帶語音功能的溫濕度測量儀設(shè)計

濕度測量部分采用頻率輸出電路，因此軟件編程時，利用單片機(jī)的定時/計數(shù)功能得到與濕度值有關(guān)的頻率值，再轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的濕度值。單片機(jī)中有兩個定時/計數(shù)器，利用定時器TimerB定時1s，在這段時間內(nèi)，計數(shù)器TimerA采用外部中斷源EXT1(下降沿觸發(fā))作為時鐘源，從0x0000開始計數(shù)，利用定時中斷，定時時間到則進(jìn)入中斷程序，保存計數(shù)值。執(zhí)行完中斷程序后，停止定時器定時和計數(shù)器計數(shù)，此時保存的計數(shù)值就是接到IOB2端口的輸出頻率，再根據(jù)頻率與相對濕度的關(guān)系轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的濕度值。

3、語音播放程序設(shè)計

凌陽SPCE061A單片機(jī)支持語音播放所要求的硬件和軟件的全部功能。硬件方面：SPCE061A有兩類D/A轉(zhuǎn)換通道，一類是直接采用數(shù)/模轉(zhuǎn)換的DAC方式，另一類是采用脈寬調(diào)制的PWM驅(qū)動方式。兩類實現(xiàn)方式實質(zhì)都是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出。本系統(tǒng)采用雙通道數(shù)/模轉(zhuǎn)換DAC方式，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出，經(jīng)信號放大后，由揚(yáng)聲器輸出。軟件方面：SPCE061A自帶有多種音頻壓縮算法，可分別實現(xiàn)高保真音樂、普通話等語音效果[6]，本系統(tǒng)采用SACM_S480音頻壓縮算法將錄制的語音文件壓縮成凌陽音頻格式，語音播放程序調(diào)用語音文件進(jìn)行測量結(jié)果播報。

語音播放程序框圖如圖6所示。語音播放程序主要完成D/A轉(zhuǎn)換器、TimerA定時器和音量的初始化，從ROM里取出預(yù)先壓縮好的語音數(shù)據(jù)，解壓縮后存放在播放隊列中，中斷服務(wù)程序定時地從播放隊列中讀取數(shù)據(jù)，從D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后送揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。本系統(tǒng)設(shè)計溫濕度顯示和播放整數(shù)部分，在程序中分別對溫度和濕度測量結(jié)果計算十位和個位，判斷十位是否為零，如果十位是零，則直接播放個位;如果十位不是零，再判斷個位是否為零，如果個位是零，則直接返回，播放十位;如果個位不是零，則播放個位。

4、測試結(jié)果及誤差分析

表1是采用本裝置得到的恒溫箱溫度實測值與標(biāo)準(zhǔn)二類水銀溫度計的測量溫度值以及誤差。表2是在25℃下室內(nèi)環(huán)境中，通過空氣加濕器調(diào)節(jié)濕度，采用便攜式露點濕度檢測儀(精度1% RH)測量的環(huán)境濕度與本系統(tǒng)測試的濕度值對比及誤差。

從表1可以看出，DS18B20的溫度測量比較穩(wěn)定，本設(shè)計中溫度分辨率為0.5℃，如果調(diào)整傳感器的分辨率可將測溫精度提高到0.1℃。表2的數(shù)據(jù)可以看出，HS1101由于容易受到環(huán)境因素的干擾，誤差控制在5%范圍之內(nèi)，當(dāng)濕度超過80%時，由于濕度過大達(dá)到飽和狀態(tài)，系統(tǒng)無法測量出濕度。

5、結(jié)論

本文開發(fā)的集數(shù)據(jù)采集、處理、顯示及語音提示一體的便攜式測量儀，可用于室內(nèi)溫濕度測量，溫度測量范圍0～80℃，精度0.5℃;濕度測量范圍0～80%RH，精度5%RH。溫濕度測量結(jié)果可通過液晶模塊實時顯示及按鍵控制進(jìn)行語音播報。采用數(shù)字式溫度傳感器、頻率測量技術(shù)及單片機(jī)智能技術(shù)，本系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

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