖4.2.2 模擬量檢測流程圖設(shè)計波長選擇初始化ADAD轉(zhuǎn)換溢出？計算當(dāng)前功率絕對顯示db處理功率處理顯示結(jié)果圖4.2 模擬量檢測流程圖A/D轉(zhuǎn)換接口是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)前向通道中的一個重要環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)采集是模擬信號源中采集信號并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送入計算機(jī)的過程。4.2.3 環(huán)境噪聲監(jiān)測儀流程圖設(shè)計環(huán)境噪聲測量系統(tǒng)的軟件采用模塊化設(shè)計，由主程序、中斷服務(wù)程序、查表子程序和顯示子程序組成。各程序模塊的流程圖如圖2.2所示。在圖中xi表示讀取的計數(shù)值，i從0開始。主程

26、序處于循環(huán)工作狀態(tài)，主要完成定時/計數(shù)器和中斷系統(tǒng)的初始化，并循環(huán)調(diào)用查表和顯示子程序。值得指出的是，查表程序程序?qū)崿F(xiàn)了計數(shù)值向聲壓級的轉(zhuǎn)換。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，除了需要在硬件上采取相應(yīng)的措施外，軟件上采用冗余設(shè)計法即重復(fù)重要的指令，未用空間設(shè)置操作指令，以防止程序跳飛而死機(jī)。查表子程序入口取表中雙字節(jié)數(shù)xixi(TH0)(TH1)數(shù)值顯示返回i=i+1顯示子程序入口置掃描次數(shù)允許高位顯示送顯示值延時交換顯示位掃描結(jié)束嗎返回圖4.3 查表子程序和顯示子程序4.3 程序清單ML8155 EQU 0DF00H; DTIMER0 EQU 30H; DTIMER1 EQU 31H; ORG 00

27、00H LJMP MAIN ORG 1000H MAIN:MOV SP,#60H MOV A,#00H MOV DPTR,#0DF02H MOVX DPTR,A SETB P1.0 SETB P1.1 SETB P1.2 CLR C MOV TMOD,#15H MOV TL0,#00H MOV TH0,#00H MOV R0,#00H QQ1: MOV TL1,#0B0H MOV TH1,#3CH SETB TR0 SETB TR1 QQ: JBC TF1,QQ3 AJMP QQ QQ3: INC R0 CJNE R0,#0AH,QQ1 AJMP LOOP RET LOOP:CLR TR1 M

28、OV 40H,TH0 MOV 41H,TL0 MOV R0,#00H MOV R1,#00H MOV DPTR,#TAB LAB:CLR A MOVC A,A+DPTR MOV R2,A MOV A,40H XCH A,R2 SUBB A,R2 JZ A1 INC DPTR INC DPTR INC DPTR INC DPTR SJMP LAB A1: CLR A CLR C INC DPTR MOVC A,A+DPTR MOV R3,A MOV A,41H XCH A,R3 SUBB A,R3 JC A2 CLR A MOVC A,A+DPTR MOV R3,A MOV A,41H XCH

29、A,R3 SUBB A,R3 JZ A2 INC DPTR INC DPTR INC DPTR SJMP LAB A2: CLR A INC DPTR MOVC A,A+DPTR MOV R0,A MOV 40H,R0 CLR A INC DPTR MOVC A,A+DPTR MOV R1,A MOV 41H,R1 LCALL PPL LJMP LL1 RET LL1:MOV A,40H MOV DPTR,#BCD2 MOVC A,A+DPTR MOV 5FH,A MOV A,41H MOV DPTR,#BCD2 MOVC A,A+DPTR MOV 5EH,A MOV 5DH,#5EH MOV

30、 5CH,#7CH LCALL INIT_8155 LCALL WRITE_LED1 WRITE_LED1: PUSH DPL PUSH DPH PUSH ACC MOV R0,#5CH MOV R1,#00H MOV R3,#0F7H MOV A,R3 AGAIN1: MOV DPTR,#0DF01H MOVX DPTR,A MOV A,R0 MOV DPTR,#0DF02H MOVX DPTR,A LCALL DELAY01 LCALL DELAY01 INC R0 MOV A,R3 JNB ACC.0,OUT2 RR A MOV R3,A LJMP AGAIN1 OUT2: MOV R0

31、,#5CH MOV R3,#0F7H MOV A,R3 INC R1 CJNE R1,#3AH,AGAIN1 LJMP MAIN POP ACC POP DPH POP DPL RETINIT_8155: PUSH DPL PUSH DPH PUSH ACC MOV DPTR,#ML8155 MOV A,#03H MOVX DPTR,A POP ACC POP DPH POP DPL RET PPL:MOV R0, 40H MOV A, R0 SUBB A,#4 JZ B1 MOV A, R0 SUBB A, #5 JZ B1 MOV A, R0 SUBB A, #6 JZ B2 MOV A,

32、 R0 SUBB A, #7 JZ B2 MOV A, R0 SUBB A, #8 JZ B3 MOV A, R0 SUBB A,#9 JZ B3 RET B1:CLR P1.0 RET B2:CLR P1.1 RET B3:CLR P1.2 RET B4:RET DELAY:PUSH DTIMER1 PUSH DTIMER0DELAY1:MOV DTIMER0,#125 DELAY2:NOP NOP DJNZ DTIMER0,DELAY2 DJNZ DTIMER1,DELAY1 POP DTIMER0 POP DTIMER1 RETDELAY01:NOP PUSH DTIMER1 MOV DTIMER1,#02H LCALL DELAY POP DTIMER1 RET第5章 系統(tǒng)設(shè)計與分析5.1 系統(tǒng)原理圖圖5.1 系統(tǒng)原理圖5.2 系統(tǒng)原理綜述本文是開發(fā)一個以89C51單片機(jī)為核心的噪聲監(jiān)測系統(tǒng)。通過聯(lián)調(diào)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性，能滿足設(shè)計要求，達(dá)到設(shè)計的指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對噪聲