便攜式語(yǔ)音環(huán)境參數測試儀設計

1 引言
人們健康意識和環(huán)保意識的逐漸增強使環(huán)境參數及其對身體的影響日益受到關(guān)注。然而現實(shí)生活中人們常常身處煤氣、香煙、酒精等有害氣體的包圍之中，但因沒(méi)有合適的測量?jì)x器或因專(zhuān)業(yè)的測量?jì)x器過(guò)于昂貴而不能方便地得知身邊環(huán)境中的各種參數值，因而無(wú)法知曉環(huán)境參數是否會(huì )對身體或環(huán)境構成危害。這里介紹一種多功能環(huán)境測量?jì)x的設計方法，該測量?jì)x廉價(jià)、實(shí)用、便攜，并有語(yǔ)音播報測量值及有害氣體越限報警等多種功能。

2 總體結構與工作原理
該測量?jì)x以凌陽(yáng)16位單片機SPCE061A為控制核心，光線(xiàn)、溫度、濕度、氣體傳感器將獲得的環(huán)境信息量轉換為模擬電信號，經(jīng)A／D轉換器轉換為對應的數字信號后交由CPU處理；CPU實(shí)時(shí)計算測量值并將結果送液晶顯示器顯示，同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音播報。
設有鍵盤(pán)、紅外接收電路、人工復位和自動(dòng)上電復位以及硬件看門(mén)狗電路。SPCE061A內部帶有A／D、D／A轉換模塊，可以方便地實(shí)現模／數轉換和語(yǔ)音播報功能。系統總體結構如圖1所示。

3 硬件電路設計
3．1 溫度光線(xiàn)模塊
溫度傳感器采用R450型負熱電阻，光線(xiàn)傳感器采用高靈敏度光敏電阻，該溫度傳感器和光線(xiàn)傳感器線(xiàn)性化較好，尤其在室內環(huán)境下，且阻值隨外界物理量的變化較明顯，因而可省去中間放大電路直接與單片機10A端口相連。光線(xiàn)溫度測量模塊電路如圖2所示。整個(gè)電路由6 V電池供電，2 V的穩壓管為A/D轉換電路提供2 V基準電壓．可調電阻R1用來(lái)校準由溫漂和電源電壓降低引起的基準電壓的降低，R4與R6串聯(lián)，光線(xiàn)強度的變化通過(guò)風(fēng)分壓值的變化反應，并輸入到單片機的 IOAO端口，進(jìn)行A/D轉換。IOA端口設置為懸浮輸入口，在單片機中定義變量iLM，光線(xiàn)測量得到的電壓數據存放在iLM中，并根據iLM判斷光線(xiàn)太強、太弱還是柔和。每1 ms取1次A/D轉換數據，共取10次是為在100 Hz的自然光的一個(gè)周期中都能取到數據。取10次測量平均值查表得到光強。溫度測量與光線(xiàn)測量原理基本相同。該模塊電路原理如圖2所示。