基于陵阳语音数字万用表的单片机实现
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3 功能实现
3. 1 测量电容 电容的计算通过 TimerB 实现 , 每隔一秒读出
TimerB 的数值 , 通过相关公式计算出对应的电容 值 。对应的流程图如图 4所示 。 3. 2 电压的测量和计算
电压的测量的量程切换由内部软件实现 ,为了 安全起见 ,电压档的量程选择按下列顺序是由大到 小 。电压测量流程图如图 5所示 。
端口初始化 :设置对应的端口状态为输入或输 出 。打开 2 Hz、256 Hz和 TimerA 中断 : 2 Hz用来进 行计算时间 , 256 Hz用于 LCD 显示 , TimerA 用于语 音 播放 。计数器 TimerB 用于测量电容 。
[收稿日期 ]2006 - 01 - 14 [作者简介 ]吴宁 (1974 - ) ,女 ,江苏无锡市 ,讲师 ,从事电工电子教学研究工作 ,电话 : 13083078764。
[摘 要 ] 万用表是一种常见的测量工具 ,采用凌阳 SPCE061A 单片机设计的语音数字万用表 ,具有语音 发声功能 ,测量精确 、使用方便 、性能可靠 ;在硬件设计上以普通数字万用表的结构为基础 ,加入单片微机 ,设计 了自动语音播放单元 ;在软件设计上采用了树形模块化结构 ,流程清晰 ,操作性强 ;该万用表可以完成基本电气 量的测量和常见电气元件检测等各项功能 ,体现了直观 、实用 、人性化的特点 ,提高了仪表的智能化程度 。
次设计充分利用了凌阳 SPCE061A 单片机强大的语 音功能优势 。语音数字万用表克服了普通数字万用 表人机对话的障碍 ,使得测量更加可靠 、安全 、精确 与方便 ,提高了测量仪器的人性化和智能化 。
图 6 电阻测量流程图
图 8 二极管测量流程图
图 7 电流的测量流程图
4 结论
本文利用凌阳 SPCE061A 单片机实现语音数字 万用表的设计 ,提出了设计的硬件原理图和系统的 软件设计 。另外 ,提出了几大功能实现的原理 。本
WU N ing
(A nhu i Techn ica l S chool, H ua inan A nhu i, 232001)
Abstract: M ultimeter is a common m easure tool. I adop ted SPCE061A SCM and designed a new voice digit2 al m ultimeter. It has m any features, such as speech function, p recise measurement, easy operation and dependable perform ance. In respect of hardware design based on a common m ultimeter structure, SCM was added which has voice function to it. W hile in respect of software design, tree form modular structure was adop ted. It can be opera2 ted easily and used to measure basic electric circuits and common components. It’s an audio - visual, p ractical and intellectualized meter.
Key words: voice digital multimeter; technique function; hardware system
2006年第 1期 第 6卷 (总第 18期 )
淮南职业技术学院学报 JOURNAL OF HU INAN VOCATIONAL & TECHN ICAL COLLEGE
NO. 1, 2006 VOL. 6, Serial No. 18
语音数字万用表的单片机实现
吴 宁
(安徽机械工业学校 , 安徽 淮南 232052)
参考文献 :
[ 1 ] 罗亚非. 凌阳 16位单片机应用基础 [M ]. 北京 :北京航 空航天出版社 , 2003.
[ 2 ] 李晶 皎. 嵌 入 式 语 音 技 术 及 凌 阳 16 位 单 片 机应 用 [M ]. 北京 :北京航空航天出版社 , 2003.
[ 3 ] 孙涵芳. Intel 16位单片机 [M ]. 北京 :北京航空航天大 学出版社 , 1995.
图 5 电压测量计算流程图
3. 3 电阻的测量和计算 电阻测量的量程切换由内部软件实现 ,测量结
果通过 LCD 显示并有对应的语音播报 。电阻测量 流程图如图 6所示 。 3. 4 电流的测量和计算
电流的测量分六档 : 200 uA、2 mA、20 mA、200 mA、2 A、20 A。当所测电流大于对应档的范围时 , LCD 最高位显示 1,否则显示语音播报对应的数值 。 下面以 200 uA 档为例 :流程图如图 7所示 。 3. 5 二极管的测量
整个系统输入包括 :初始化 、LCD 显示 、语音播 放 、数值的计量等几个主要的模块 ,流程如图 2 所 示。 系统首先进行初始化 ,接着进入主循环 。主循 环包括以下操作 : 通过判断转换开关的位置来判断 即将测量的内容 ; 测量数值 、并将测量值通过 LCD 显示并伴有语音提示 ; 响应中断 ;系统初始化 :系统 初始化包括 :端口初始化 、中断初始化 、时钟初始化 。
语音数字万用电表基本技术功能要求 : (1)具有语音发声功能 ; (2)具有测量直流电压功能 ; (3)具有测量交流电压功能 ; (4)具有测量直流电流功能 ; (5)具有测量交流电流功能 ; (6)测量电阻功能 ; (7)测量二极管好 、坏功能 ; (8)测量三极管放大倍数功能 ; (9)测量电容功能 。 技术指标 : (1)正常工作电压范围 : 9 V (使用 9 V 叠层电 池); (2)体积 : 190 mm ×88. 5 mm ×27. 5 mm (长 × 宽 ×高 ) ;
第 1期
吴宁 :语音数字万用表的单片机实现
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Baidu Nhomakorabea
图 1 系统硬件结构框图
图 3 LCD流程图 图 4 测量电容流程图
图 2 系统软件设计流程图
系统时钟初始化 :设置系统时钟频率为 24 MHz LCD 的刷新频率为 32 Hz,通过 256 Hz中断实
现 。系统每进入一次中断 ,计数值加 1,循环到 7,至 此 LCD 被刷新一遍 。流程图如图 3所示 。
二极管测量电路的作用是用来测量二极管的正 向导通压降 Uf 值 ,以准确判定二极管的质量好坏 。 当 Uf = 0 V时 ,表明二极管内部短路 ;当 Uf > 1. 5 V
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淮 南 职 业 技 术 学 院 学 报
第 6卷
时 ,表明二极管已经开路 。正常情况下 ,对于硅二极 管 Uf = 0. 5～0. 7 V ,对于锗二极管 Uf = 0. 15～0. 3 V ,根据这个特点可迅速判断出硅管或锗管的好坏 。 流程图如图 8所示 。
[ 4 ] 何立民. MCS 51系列单片机应用系统设计 [M ]. 北京 : 北京航空航天大学出版社 , 1990.
[ 5 ] 王慧云. 智能设备及系统接口原理与应用 [M ]. 北京 : 电子工业出版社 , 1989.
SCM of the Voice D igital M ultimeter
[关键词 ] 语音数字万用表 ; 技术功能 ; 硬件系统 [中图分类号 ] TM938. 1 + 2 [文献标识码 ]B [文章编号 ]1671 - 4733 (2006) 01 - 0082 - 03
1 概述
万用电表是测量基本电气量的有力工具 ,数字 式万用电表又具有操作简单 、使用方便等优点倍受 电气工程师的喜爱 。本文采用的是凌阳 SPCE061A 单片机实现语音数字万用表的设计 , 设计一款能 “说话 ”的智能型数字式万用电表 。该数字式万用 电表可以将测量值直接告诉测量者 。语音发声功能 弥补了以往产品人机交互界面单调乏味的缺陷 ,具 有直观 、实用 、安全的特点 。
(3)电路工作环境 : 工作温度范围 : 0～40 ℃; 储存温度范围 : - 10～50 ℃; 相对湿度 :小于 80 %。
2 系统设计
2. 1 系统的硬件设计 将待测量转换为电压量送至 SPCE061A 进行测
量 。系统电路主要由 DCV、DCA、ACV、ACA、CAP、 HFE、电阻测量电路 、二极管测量电路 、语音播放电 路 、自动关机电路和 LCD 显示电路组成 ,结构框图 如图 1所示 。 2. 2 系统的软件设计
3. 1 测量电容 电容的计算通过 TimerB 实现 , 每隔一秒读出
TimerB 的数值 , 通过相关公式计算出对应的电容 值 。对应的流程图如图 4所示 。 3. 2 电压的测量和计算
电压的测量的量程切换由内部软件实现 ,为了 安全起见 ,电压档的量程选择按下列顺序是由大到 小 。电压测量流程图如图 5所示 。
端口初始化 :设置对应的端口状态为输入或输 出 。打开 2 Hz、256 Hz和 TimerA 中断 : 2 Hz用来进 行计算时间 , 256 Hz用于 LCD 显示 , TimerA 用于语 音 播放 。计数器 TimerB 用于测量电容 。
[收稿日期 ]2006 - 01 - 14 [作者简介 ]吴宁 (1974 - ) ,女 ,江苏无锡市 ,讲师 ,从事电工电子教学研究工作 ,电话 : 13083078764。
[摘 要 ] 万用表是一种常见的测量工具 ,采用凌阳 SPCE061A 单片机设计的语音数字万用表 ,具有语音 发声功能 ,测量精确 、使用方便 、性能可靠 ;在硬件设计上以普通数字万用表的结构为基础 ,加入单片微机 ,设计 了自动语音播放单元 ;在软件设计上采用了树形模块化结构 ,流程清晰 ,操作性强 ;该万用表可以完成基本电气 量的测量和常见电气元件检测等各项功能 ,体现了直观 、实用 、人性化的特点 ,提高了仪表的智能化程度 。
次设计充分利用了凌阳 SPCE061A 单片机强大的语 音功能优势 。语音数字万用表克服了普通数字万用 表人机对话的障碍 ,使得测量更加可靠 、安全 、精确 与方便 ,提高了测量仪器的人性化和智能化 。
图 6 电阻测量流程图
图 8 二极管测量流程图
图 7 电流的测量流程图
4 结论
本文利用凌阳 SPCE061A 单片机实现语音数字 万用表的设计 ,提出了设计的硬件原理图和系统的 软件设计 。另外 ,提出了几大功能实现的原理 。本
WU N ing
(A nhu i Techn ica l S chool, H ua inan A nhu i, 232001)
Abstract: M ultimeter is a common m easure tool. I adop ted SPCE061A SCM and designed a new voice digit2 al m ultimeter. It has m any features, such as speech function, p recise measurement, easy operation and dependable perform ance. In respect of hardware design based on a common m ultimeter structure, SCM was added which has voice function to it. W hile in respect of software design, tree form modular structure was adop ted. It can be opera2 ted easily and used to measure basic electric circuits and common components. It’s an audio - visual, p ractical and intellectualized meter.
Key words: voice digital multimeter; technique function; hardware system
2006年第 1期 第 6卷 (总第 18期 )
淮南职业技术学院学报 JOURNAL OF HU INAN VOCATIONAL & TECHN ICAL COLLEGE
NO. 1, 2006 VOL. 6, Serial No. 18
语音数字万用表的单片机实现
吴 宁
(安徽机械工业学校 , 安徽 淮南 232052)
参考文献 :
[ 1 ] 罗亚非. 凌阳 16位单片机应用基础 [M ]. 北京 :北京航 空航天出版社 , 2003.
[ 2 ] 李晶 皎. 嵌 入 式 语 音 技 术 及 凌 阳 16 位 单 片 机应 用 [M ]. 北京 :北京航空航天出版社 , 2003.
[ 3 ] 孙涵芳. Intel 16位单片机 [M ]. 北京 :北京航空航天大 学出版社 , 1995.
图 5 电压测量计算流程图
3. 3 电阻的测量和计算 电阻测量的量程切换由内部软件实现 ,测量结
果通过 LCD 显示并有对应的语音播报 。电阻测量 流程图如图 6所示 。 3. 4 电流的测量和计算
电流的测量分六档 : 200 uA、2 mA、20 mA、200 mA、2 A、20 A。当所测电流大于对应档的范围时 , LCD 最高位显示 1,否则显示语音播报对应的数值 。 下面以 200 uA 档为例 :流程图如图 7所示 。 3. 5 二极管的测量
整个系统输入包括 :初始化 、LCD 显示 、语音播 放 、数值的计量等几个主要的模块 ,流程如图 2 所 示。 系统首先进行初始化 ,接着进入主循环 。主循 环包括以下操作 : 通过判断转换开关的位置来判断 即将测量的内容 ; 测量数值 、并将测量值通过 LCD 显示并伴有语音提示 ; 响应中断 ;系统初始化 :系统 初始化包括 :端口初始化 、中断初始化 、时钟初始化 。
语音数字万用电表基本技术功能要求 : (1)具有语音发声功能 ; (2)具有测量直流电压功能 ; (3)具有测量交流电压功能 ; (4)具有测量直流电流功能 ; (5)具有测量交流电流功能 ; (6)测量电阻功能 ; (7)测量二极管好 、坏功能 ; (8)测量三极管放大倍数功能 ; (9)测量电容功能 。 技术指标 : (1)正常工作电压范围 : 9 V (使用 9 V 叠层电 池); (2)体积 : 190 mm ×88. 5 mm ×27. 5 mm (长 × 宽 ×高 ) ;
第 1期
吴宁 :语音数字万用表的单片机实现
83
Baidu Nhomakorabea
图 1 系统硬件结构框图
图 3 LCD流程图 图 4 测量电容流程图
图 2 系统软件设计流程图
系统时钟初始化 :设置系统时钟频率为 24 MHz LCD 的刷新频率为 32 Hz,通过 256 Hz中断实
现 。系统每进入一次中断 ,计数值加 1,循环到 7,至 此 LCD 被刷新一遍 。流程图如图 3所示 。
二极管测量电路的作用是用来测量二极管的正 向导通压降 Uf 值 ,以准确判定二极管的质量好坏 。 当 Uf = 0 V时 ,表明二极管内部短路 ;当 Uf > 1. 5 V
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第 6卷
时 ,表明二极管已经开路 。正常情况下 ,对于硅二极 管 Uf = 0. 5～0. 7 V ,对于锗二极管 Uf = 0. 15～0. 3 V ,根据这个特点可迅速判断出硅管或锗管的好坏 。 流程图如图 8所示 。
[ 4 ] 何立民. MCS 51系列单片机应用系统设计 [M ]. 北京 : 北京航空航天大学出版社 , 1990.
[ 5 ] 王慧云. 智能设备及系统接口原理与应用 [M ]. 北京 : 电子工业出版社 , 1989.
SCM of the Voice D igital M ultimeter
[关键词 ] 语音数字万用表 ; 技术功能 ; 硬件系统 [中图分类号 ] TM938. 1 + 2 [文献标识码 ]B [文章编号 ]1671 - 4733 (2006) 01 - 0082 - 03
1 概述
万用电表是测量基本电气量的有力工具 ,数字 式万用电表又具有操作简单 、使用方便等优点倍受 电气工程师的喜爱 。本文采用的是凌阳 SPCE061A 单片机实现语音数字万用表的设计 , 设计一款能 “说话 ”的智能型数字式万用电表 。该数字式万用 电表可以将测量值直接告诉测量者 。语音发声功能 弥补了以往产品人机交互界面单调乏味的缺陷 ,具 有直观 、实用 、安全的特点 。
(3)电路工作环境 : 工作温度范围 : 0～40 ℃; 储存温度范围 : - 10～50 ℃; 相对湿度 :小于 80 %。
2 系统设计
2. 1 系统的硬件设计 将待测量转换为电压量送至 SPCE061A 进行测
量 。系统电路主要由 DCV、DCA、ACV、ACA、CAP、 HFE、电阻测量电路 、二极管测量电路 、语音播放电 路 、自动关机电路和 LCD 显示电路组成 ,结构框图 如图 1所示 。 2. 2 系统的软件设计