【噪音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)案例】3600字

噪音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)案例綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u8037噪音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)案例綜述 1284731.1系統(tǒng)原件原理圖 214174圖1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 231471.2STC89C52 2283571.3按鍵電路 6305981.4電源電路 615071.5報(bào)警電路 7100791.6顯示電路 7189141.7聲音傳感器電路 8182781.8LED電路模塊 81.1系統(tǒng)原件原理圖顯示當(dāng)前分貝數(shù)是使用LCD實(shí)現(xiàn)的，下面一行顯示分貝報(bào)警上限。單片機(jī)選用我們熟悉的STC89C52，它功能強(qiáng)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(bào)警上限值，左鍵為上調(diào)右鍵為上調(diào)。聲音分貝數(shù)值通過AD轉(zhuǎn)換后，一系列的運(yùn)算之后，然后就得到數(shù)值。蜂鳴器用于報(bào)警，2個(gè)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。只需要5V的直流電就可以給系統(tǒng)供上電，像圖片1.1展示的這樣：圖1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.2STC89C52我們選用C52。這個(gè)東西它功耗特別特別的小，而且還有很強(qiáng)大的功能。它是很早以前美國(guó)一家特別厲害的公司出品的。以前是用于大的處理。現(xiàn)在可以小的系統(tǒng)也可以使用。它可以控制各式各樣的傳感器還有很多外部連接的設(shè)備。它能自己運(yùn)算傳輸給它的數(shù)據(jù)，然后會(huì)做出一系列的響應(yīng)。但是如果拿它來和現(xiàn)在的電腦進(jìn)行比較的話，它只是一個(gè)小東西，它的功能會(huì)顯得特別渺小，也就能搞定那些相對(duì)簡(jiǎn)單的東西。單片機(jī)能廣泛存在于我們的生活之中，很多用到的東西都使用它。那些帶有開關(guān)或者可以設(shè)定的東西嗎，都多多少少的會(huì)有單片機(jī)的存在。它還經(jīng)常使用于很多需要更高級(jí)計(jì)算的儀器上邊，就連航天航空這些都會(huì)用到它。為了滿足迅猛發(fā)展的需要，對(duì)它的要求也隨之上升，所以出現(xiàn)了更厲害的單片機(jī)。把它和51單片機(jī)進(jìn)行全面的比較，52的存儲(chǔ)空間比51的更大了，有了MCS-51的存在，還能進(jìn)行更高的強(qiáng)度的運(yùn)算。他擁有史無前例的32個(gè)I/O口，這就可以連接更多數(shù)量的外部連接儀器。FLASH還有8K的字節(jié)，它的計(jì)算能夠有更好的緩存。當(dāng)RAM攜帶521字節(jié)之后，它的反應(yīng)會(huì)更迅捷。C52的燒錄也更為簡(jiǎn)便，運(yùn)用TX以及RX這兩個(gè)端口，之后選用正確的編譯器就行了。它眾多的優(yōu)點(diǎn)無疑是我們選擇的第一位。1.2.1特點(diǎn)該單片在數(shù)控電機(jī)中所需要采用的計(jì)算機(jī)技術(shù)主要是經(jīng)由中國(guó)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(jī),指令和可編程的電機(jī)代碼與目前我國(guó)常規(guī)傳統(tǒng)8051單片的數(shù)控電機(jī)代碼基本上完全相同,12時(shí)鐘/每個(gè)計(jì)算機(jī)的工作周期和6時(shí)鐘/每一個(gè)計(jì)算機(jī)的工作周期都使得你可以隨心地選擇。主要特性如下：增強(qiáng)型8051單片機(jī),6個(gè)工作時(shí)鐘/一次工作處理周期的通用單片機(jī),12個(gè)工作時(shí)鐘/一次工作處理周期的通用單片機(jī)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]。1.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(dòng)定時(shí)器/自動(dòng)計(jì)數(shù)器。即它的定時(shí)器為T0和T1還有T2。7.工作環(huán)境溫度適用區(qū)范圍:-40~+85℃(工業(yè)等級(jí))/0~75℃(商務(wù)等級(jí))。8.PDIP封裝。單片機(jī)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(shí)可由外部充電控制器自動(dòng)中斷電源進(jìn)行充電喚醒。1.22介紹這個(gè)作品用了擁有很多個(gè)引腳的單片機(jī)，它的引腳有40個(gè)那么多,并且這也是首次直接或內(nèi)插式封裝方法用來進(jìn)行數(shù)位密碼器的硬件封裝。單片機(jī)的兩個(gè)導(dǎo)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(jī)及其他傳感器等的外部設(shè)施。單片機(jī)利用了引腳這個(gè)渠道來與外面的設(shè)施完成交互的功能。畢竟引腳不是用不完的，這樣一來，我們就要合理的去利用這些引腳，對(duì)我們來說是特別棒的。增強(qiáng)單片機(jī)的可使用范圍是使用改良完善引腳的外形。并賦予引腳更多的用途的方法來實(shí)現(xiàn)的。引腳如圖1.2所示，也順帶說一說它們：圖1.2端口連接圖電源的重要端口：（1）40號(hào)管口就是VCC，在供電時(shí)，大多數(shù)情況下是連接正極的。它的大小在5伏上下波動(dòng)。20號(hào)管口也就是VSS，但是它與40號(hào)管口不同，它的作用是與地相連，保證安全，它是與負(fù)極相連接起來的。（2）多功能I/O39號(hào)管腳也就是P0腳,它是作為八個(gè)管口中的漏極存在。如果要使用它，還得給它內(nèi)部安裝上一個(gè)電阻，作用是牽引。正常就是用來將顯示屏和機(jī)器連起來的。它與P0到P0.7管口是一一對(duì)應(yīng)的。端口P1到8，它們這八個(gè)管腳是兩個(gè)方向都連通的I/O口，外面的設(shè)施就可以用它完成與單片機(jī)的通信，它還有牽引的用途，它們和P1.1到P1.7管口是對(duì)應(yīng)的。端口P22到27。這幾個(gè)也是兩個(gè)方向都連通I/O口，和上面說的端口一樣。端口P3的幾個(gè)管口。這些幾個(gè)引腳都基本應(yīng)該確定是一個(gè)擁有里面的牽引和兩個(gè)方向相連通的I/O口。它甚至還有一些不同尋常的用處。（3）復(fù)用31號(hào)端口就是EA端口。這個(gè)端口也就是作為信號(hào)口的輸入或者輸出而存在的。它還可以與外面的設(shè)施相連接。但是這些都是有一定的前提的，需要它是低電平。存儲(chǔ)：?jiǎn)纹瑱C(jī)會(huì)將存儲(chǔ)分開來，當(dāng)需要存儲(chǔ)一些大一點(diǎn)的數(shù)據(jù)的時(shí)候，會(huì)用ROM來。存儲(chǔ)那些小一點(diǎn)的數(shù)據(jù)的時(shí)候就RAM來。這也是比較有特色的一種設(shè)計(jì)了。復(fù)位：機(jī)器總會(huì)需要重啟的,有時(shí)候因?yàn)橐恍┎淮_定的東西而需要再打開一次。就不用很麻煩的把電源都切斷了，或者自己將它再啟動(dòng)一次。簡(jiǎn)單的一個(gè)信號(hào)就能完美做到,只要需要，它就能夠跨過毛病，重新回到正常。這個(gè)東西太好用，還這么方便，是單片機(jī)驚艷的地方。1.2.2內(nèi)部原理單片機(jī)看著只是一小塊東西，但它里面的組成很是復(fù)雜。它就算是一個(gè)很小很小的處理器，該有的東西它還是有的，那些基本的成分還是一個(gè)不落下的，處理器有的它也有。單片機(jī)內(nèi)部如下圖1.3所示：圖1.3內(nèi)部電路圖1.3按鍵電路這里就是簡(jiǎn)單的兩個(gè)開關(guān)。它檢測(cè)的做法就是檢一下電平的高或低。我們要摁下去，這是需要一些時(shí)間的，這中間就可以會(huì)有一些誤差在。在弄按鍵程序的時(shí)候，加上一個(gè)函數(shù)，用來對(duì)它去抖。這樣一來誤差就會(huì)小一些。用按鍵去改變一開始的分貝值上限。按鍵1用來調(diào)高，按鍵2用來調(diào)低。按鍵電路如圖1.4所示： 圖1.4按鍵電路1.4電源電路電源這里通常來說是使用正五伏使它工作。這里面的電源的這個(gè)部分有兩個(gè)開關(guān)。電源插頭就是這里的開關(guān)座子的另一種說法。座子的2腳管口跟地連接在一塊，被用來固定的是3腳管口。將1腳管口和開關(guān)的3腳管口連起來。它們有相同作用的幾個(gè)管口，開關(guān)這邊的除了2和5腳管口，別的四個(gè)都是可以作為正極的。剩下的兩個(gè)管口，也是一樣的。都可以連接地。自己想用哪一邊就用哪一邊。要用1或者3口管腳當(dāng)輸出的話，我們就用5腳管口去連接地。用2和4的話就用6去連接地就可以了。5V的電池就可以讓它工作了。電源電路如圖1.5所示：圖1.5電源電路1.5報(bào)警電路這個(gè)地方有3個(gè)器件構(gòu)成，第一個(gè)為電阻，第二個(gè)為三極管，第三個(gè)是蜂鳴器。這里邊三極管連接一個(gè)蜂鳴器的管口,蜂鳴器的另一個(gè)管口得與地連接。這樣做是讓蜂鳴器能正常的響起。電路中電流不能夠支持蜂鳴器的工作，得需要三極管將電流進(jìn)行放大之后才可以。三極管還能限制電流，只有需要報(bào)警的時(shí)候，才放大。在這個(gè)時(shí)候蜂鳴器就可以響起，完成它報(bào)警的任務(wù)。報(bào)警電路如圖1.6所示：圖1.6報(bào)警電路1.6顯示電路首先檢測(cè)到并得到一個(gè)聲音報(bào)警信號(hào)后當(dāng)采集器收到之后,單片機(jī)在其控制的電視顯示器上就會(huì)自動(dòng)地分別顯示當(dāng)前的聲音分貝和如何設(shè)定聲音報(bào)警的數(shù)值。為了方便和更好的觀察聲音的數(shù)值，顯示這里我們用LCD就可以了。LCD可以說是我們最常見的了。它不大的體積能讓我們更好的設(shè)計(jì)，能顯示的東西也不算少，對(duì)聲音數(shù)值的顯示不在話下。LCD有上下兩行來顯示。我用上邊這行顯示檢測(cè)的聲音，這個(gè)數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)的。下邊這一行就顯示設(shè)定的分貝報(bào)警數(shù)值就行了。LCD引腳如圖下1.7所示：圖1.7LCD電路圖1.7聲音傳感器電路音頻信號(hào)放大芯片：LM386(可以放大200至20倍)的工作電壓：1.3V-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(shí)間和內(nèi)鏈功率增益不易被自動(dòng)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(shí)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(gè)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(gè)增益值。此設(shè)計(jì)種沒有運(yùn)用到。7引腳和GND連接接一個(gè)旁路電容C進(jìn)行濾波。圖1.8聲音傳感器電路1.8LED電路模塊本次設(shè)計(jì)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(shí)綠燈常亮，超過設(shè)定的值后紅燈亮。原理如圖1.9所示：圖1.9LED電路圖1.9單片機(jī)的下載我們能通過很多渠道來獲得這個(gè)單片機(jī)的代碼。能用串口進(jìn)行下載，當(dāng)然CH340也是可以的。還有用MAX232的。我用的是特有的下載方法來下載這個(gè)。它沒有雜亂的過程，直接放在下載器它就能夠完成。1.11ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADC0832是一種由中國(guó)一家基于美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司專門自主研制開發(fā)和設(shè)計(jì)制造的8位半導(dǎo)體高分辨率、雙通