1、i報告書題目名稱： 噪 聲 測 量 儀 組 名：電一 第六組 指導老師： xxxxxxxx 成 員： 王嘉伊 朱水仙 郭麗麗 劉瑞普 ii2011 年 5 月噪聲測量儀噪聲測量儀 摘要摘要：本設計以單片機 stc89c52 為數據、控制處理器，通過駐極話筒拾取環境中的噪聲，通過三級管和集成功放 lm386 構成的兩極放大電路，再經過 lm331 電壓頻率轉換器轉換成頻率信號，利用單片機本身的計數器、計時器和中斷實現對信號的處理，最終由 6 個數碼管顯示實時噪音分貝值。當超過限定分貝值時報警器自動報警。回到正常分貝值時自動解除報警。關鍵詞：噪聲，測量，分貝關鍵詞：噪聲，測量，分貝(db)(db)

2、，單片機，單片機iii 目目 錄錄一、系統設計-11.1 基本要求-11.2 發揮部分-1二、噪聲簡介-22.1 噪聲概念-222 噪聲對人的危害-22.3 人對不同聲強的感覺-22.4 聲壓級測量機理-3三、整體方案設計-43.1 方案論證-43.2 方案比較 -5四、單元模塊設計-64.1 高靈敏度電容式駐極體傳聲器 -64.2 前置放大器-74.3 集成功放 lm386 放大器-84.4 檢波電路-104.5 v/f 電壓頻率轉換器 -114.6 單片機系統-134.7 七段數碼管顯示器-18五、軟件設計-21六、系統技術指標及精度和誤差分析-25七、設計小結-26八、參考文獻-27附錄

3、 1（電路總圖） -28附錄 2（部分程序） -291一、系統設計一、系統設計 設計制作一個測量噪聲的裝置，使該裝置能測試出周圍環境噪聲的分貝值。高靈敏度傳聲器前置放大器集成功放前期數據處理器顯示器單片機數據處理系統圖 1-1 總體設計方框圖1.11.1 基本要求基本要求1）.能測量固定聲源的分貝值，測量范圍達到 40100db。2）.分辨率：0.1db。3）.頻率范圍：3008000hz 。4）.具有顯示噪聲分貝值的功能；二、噪聲簡介二、噪聲簡介2.12.1 噪聲概念噪聲概念物理學定義：噪聲是發生體做無規則時發出的聲音。生理學定義：凡是妨礙人們正常休息、學習和工作的聲音，以及對人們要聽的聲音

4、產2生干擾的聲音。從這個意義上來說，噪聲的來源很多。街道上的汽車聲、安靜的圖書館里的說話聲、建筑工地的機器聲、以及鄰居電視機過大的聲音，都是噪聲。總體講，噪音是物體振動產生。2 22 2 噪聲對人的危害噪聲對人的危害隨著工業生產、交通運輸、城市建筑的發展，以及人口密度的增加，家庭設施（音響、空調、電視機等）的增多，環境噪聲日益嚴重，它已成為污染人類社會環境的一大公害。噪聲具有局部性、暫時性和多發性的特點。噪聲不僅會影響聽力，而且還對人的心血管系統、神經系統、內分泌系統產生不利影響，所以有人稱噪聲為“致人死命的慢性毒藥”。噪聲給人帶來生理上和心理上的危害主要有以下幾方面： 干擾休息和睡眠、影響工

5、作效率：干擾休息和睡眠；使工作效率降低。 損傷聽覺、視覺器官：強的噪聲可以引起耳部的不適，如耳鳴、耳痛、聽力損傷；噪聲對視力的損害。 對人體的生理影響：損害心血管；對女性生理機能的損害；噪聲還可以引起如神經系統功能紊亂、精神障礙、內分泌紊亂甚至事故率升高。2.32.3 人對不同聲強的感覺人對不同聲強的感覺無法忍受：150db130db感到疼痛：130db110db很吵：110db70db較靜：70db50db安靜：50db30db極靜：30db10db無聲： 0db32.42.4 聲壓級測量機理聲壓級測量機理人耳的聽閾一般是 20m pa (微帕)，痛閾一般是 200pa（帕），其間相差 10

6、7 倍，這樣寬廣的聲壓范圍很不易測量，而且人耳對聲壓的相對變化的分辨具有非線性特征。因此，聲學中常用聲壓級 lp 來反映聲壓的變化，將聲壓 p 的聲壓級表示成： dbpplp)/lg(200其中，基準量 p0 為 20m pa。當 p= p0 時，lp=0db，而當 p=200 pa 時，lp=140db。用聲級計可以測量聲壓級，采用 1khz 純音輸入 0.2 秒到 0.25 秒或 0.5 秒以上，即可得到真實聲壓級或平均聲壓級。考慮到人耳對不同頻率的響度感覺，在噪聲測量中，常取 40方（phon）等響曲線的反曲線對聲壓級進行計權校正，即用 a 計權網絡測得 a 聲級，寫成db（a）。表 2

7、.1 給出倍頻帶中心頻率與 a 聲級的校正量之間的關系。表 2.1 倍頻帶中心頻率與 a 聲級校正量的關系倍頻帶中心頻率（hz）31.563125250500a 聲級校正量（db）39.4-26.2-16.1-8.6-3.2倍頻帶中心頻率（hz）1k2k4k8k16ka 聲級校正量（db）01.21.0-1.1-6.6三、整體方案設計三、整體方案設計整體思路是：將外界噪聲經過傳聲器轉換成電信號。由模擬電路采集環境噪聲，經過模數轉換后再經前期數據處理電路送入單片機，系統的核心部分是單片機 stc89c52，輸入的信號即反應了所測聲壓大小。最后經單片機 c 語言程序運算出最終數據通過 p0 口和鎖

8、存器送入 6 位 led 數碼管顯示。4方案方案：基于 stc89c52 單片機采取 v/f 轉換器設計方案環境噪聲經高靈敏度、無指向性駐極體傳聲器轉換成電信號。由運放 max4466 和集成功放 lm386 構成兩級級放大電路,其輸出電平反映了噪聲聲壓的大小。由 lm331 構成電壓/頻率轉換電路，輸出的頻率信號變成 ttl 電平送給單片機的 t0 管腳，作為 t0 的計數脈沖。系統的核心部分是單片機 stc89c52，其 p3.5 引腳接入 ne555 構成的定時器輸出的方波，通過 t1 中斷去控制 t0 定時計數。從 t0 端輸入的計數脈沖頻率即反應了所測聲壓大小, 最后經單片機內部 c

9、 語言程序運算出最終數據通過 p0 口和鎖存器送入 5 位 led 數碼管顯示。高靈敏度傳聲器前置放大器lm386 集成功放lm331 電壓頻率轉換器led 顯示器單片機數據處理系統檢波電路圖 3-1 方案整體方框四、單元模塊設計四、單元模塊設計本設計共采用了 8 個單元模塊電路：高靈敏度電容式駐極體傳聲器、前置放大器、集成功放放大器、峰值檢波電路、v/f 電壓頻率轉換器、單片機系統、七段數碼管顯示器。54.14.1 高靈敏度電容式駐極體傳聲器高靈敏度電容式駐極體傳聲器駐極體傳聲器有兩塊金屬極板，其中一塊表面涂有駐極體薄膜（多數為聚全氟乙丙烯）并將其接地，另一極板接在場效應晶體管的柵極上，柵極

10、與源極之間接有一個二極管。圖 4-1 電容式駐極體話筒內部結構簡圖當駐極體膜片本身帶有電荷，表面電荷地電量為q，板極間地電容量為 c，則在極頭上產生地電壓 u=q/c，當受到振動或受到氣流地摩擦時，由于振動使兩極板間的距離改變，即電容 c 改變，而電量 q 不變，就會引起電壓的變化，電壓變化的大小，反映了外界聲壓的強弱，這種電壓變化頻率反映了外界聲音的頻率，這就是駐極體傳聲器地工作原理。由于這種傳聲器也是電容式結構，信號內阻很大，為了將聲音產生的電壓信號引出來并加以放大，其輸出端也必須使用場效應晶體管。4.24.2 前置放大器前置放大器前置放大器由三級管 9014 構成的放大電路構成，9014

11、 參數如下：結構 npn6集電極-發射極電壓 最大為 45v集電極-基電壓最大為 50v射極-基極電壓最大為 5v集電極電流 0.1a耗散功率 0.4w結溫 150特怔頻率 最小 150mhz放大倍數：a60-150 b100-300 c200-600 d400-1000圖 4-2 前置放大器電路圖圖 4-2 為前置放大器電路，當有聲音傳入高靈敏度電容式駐極體話筒 ls1 時，mk1 兩端的電量發生改變，經過電容器 c2 和 r3 的作用加到晶體三級管 9014 的基極好熱發射極之間，從而引起三級管 9014 基極和發射極之間的電壓發生變化，最終引起三級管 9014 集電極的電壓發生變化，由于

12、三級管的放大作用，所以集電極的電壓是基極電壓 au倍，最后被放大的信號通過電容器 c1 加到下一級電路中。放大倍數 an 計算公式如下：au=（）rberc其中 rbe=300+（1+）所以 au 100（倍）74.34.3 集成功放集成功放 lm386lm386 放大器放大器lm386 是美國國家半導體公司生產的音頻功率放大器，主要應用于低電壓消費類產品。為使外圍元件最少，電壓增益內置為 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，它的靜態功耗僅為 24mw,

13、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于揚聲器的音量調節器。音頻功率放大電路的作用主要是將信號處理器發送過來的信號功率放大，使其信號的功率達到設計要求。對該部分電路的要求是輸出功率大。在電路設計過程中進行對比，通過比較發現 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、電壓增益可調整、頻率響應好、輸出功率大、總諧波失真小等優點。因此選用 lm386 來組成音頻功率放大電路。lm386 被廣泛地應用在錄音機和收音機音頻放大、室內對講機、紅外線、超聲波、小型馬達驅動器等電路中。lm386 的引腳圖如圖 4-3 所示。圖 4-3

14、lm386 引腳圖其中 lm386 的內部方塊圖如圖 4-4 所示。8圖 4-4 lm386 的內部方塊圖lm386 的特性有以下幾點：（1） 靜態功耗低，約為 4ma,可用于電池供電。 （2） 工作電壓范圍寬，4-12v 或 5-18v。 （3） 外圍元件少。 （4） 電壓增益可調，20-200 倍。 （5） 低失真度。圖 4-5 倍的音頻放大器9圖 4-5 為 20 倍的音頻放大器。由于傳聲器輸出的電信號比較弱，只有毫伏級，為了使數據采集卡能很好的采集到相應數據，必須經過電壓放大器進行電壓放大，采用 lm386 芯片電壓增益 200 倍的接法，即在 1 和 8 引腳間接 10uf 的電容，

15、如圖 4-6 所示。圖 4-6 200 倍的電壓放大器由于噪音信號經傳聲器和前置放大電路轉換出來的電信號微弱，所以需要再進行高增益放大，所以本設計采用 200 倍電壓增益的電路。4.44.4 檢波電路檢波電路檢波電路或檢波器的作用是從調幅波中取出低頻信號。它的工作過程正好和調幅相反。檢波過程也是一個頻率變換過程，也要使用非線性元器件。常用的有二極管和三極管。另外為了取出低頻有用信號，還必須使用濾波器濾除高頻分量，所以檢波電路通常包含非線性元器件和濾波器兩部分。下面舉二極管檢波器為例說明它的工作。圖 4-7 檢波電路10 圖 4-7 是一個二極管檢波電路。 vd 是檢波元件， c 和 r 是低通

16、濾波器。當輸入的已調波信號較大時，二極管 vd 是斷續工作的。正半周時，二極管導通，對 c 充電；負半周和輸入電壓較小時，二極管截止， c 對 r 放電。在 r 兩端得到的電壓包含的頻率成分很多，經過電容 c 濾除了高頻部分，再經過隔直流電容 c 0 的隔直流作用，在輸出端就可得到還原的低頻信號。4.54.5 v/fv/f 電壓頻率轉換器電壓頻率轉換器v/f 變換采用集成塊 lm331，lm331 是美國 ns 公司生產的性能價格比較高的集成芯片，可用作精密頻率電壓轉換器用。lm331 采用了新的溫度補償能隙基準電路，在整個工作溫度范圍內和低到 4.0v 電源電壓下都有極高的精度。同時它動態范

17、圍寬，可達 100db；線性度好，最大非線性失真小于 0.01，工作頻率低到 0.1hz 時尚有較好的線性；變換精度高，數字分辨率可達 12 位；外接電路簡單，只需接入幾個外部元件就可方便構成 v/f或 f/v 等變換電路，并且容易保證轉換精度。主要特點： 具有最大 0.01的線性度 改進的電壓/頻率轉換器應用性能 雙電源或單電源供電 工作電壓：5v 數字脈沖輸出端電平與所有 5v 的標準邏輯電路兼容 出色的溫度穩定性，溫漂小于50ppm/ 低功耗：15mw 典型值（5v 工作電壓） 動態范圍寬，在 100khz 的頻率范圍下，最小為 100db 滿量程頻率范圍寬：1hz100khz 低成本1

18、1圖 4-8 lm331 內部結構圖圖 4-8 為 lm311 的內部結構圖，lm331 的內部電路由輸入比較器、定時比較器、rs觸發器、輸出驅動管、復零晶體管、能隙基準電路、精密電流源電路、電流開關、輸出保護管等部分組成。輸出驅動管采用集電極開路形式，因而可以通過選擇邏輯電流和外接電阻，靈活改變輸出脈沖的邏輯電平，以適配 ttl、dtl 和 cmos 等不同的邏輯電路。lm331可采用雙電源或單電源供電，可工作在 4.040v 之間，輸出可高達 40v，而且可以防止vcc 短路。12圖 4-9 lm331 構成的 v/f 轉換電路圖圖 4-9 為 lm331 構成的 v/f 轉換電路，當輸入

19、端 vi輸入一正電壓時，輸入比較器輸出高電平，使 rs 觸發器置位，輸出高電平，輸出驅動管導通，輸出端 f0 為邏輯低電平，同時電源 vcc 也通過電阻 r11 對電容 c13 充電。當電容 c13 兩端充電電壓大于 vcc的 2/3 時，定時比較器輸出一高電平，使 rs 觸發器復位，輸出低電平，輸出驅動管截止，輸出端 f0 為邏輯高電平，同時，復零晶體管導通，電容 c13 通過復零晶體管迅速放電；電子開關使電容 c10 對電阻 r13 放電。當電容 c10 放電電壓等于輸入電壓 vi 時，輸入比較器再次輸出高電平，使 rs 觸發器置位，如此反復循環，構成自激振蕩。輸出脈沖頻率 f0 與輸入電

20、壓 vi 成正比，從而實現了電壓頻率變換。其輸入電壓和輸出頻率的關系為：fo=(vinr4)/(2.09r13r15r11xc13) 由式知電阻 r13、r15、r11 和 c13直接影響轉換結果 f0，因此對元件的精度要有一定的要求，可根據轉換精度適當選擇。電阻 r6 和電容 c5 組成低通濾波器，可減少輸入電壓中的干擾脈沖，有利于提高轉換精度。4.64.6 單片機系統單片機系統單片機系統本設計的核心部分，聲音信號經放大和 v/f 變換后直接送到單片機系統進行處理，并將運算結果送至七段數碼管顯示器顯示和報警系統。stc89c52 是一種帶 8k 字節閃爍可編程可檫除只讀存儲器（fperom-

21、flash programable and erasable read only memory ）的低電壓，高性能 comos8 的微處理器，俗稱單片機。該器件采用 atmel 搞密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的mcs-51 指令集和輸出管腳相兼容。1.時鐘電路stc89c52 內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 rxd 和 txd 分別是此放大器的輸入端和輸出端。時鐘可以由內部方式產生或外部方式產生。內部方式的時鐘電路如圖 410(a) 所示，在 rxd 和 txd 引腳上外接定時元件，內部振蕩器就產生自激振蕩。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯諧振回路。晶體振

22、蕩頻率可以在1.212mhz 之間選擇，電容值在 530pf 之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調的作用。外部方式的時鐘電路如圖 410（b）所示，rxd 接地，txd 接外部振蕩器。對外部13振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于 12mhz 的方波信號。片內時鐘發生器把振蕩頻率兩分頻，產生一個兩相時鐘 p1 和 p2，供單片機使用。（a）內部方式時鐘電路）內部方式時鐘電路 （b）外部方式時鐘電路）外部方式時鐘電路圖 410 時鐘電路2.復位及復位電路（1）復位操作復位是單片機的初始化操作。其主要功能是把 pc 初始化為 0000h，使單片機從0000h 單元開始執行程序。

23、除了進入系統的正常初始化之外，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統處于死鎖狀態時，為擺脫困境，也需按復位鍵重新啟動。除 pc 之外，復位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復位狀態如表 4.1 所示。表 4.1 一些寄存器的復位狀態寄存器復位狀態寄存器復位狀態pc0000htcon00hacc00htl000hpsw00hth000hsp07htl100hdptr0000hth100hp0-p3ffhscon00hipxx000000bsbuf不定ie0x000000bpcon0xxx0000b14tmod00h（2）復位信號及其產生rst 引腳是復位信號的輸入端。復位信號是高電平有效，其有效時

24、間應持續 24 個振蕩周期(即二個機器周期)以上。若使用頗率為 6mhz 的晶振，則復位信號持續時間應超過4us 才能完成復位操作。產生復位信號的電路邏輯如圖 43 所示：圖 411 復位信號的電路邏輯圖整個復位電路包括芯片內、外兩部分。外部電路產生的復位信號(rst)送至施密特觸發器，再由片內復位電路在每個機器周期的 s5p2 時刻對施密特觸發器的輸出進行采樣，然后才得到內部復位操作所需要的信號。復位操作有上電自動復位相按鍵手動復位兩種方式。上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現的，其電路如圖 44（a）所示。這佯，只要電源 vcc 的上升時間不超過 1ms，就可以實現自動上電復位，

25、即接通電源就成了系統的復位初始化。按鍵手動復位有電平方式和脈沖方式兩種。其中，按鍵電平復位是通過使復位端經電阻與 vcc 電源接通而實現的，其電路如圖 44（b）所示；而按鍵脈沖復位則是利用 rc微分電路產生的正脈沖來實現的，其電路如圖 44（c）所示：15（a）上電復位）上電復位 （b）按鍵電平復位）按鍵電平復位 （c）按鍵脈沖復位）按鍵脈沖復位圖 412 復位電路上述電路圖中的電阻、電容參數適用于 6mhz 晶振，能保證復位信號高電平持續時間大于 2 個機器周期。由于本設計單片機系統使用 12m 晶振，所以本設計的復位電路采用圖413 上電復位方式。圖 4-13 復位電路stc89c52

26、具體介紹如下： 主電源引腳（2 根）vcc(pin40)：電源輸入，接5v 電源gnd(pin20)：接地線外接晶振引腳（2 根）xtal1(pin19)：片內振蕩電路的輸入端xtal2(pin20)：片內振蕩電路的輸出端控制引腳（4 根）rst/vpp(pin9)：復位引腳，引腳上出現 2 個機器周期的高電平將使單片機復位。ale/prog(pin30)：地址鎖存允許信號psen(pin29)：外部存儲器讀選通信號16ea/vpp(pin31)：程序存儲器的內外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內部程序存儲器讀指令。可編程輸入/輸出引腳（32 根）stc89c52 單片

27、機有 4 組 8 位的可編程 i/o 口，分別位 p0、p1、p2、p3 口，每個口有 8位（8 根引腳），共 32 根。po 口（pin39pin32）：8 位雙向 i/o 口線，名稱為 p0.0p0.7p1 口（pin1pin8）：8 位準雙向 i/o 口線，名稱為 p1.0p1.7 p2 口（pin21pin28）：8 位準雙向 i/o 口線，名稱為 p2.0p2.7 p3 口（pin10pin17）：8 位準雙向 i/o 口線，名稱為 p3.0p3.7stc89c52 主要功能如表二所示。表二 stc89c52 主要功能主要功能特性兼容 mcs51 指令系統8k 可反復擦寫 flash

28、 rom32 個雙向 i/o 口256x8bit 內部 ram3 個 16 位可編程定時/計數器中斷時鐘頻率 0-24mhz2 個串行中斷可編程 uart 串行通道2 個外部中斷源共 6 個中斷源2 個讀寫中斷口線3 級加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設置睡眠和喚醒功能本設計中由于采用了 v/f 轉換電路，所以單片機系統的輸入信號從 p35 的 t1 口輸入頻率信號，再經內部 c 語言程序進行運算、計數、定時和判斷，由四個獨立按鍵對報警值進行設定，最后送至 p0 口輸出進行顯示。如圖 4-14 所示：17圖 1-14 單片機硬件電路4.74.7 七段數碼管顯示器七段數碼管顯示器7 段數碼管一般由

29、 8 個發光二極管組成，其中由 7 個細長的發光二極管組成數字顯示，另外一個圓形的發光二極管顯示小數點。當發光二極管導通時，相應的一個點或一個筆畫發光。控制相應的二極管導通，就能顯示出各種字符，盡管顯示的字符形狀有些失真，能顯示的數符數量也有限，但其控制簡單，使有也方便。發光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極數碼管，陰極連在一起的稱為共陰極數碼管，如圖 4-15187 段數碼管內部字段 led 和引腳分布 共陽極共陰極圖 4-15 7 段數碼管結構圖發光二極管（led 是一種由磷化鎵（gap）等半導體材料制成的，能直接將電能轉變成光能的發光顯示器件。當其內部有一一電流通過時，它就會發光。7 段數

30、碼管每段的驅動電流和其他單個 led 發光二極管一樣，一般為 510ma；正向電壓隨發光材料不同表現為 1.82.5v 不等。7 段數碼管的顯示方法可分為靜態顯示與動態顯示，下面分別介紹。（1）靜態顯示所謂靜態顯示，就是當顯示某一字符時，相應段的發光二極管恒定地尋能可截止。這種顯示方法為每一們都需要有一個 8 位輸出口控制。對于 51 單片機，可以在并行口上擴展多片鎖存 74ls573 作為靜態顯示器接口。靜態顯示器的優點是顯示穩定，在發光二極管導通電注一定的情況下顯示器的亮度高，控制系統在運行過程中，僅僅在需要更新顯示內容時，cpu 才執行一次顯示更新子程序，這樣大大節省了 cpu 的時間，

31、提高了 cpu 的工作效率；缺點是位數較多時，所需 i/o 口太多，硬件開銷太大，因此常采用另外一種顯示方式動態顯示。（2）動態顯示所謂動態顯示就是一位一位地輪流點亮各位顯示器（掃描） ，對于顯示器的每一位而言，每隔一段時間點亮一次。雖然在同一時刻只有一位顯示器在工作（點亮） ，但利用人眼的視覺暫留效應和發光二極管熄 滅時的余輝效應，看到的卻是多個字符“同時”顯示。顯19示器亮度既與點亮時的導通電流有關，也與點亮時間和間隔時間的比例有關。調整電流和時間參烽，可實現亮度較高較穩定的顯示。若顯示器的位數不大于 8 位，則控制顯示器公共極電位只需一個 8 位 i/o 口（稱為掃描口或字位口） ，控制

32、各位 led 顯示器所顯示的字形也需要一個 8 位口（稱為數據口或字形口） 。由于本設計要求實現實時顯示噪聲分貝值，需要用到六個數碼管，靜態顯示無法實現其功能，而動態顯示節省硬件資源，成本較低，且易于實現，電路也較簡單，所以本設計采用動態顯示，用單片機的 p0 口向鎖存器傳送段選數據和位選數據，利用 p6 控制段選數據鎖存器，p7 控制位選數據數據鎖存器。以實現六個 7 段數碼管顯示器實時顯示環境噪聲分貝值。電路如圖 4-16：圖 1-16 七段數碼管顯示器20五、軟件設計五、軟件設計本設計單片機系統的軟件采用模塊化設計，由主程序、中斷服務程序、查表子程序和顯示子程序組成。各程序模塊的流程圖如

33、圖 5-1 所示：主程序處于循環工作狀態，主要完成顯示當前的噪聲值，并用動態顯示方式送到數碼管顯示，同時定時器 t0 以每 50ms 時間中斷 1 次；判斷 t1 計數次數是否滿足要求，滿足則把數值送到變量 k，然后返回主程序；在主程序循環當中，會查詢是否有功能按鍵按下；如果有，則進入上限或下限數值設置，在按鍵程序中，會逐次判斷是否有加 1 或減 1 按下，有則上、下限相應加 1 或者減 1，如果檢測到有退出按鍵按下，則返回主程序繼續執行。圖 5-1 c 語言流程圖初始化子程序：主要初始化定時器 t0 和計數器 t1，程序如下:void init()tmod=0 x51;th0=(65536-

34、45872)/256;tl0=(65536-45872)%256;th1=0;tl1=0;ea=1;21et0=1;tr0=1;顯示子程序在設計中，兩處會有不同顯示方式，為了方便調用，把顯示程序寫成子程序，程序如下：void display(uchar ge,uchar shi,uchar bai,uchar qian,uchar wang,uchar shw)duan=1;p0=tabge;duan=0;p0=0 xff;wei=1;p0=0 x1f; /0001 1111wei=0;delay(2);duan=1;p0=tabshi;duan=0;p0=0 xff;wei=1;p0=0 x

35、2f; /0010 1111wei=0;delay(2);duan=1;p0=tabbai;duan=0;p0=0 xff;wei=1;p0=0 x37; /0011 0111wei=0;delay(2);duan=1;p0=tabqian;duan=0;p0=0 xff;wei=1;p0=0 x3b; /0011 1011wei=0;delay(2);duan=1;22p0=tabwang;duan=0;p0=0 xff;wei=1;p0=0 x3d; /0011 1101wei=0;delay(2);duan=1;p0=tabshw;duan=0;p0=0 xff;wei=1;p0=0 x

36、3e; /0011 1110wei=0;delay(2);按鍵和報警程序按鍵設計使用 p3.0 作為功能啟動按鍵；p3.1 作為上下限的加 1 按鍵；p3.2 作為上下限的減1 按鍵；p3.3 作為功能退出按鍵；p2.3 作為報警啟動按鍵；按鍵和報警程序如下：/-報警電路if(nummax|nummin)fm=0;if(nummin)fm=1;/-啟動按鍵-if(qd=0)delay(10);if(qd=0)while(!qd);hl=18;tnum=min;while(1)n1=tnum%100/10;n2=tnum%1000/100;n3=tnum/1000;if(n3=0)n3=16;n

37、4=16;n5=16;n6=hl;display(n1,n2,n3,n4,n5,n6);if(jia=0)23delay(10);if(jia=0)while(!jia);tnum=tnum+10;if(hl=18)min=tnum;if(hl=19)max=tnum;if(jian=0)delay(10);if(jian=0)while(!jian);tnum=tnum-10;if(hl=18)min=tnum;if(hl=19)max=tnum;if(qd=0)delay(10);if(qd=0)while(!qd);if(hl=18)hl=19;tnum=max;if(tc=0)dela

38、y(10);if(tc=0)while(!tc);init();c=0;break;主程序主程序只要顯示當前噪聲數值，程序如下：void main()uint num,tnum,max,min,hl;float a,m,n;init();n=1.01158; /100.005max=700; /初始化上、下限24min=100;/-while(1)/-正常顯示if(c=5)k=sum*4;sum=0;c=0;m=k/20; /100 為 40db 頻率if(m10)m=1;a=log10(m)/log10(n); /比 200.005 多多少個的次方num=200+a;n3=num%10; n

39、4=num%100/10+20; n5=num%1000/100; n6=num/1000;if(n6=0)n6=16;n2=13; n1=11;display(n1,n2,n3,n4,n5,n6);六、系統技術指標及精度和誤差分析六、系統技術指標及精度和誤差分析隨著各種高精度傳感器的應用與普及，這一技術在科學研究，生產過程等領域中發揮著越來越重要的作用。人類步入信息社會的今天，人們對信息的提取，處理，傳輸以及綜合利用等要求愈加嚴格。人耳的聽閾一般是 20pa，痛閾一般是 200 pa，其間相差 107 倍，這樣寬廣的聲壓范圍很不易測量，而且人耳對聲壓的相對變化的分辨具有非線性特征。因此，聲學

40、中常用聲壓級 lp 來反映聲壓的變化，將聲壓 p 的聲壓級表示成lp20 lg（pp0）（db） 其中：基準量 p0 為 20pa。當 pp0 時，lp0 db，而當 p200 pa 時，lp140 db。用聲級計可以測量聲壓級，采用 1 khz 純音輸入 02 s 到 025 s 或 05 s 以上，即25可得到真實聲壓級或平均聲壓級。考慮到人耳對不同頻率的響度感覺，在噪聲測量中，常取 40phon 等響曲線的反曲線對聲壓級進行計權校正，即用 a 計權網絡測得 a 聲級，寫成db（a）。我們此次的設計的性能指標如下1、噪音測試范圍為 20100db。2、該噪音測試儀的測量精度要求達到0.1

41、db。3、超限報警，報警值可調。4.頻率范圍：3008000hz 。5.具有顯示噪聲分貝值的功能；七、設計小結七、設計小結經過做這個比賽，我加深了對已學知識，如數電，模電，單片機和 c 語言相關知識的了解和應用，同時對一些從來沒有接觸過的知識，如虛擬儀器、高頻電子等其他專業的知識也有了初步的了解。在對各個模塊電路的設計中，對每個芯片和元器件的引腳和功能有進一步認識，在上網和圖書館查閱相關資料的過程中，很好地鍛煉了我們對有用信息的篩選能力，熟悉了資料的查詢。這對我們將來無論做其他的設計還是畢業設計都有很大的幫助。這次比賽，從剛開始的方案的確定，元器件的選擇，到最后總原理圖的確定，這整個過程使我對

42、噪聲測試儀的設計有了一定的認識，我知道了傳聲器的作用及原理，知道了v/f 轉換器的原理和作用，知道了如何去編寫一些復雜的自動程序，同時也更加深入理解的單片機 t0、t1 定時/計數器的應用以及 p0、p1 口的作用等等。此次設計，我們也遇到了一些繁瑣的問題，一些電路的參數總是出錯誤，導致卻在試驗期間浪費了大量的精力和時間，這主要是我們對一些電路的原理仍然沒有吃透。我們也有很多不足的地方，在軟件仿真的環節，我們就遇到了一定的困難，查出的原因是程序編寫有誤，雖然調試過幾次，但還是沒能很好的解決掉問題，這也反映了我們的基本功不扎實，專業基礎沒有打好，我們還需要好好補習補習，畢竟現在，我們多學些，多做些，以后我們出去工作了，就能更好的表現自己的能力，得到認可。這對自己的將來也算是一種獎勵。26八、參考文獻八、參考文獻劉阿玲：電子技術第 2 版楊 剛 周 群：電子系統設計與實踐郭天祥：新概念 51 單片機 c 語言教程王港元：