基于89C51单片机的环境噪声测量仪
基于AT89C51单片机超声波测距仪的设计
图书分类号：密级：毕业设计(论文)基于AT89C51单片机超声波测距仪的设计BASED ON AT89C51 ULTRASONIC RANGEFINDER DESIGN学生姓名严海波学院名称信电工程学院专业名称电子信息工程技术指导教师高玉芹2009年 5 月15日摘要超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，它是由与介质相接触的振荡源所引起的，其频率在20000Hz以上。
由于它有指向性强、方向性好、传播能量大、传播距离较远等特点，因此常用于测量物体的距离。
本文介绍了基于AT89C51单片机的超声波测距仪的软硬件设计，整个系统分为单片机控制模块、发射模块和接收模块组成。
程序采用模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。
超声探头接收的信号经单片机综合分析处理后，实现了超声波测距仪的各种功能。
关键词超声波 AT89C51 测量距离目录1绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2研究内容 (1)2 相关知识 (2)2.1超声波发生器 (2)2.2.单片机的任务 (2)2.3AT89C51单片机主要特性和引脚功能 (2)3理论分析与计算 (5)3.1测量与控制方法 (5)3.3超声波测距误差分析 (6)4系统硬件电路设计 (8)4.1单片机系统及显示电路 (8)4.1.1 74LS244的简介 (9)4.2超声波发射电路 (9)4.3超声波监测接收电路 (10)4.4显示电路原理 (11)5系统软件设计 (12)5.1主程序 (12)5.2超声波发生子程序和接收子程序 (13)5.3超声波的接收与处理 (13)6单片机系统的可靠性 (15)6.1测试单片机系统的可靠性 (15)6.2单片机的抗干扰性 (15)7软硬件调试 (16)7.1调试 (16)7.2提高精度的方案及系统设计 (16)8系统的扩展 (18)8.1DS18B20的简介 (18)8.11DS18B20的主要特性 (18)8.12 DS18B20的外形和内部结构 (18)8.13 DS18B20的工作原理 (19)8.14 DS18B20有4个主要的数据部件 (19)8.2DS18B20与单片机的连接 (20)8.3DS18B20与51单片机的连接程序 (21)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)附录1电路原理图 (30)附录2程序源代码 (31)1 绪论1.1 研究背景由于社会不断进步发展，许多传统的测距方法已经无法满足我们的需求，例如在井深，液位，管道长度等场合。
基于单片机环境噪音测量仪
毕业设计（论文）课题名称：基于单片机的环境噪音测试仪专业电气系工程系班级车辆电子081学生姓名陈斌指导老师张敏三完成日期 2010年12月2011届毕业设计任务书一、课题名称：基于单片机环境噪音测量仪系统的设计二、指导老师：张敏三三、设计内容与要求1、课题概述本课题采用单片机设计一个环境噪音测量仪，实现测量噪音基本功能。
通过这个具体控制系统的设计，掌握微机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路，特别是一些常用的技术手段，在实践教学环节中，积累设计经验，开拓思维空间，全面提高个人的综合能力。
2、设计内容与要求（1）设计内容：1)绘制噪音测量仪系统框图，确定设计方案。
2)了解电路所需芯片的功能、参数和工作原理。
3)采用protel完成噪音测量仪的原理图绘制。
4)采用C语言完成软件设计。
5)采用软件完成编译、仿真、下载.6)完成噪音测量仪的硬件设计方案.7)调试并实现噪音测量仪控制系统的功能.（2）设计功能要求：外界噪声信号通过传声器转换成音频信号,经过放大和V /F变换输入到单片机进行处理,实现对噪音的时实监测。
四、设计参考书《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机技术与应用》五、设计说明书要求1)封面2)内容摘要3)目录4)绪论5)正文（设计方案比较与选择、设计方案原理、计算、分析、设计结果的说明及特点）6)文献7)致谢8)附录（参考文献、图纸、材料清单）六、毕业设计进程安排第1周：材料准备与借阅，了解设计思路。
第2-3周：设计要求说明及课题内容辅导，完成图纸初稿。
第4-6周：进行毕业设计，完成说明书初稿。
第7-8周：第一次检查，了解设计完成情况。
第9周：第二次检查学生设计完成情况，并做好毕业答辩准备。
第10周：毕业答辩与综合成绩评定。
七、毕业设计答辩及论文要求1、毕业设计答辩要求答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或者毕业论文、专题报告等必要数据交指导老师审阅，由指导老师写出审阅意见。
基于AT89S51单片机超声波测距仪器设计
软件部分
2、超声波发射模块：产生一定频率的超声波信号，并通过发射器发射出去。 3、超声波接收模块：接收反射回来的超声波信号，并进行预处理。
软件部分
4、距离计算模块：根据超声波的传播时间、速度等参数，计算两点之间的距 离。
5、系统主程序模块：循环执行以上各模块，实时更新测量结果并显示在屏幕 上。
实验研究
实验研究
为了验证本设计的正确性和可行性，我们进行了一系列实验研究。实验中， 我们采用标准距离块作为参考，对比本设计系统的测量结果和实际距离，以评估 测距精度和稳定性。实验结果表明，本设计的超声波测距系统在0.1~1.0米的距 离范围内的测距精度达到±1%，稳定性良好。
结论与展望
结论与展望
本次演示设计的基于AT89S51单片机的超声波测距系统，具有较高的测距精度 和稳定性。通过实验研究，验证了本设计的正确性和可行性。相比传统的测距方 法，本设计具有操作简便、实时性好、抗干扰能力强等优点。在机器人导航、自 动控制、测量等领域具有广泛的应用前景。
硬件部分
硬件部分
超声波发射器采用压电陶瓷晶体产生超声波，接收器采用高灵敏度的压电陶 瓷晶体接收超声波。信号处理模块包括AT89S51单片机、A/D转换器和显示模块。 单片机负责控制整个系统，A/D转换器负责将接收到的模拟信号转换为数字信号， 显示模块则负责实时显示测量结果。
软件部分
软件部分
软件部分采用C语言编写，主要包括以下几个模块： 1、系统初始化模块：对系统进行初始化设置，包括单片机、A/D转换器和显 示模块等。
参考内容
内容摘要
超声波测距系统的设计与研究：以AT89S51单片机为核心
引言
引言
超声波测距技术在许多领域都具有广泛的应用，例如机器人导航、自动控制、 测量等领域。超声波测距系统利用超声波的传播特性，测量两点之间的距离或者 物体的位移。本次演示以AT89S51单片机为核心，设计了一种超声波测距系统， 旨在提高测距精度和稳定性。
基于AT89C51单片机的超声波测距仪的系统设计
摘要本设计介绍了基于单片机控制的超声测距仪的原理：由AT89C51控制定时器产生超声波脉冲并计时，计算超声波自发射至接收的往返时间，从而得到实测距离。
并且在数据处理中采用了温度补偿的调整，用四位LED数码管切换显示距离和温度。
整个硬件电路由超声波发射电路、超声波接收电路、电源电路、显示电路等模块组成。
各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。
在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。
相关部分附有硬件电路图、程序流程图，给出了系统构成、电路原理及程序设计。
此系统具有易控制、工作可靠、测距准确度高、可读性强和流程清晰等优点。
实现后的作品可用于需要测量距离参数的各种应用场合。
关键词：AT89C51，超声波，温度补偿，测距AbstractThe design introduces the principle of the ultrasonic distance measurement instrument based on SCMC-controlled: AT89C51 controls timers to produce the ultrasonic wave pulse and time,count the time of ultrasonic wave spontaneous emission to receive round-trip,thus obtains the measured distance.And the temperature compensation adjustment is used in the data processing, with four LED nixie tubes display distance or temperature by switching.The entire hardware circuit is composed by ultrasonic transmitter circuit, ultrasonic receiver circuit, the power circuit, display circuit, and other modules. The probe signals are integrated analysised by SCMC to achieve the various functions of ultrasonic distance measurement instrument.Based on this has designed system's overall concept, final adoption of hardware and software to achieve the various functional modules. The relevant parts have the hardware schematics and process flow chart.It has given the system constitution, the circuitry and the programming. The instrument system has features: ease of control, stability of operation, highness of precision and distinctness of programme process ,etc. After the realization of the works can be used for needs of the various parameters measured distance applications.Keywords:AT89C51, Ultrasonic wave, Temperature compensation, Measure distans目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (1)第1章引言 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的意义 (1)1.3 论文结构 (2)第2章超声波测距原理 (3)2.1 超声波简介 (3)2.2 超声波测距原理 (3)第3章方案论证 (5)3.1 设计思路 (5)3.2 系统结构设计 (6)第4章主要元件介绍 (7)4.1 单片机AT89C51 (7)4.2 超声波传感器T40、R40 (9)4.3 温度传感器DS18B20 (10)第5章硬件电路设计 (11)5.1 超声波发射电路 (11)5.2 超声波接收电路 (11)5.3 显示电路 (12)5.4 电源电路 (13)5.5 复位电路 (13)第6章软件设计 (14)6.1 主程序流程 (14)6.2 子程序设计 (15)6.2.1 超声波发送子程序及超声波接收中断子程序 (15)6.2.2 测温子程序 (17)6.2.3 距离计算子程序 (17)6.2.4 显示子程序和键盘扫描子程序 (18)第7章软件调试及系统仿真 (19)7.1 软件编译调试环境——Keil (19)7.2 系统仿真环境——Proteus (19)7.3 系统仿真 (19)7.4 误差及特性分析 (22)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录1 整体电路图 (26)附录2 程序 (27)第1章引言1.1 课题研究的背景人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系统也有较大发展，其状况不断改善。
基于单片机环境噪音测量仪
毕业设计任务书一、课题名称：基于单片机环境噪音测量仪系统的设计二、指导老师：张敏三三、设计内容与要求1、课题概述本课题采用单片机设计一个环境噪音测量仪，实现测量噪音基本功能。
通过这个具体控制系统的设计，掌握微机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路，特别是一些常用的技术手段，在实践教学环节中，积累设计经验，开拓思维空间，全面提高个人的综合能力。
2、设计内容与要求（1）设计内容：1)绘制噪音测量仪系统框图，确定设计方案。
2)了解电路所需芯片的功能、参数和工作原理。
3)采用protel完成噪音测量仪的原理图绘制。
4)采用C语言完成软件设计。
5)采用软件完成编译、仿真、下载.6)完成噪音测量仪的硬件设计方案.7)调试并实现噪音测量仪控制系统的功能.（2）设计功能要求：外界噪声信号通过传声器转换成音频信号,经过放大和V /F变换输入到单片机进行处理,实现对噪音的时实监测。
四、设计参考书《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机技术与应用》五、设计说明书要求1)封面2)内容摘要3)目录4)绪论5)正文（设计方案比较与选择、设计方案原理、计算、分析、设计结果的说明及特点）6)文献7)致谢8)附录（参考文献、图纸、材料清单）六、毕业设计进程安排第1周：材料准备与借阅，了解设计思路。
第2-3周：设计要求说明及课题内容辅导，完成图纸初稿。
第4-6周：进行毕业设计，完成说明书初稿。
第7-8周：第一次检查，了解设计完成情况。
第9周：第二次检查学生设计完成情况，并做好毕业答辩准备。
第10周：毕业答辩与综合成绩评定。
七、毕业设计答辩及论文要求1、毕业设计答辩要求答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或者毕业论文、专题报告等必要数据交指导老师审阅，由指导老师写出审阅意见。
学生答辩时对自述部分写出的书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始数据或者参考文献、实验方法、测试方法、鉴别学生独立工作的能力、创新能力。
噪音测试仪设计课程设计
噪音测试仪设计摘要：本文提出了一个噪音测试仪的设计方案，此测试仪能将外界噪声经过传声器转换成电信号。
由运放LM324构成三级放大电路，峰值检波网络输出直流电平反应了噪声声压的大小。
由LM331构成电压/频率转换电路，输出的频率信号变成TTL电平送给单片机的T0管脚，作为T0的计数脉冲。
系统的核心部分是单片机AT89C51，其3.5引脚接入NE555构成的定时器输出的方波，通过T1中断去控制T0定时计数。
从T0端输入的计数脉冲频率即反应了所测声压大小。
最后经CC4511译码再驱动三位LED数码管显示。
本设计的优点是电路简单、精度较高、实用性较强。
关键词：噪声测试仪，传声器，电压/频率，AT89C51，LEDAbstract:This paper presents a design of noise tester, this tester can outside noise through the microphone into electrical signals. Posed by the three op amp LM324 amplifier, peak detector network output DC level response to the size of the noise sound pressure. Constituted by the LM331 V/F converter, the output frequency signal into a TTL level to give the microcontroller T0 pin count as the T0 pulse. Core of the system is the microcontroller AT89C51, the 3.5 pin access NE555 timer output consisting of a square wave, through the T1 T0 timer interrupt to control the count. T0-ended input count from the pulse frequency that reflects the size of the measured sound pressure. CC4511 decoding and then drive the final three by the LED digital display. This design has the advantage of simple circuit, high precision and strong practicability.Keywords:Noise tester, microphone,V/F, AT89C51, LED目录1 前言 (1)2 整体方案设计 (2)2.1方案论证 (2)2.2方案比较 (3)3 单元模块设计 (4)3.1驻极体传声器 (4)3.2集成四运放LM324 (4)3.3峰值检波电路 (5)3.4LM331频率电压转换器 (6)3.5NE555构成的方波输出电路 (7)3.6CC4511译码驱动电路 (8)3.7七段发光二极管数码管 (9)4 软件设计 (10)5 系统技术指标及精度和误差分析 (12)6 结论 (13)7 设计小结 (14)8 参考文献 (15)附录1：电路总图 (16)附录2：电路仿真图 (17)附录3：软件代码 (18)1 前言随着工业生产、交通运输、城市建筑的发展，以及人口密度的增加，家庭设施（音响、空调、电视机等）的增多，环境噪声日益严重，它已成为污染人类社会环境的一大公害。
基于89C51单片机的环境噪声测量仪
基于89C51单片机的环境噪声测量仪1 引言环境噪声监测，是人类提高生活质量，加强环境保护的一个重要环节，在各大城市的繁华街区和居民区，已有大型环境噪声显示器竖立街头。
但目前国内的便携式噪声测试仪，多为价格昂贵的进口专用设备，除卫生、计量等环保专业部门拥有外，无法作为民用品推广普及。
本文介绍一种以89C51单片机为核心，采用V／F转换技术构成的低成本、便携式数字显示环境噪声测量仪。
该仪器工作稳定、性能良好，经校验定标后能满足一般民用需要，可广泛应用于工矿企业、机关、学校等需要对环境噪声进行测量和控制的场合。
2 声压级的测量机理人耳的听阈一般是20μPa，痛阈一般是200 Pa，其间相差107倍，这样宽广的声压范围很不易测量，而且人耳对声压的相对变化的分辨具有非线性特征。
因此，声学中常用声压级Lp来反映声压的变化，将声压p的声压级表示成Lp＝20 lg（p／p0）（dB）（附）其中：基准量p0为20μPa。
当p＝p0时，Lp＝0 dB，而当p＝200 Pa时，Lp＝140 dB。
用声级计可以测量声压级，采用1 kHz纯音输入0．2 s到0．25 s或0．5 s以上，即可得到真实声压级或平均声压级。
考虑到人耳对不同频率的响度感觉，在噪声测量中，常取40phon等响曲线的反曲线对声压级进行计权校正，即用 A计权网络测得A声级，写成dB（A）。
附表给出倍频带中心频率与A声级的校正量之间的关系：3 硬件电路构成环境噪声测量仪的硬件结构原理见图1：图1 硬件原理图环境噪声经高灵敏度、无指向性驻极体传声器转换成电信号。
所用传声器频率特性在50～14 000 Hz范围内不均匀度小于1．5 dB，加防风罩、防雨罩后可用于室外测量。
三级放大电路由运放LM324构成，精心调整相关外围元件参数，可使其幅频特性与A计权曲线相近。
D1、C1、R1组成峰值检波网络，其输出直流电平反映了噪声声压的大小。
由LM331构成电压／频率转换电路，输出的频率信号变成TTL电平送给单片机的P3．4引脚，作为T0的计数脉冲。
基于89C51单片机的噪声测量仪设计【开题报告】
毕业设计开题报告电子信息工程基于89C51单片机的噪声测量仪设计一、选题的背景和意义噪声污染是当今世界公认的环境问题。
从20世纪50年代起，工业、运输业迅猛发展，噪声污染日益严重。
在城市化的今天，城市快速道，高架复合道路、轨道交通、大型健身娱乐场所、空调系统等相继出现，几乎人人受到了噪声的影响。
据统计，环保部门收到的污染投诉觉到多数是噪声。
从技术上来说，任何噪声问题几乎都是可以解决的，但是还需要考虑经济上和实际工作中的可行性。
因此将噪声控制在一定范围内就很有必要，比如在居民区将噪声控制好，不影响居民的正常生活。
所以就得依靠一定的检测装置来对该区域的噪声强度进行检测，来确定是否该控制噪声，顺便提供相应的措施来减少噪声。
设计的噪声测试装置中主要是由传感器来检测噪声，该传感器又主要为声级计或者是麦克风，转换成一定物理量后经过V/F变换输入给单片机处理，最后由单片机来对数据进行处理和输出，输出由LED数码管操作。
人在较强噪声环境下暴露一定时间后会出现听力下降。
研究表明，长期接触80dB以上的噪声，听力就有可能受损害，在大于85dB的环境中工作20年，将有10%的人出现耳聋，大于90dB，耳聋的比例将超过20%[1]。
人从高噪声的环境会到安静场所停留一段时间，听力还能恢复，叫暂时性听阀偏移，也叫听觉疲劳，但长年累月地在强噪声环境中工作，长期不断地收到高强噪声刺激，听觉就不能复原了，内耳感觉器官会发生器质性病变，导致所谓噪声性耳聋货永久性听力损失[2]。
噪声影响听力主要是听力损失，就是在500Hz、1000Hz和2000Hz三个频率上听阀较标准值升高的平均数。
听力损失10-25dB尚能完全恢复，听力损失25dB以上，经数小时或数十小时尚能复原，则为暂时性耳聋；不能完全恢复的，即为永久性耳聋，听力损失15-25dB 还是接近正常，25-40dB则是轻度耳聋；这时1.5m外谈话就会有些困难。
40-65dB听力损失是中等耳聋，1.5m外大声讲话都听不清。
基于单片机STC89C51设计的超声波测距仪
2010NO.8China New Technologies and Products高新技术基于单片机STC89C51设计的超声波测距仪刘典文徐志坚李志强胡锐毛顺京（衡阳师范学院南岳学院，湖南衡阳421008）摘要：介绍了一种基于单片机STC89C51的超声波测距系统,重点阐述该系统的硬件电路设计和软件设计,并利用温度检测电路有效消除了环境温度变化对传播速度的影响；在数据处理方面,利用最小二乘法得出实际值与测量值之间的补偿公式，从而使系统的测量误差进一步减小；在盲区消隐方面,通过在软件上采用延迟接收技术,有效消除了串绕信号,进一步提高了检测的精度及灵敏度。
关键词：超声波；单片机；测距引言如今在工业，医学等许多方面都对超声波应用的要求越来越高，由于超声波测距与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果，广泛应用于液位和物位的非接触式测量以及汽车倒车时的报警。
因此，设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。
本设计采用以STC89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。
整个电路采用模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。
各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。
1超声波测距原理超声波是高于听觉频率阈值的机械波，超声波具有直线传播特性，它的频率越高，反射能力越强，而绕射能力越弱，表现出更强的方向性，利用超声波的这种特性采用时间差值检测法进行距离的测量，发射器发出的超声波以速度v在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t，由s=vt/2即可算出被测物体的距离。
由于超声波也是一种声波，其声速v与温度有关，下表列出了几种不同温度下的声速。
在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。
如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。
2超声波测距仪硬件电路设计单片机控制超声波发射器发出40kHZ的超声波信号；超声波接收器将接收到的超声波信号，用接收电路进行检波处理后，启动单片机中断程序，测得时间为t，再由软件进行判别、计算，并将数据送至LCD显示。
环境噪音测试仪的设计
测控专业综合课程设计课题：环境噪声实时监测仪院（系）：计算机科学与信息工程学院专业年级：姓名：学号：组员：日期：2011年12月28日指导老师：摘要噪声对人体健康有着严重的危害，因此减少噪声危害已成为当前一项重要的任务。
环境噪声监测，是人类提高生活质量，加强环境保护的一个重要环节。
本文详细介绍了噪声监测系统的测量原理和系统组成，包括：噪声信号的转换、放大、V/F转换、数据采集和显示系统的设计。
外界噪声信号通过传声器转换成音频信号，电信号经过放大和V/ F 变换输入到单片机进行处理，并转换成相应的噪声分贝值通过LED 显示，从而实现噪声的实时监测。
该系统具有实现简单，精确度高，可用于实际进行噪声的实时监测等特点。
关键词：传声器；运算放大器；V/F转换器；单片机；LCD目录摘要 (1)引言 (3)一、噪声相关资料 (3)1.1噪声简介 (3)1.2 声压级测量机理 (4)二、仪器整体方案设计 (5)2.1噪声监测系统任务分析 (5)2.2整体设计方案 (5)三、硬件电路具体设计 (6)3.1 传声器 (6)3.2 信号放大器 (7)3.3 交直流转换电路的设计 (8)3.4 电压-频率转换电路的设计 (8)3.5 单片机系统的设计 (9)3.5.1单片机的选择 (9)3.6显示电路的设计 (10)四、软件系统设计 (11)4.1频率与声压级检测算法 (11)4.2程序系统框图 (11)4.3主程序 (12)五安装与调试 (15)5.1调试设备 (15)5.2调试步骤 (15)参考文献 (16)结论 (16)附录1 (17)引言噪声即噪音。
是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。
噪声通常是指那些难听的，令人厌烦的声音。
噪音的波形是杂乱无章的。
从环境保护的角度看，凡是影响人们正常学习，工作和休息的声音凡是人们在某些场合“不需要的声音”，都统称为噪声。
如机器的轰鸣声，各种交通工具的马达声、鸣笛声，人的嘈杂声及各种突发的声响等，均称为噪声。
噪音测试仪设计-课程设计
噪音测试仪设计摘要：本文提出了一个噪音测试仪的设计方案，此测试仪能将外界噪声经过传声器转换成电信号。
由运放LM324构成三级放大电路，峰值检波网络输出直流电平反应了噪声声压的大小。
由LM331构成电压/频率转换电路，输出的频率信号变成TTL电平送给单片机的T0管脚，作为T0的计数脉冲。
系统的核心部分是单片机AT89C51，其3.5引脚接入NE555构成的定时器输出的方波，通过T1中断去控制T0定时计数。
从T0端输入的计数脉冲频率即反应了所测声压大小。
最后经CC4511译码再驱动三位LED数码管显示。
本设计的优点是电路简单、精度较高、实用性较强。
关键词：噪声测试仪，传声器，电压/频率，AT89C51，LEDAbstract:This paper presents a design of noise tester, this tester can outside noise through the microphone into electrical signals. Posed by the three op amp LM324 amplifier, peak detector network output DC level response to the size of the noise sound pressure. Constituted by the LM331 V/F converter, the output frequency signal into a TTL level to give the microcontroller T0 pin count as the T0 pulse. Core of the system is the microcontroller AT89C51, the 3.5 pin access NE555 timer output consisting of a square wave, through the T1 T0 timer interrupt to control the count. T0-ended input count from the pulse frequency that reflects the size of the measured sound pressure. CC4511 decoding and then drive the final three by the LED digital display. This design has the advantage of simple circuit, high precision and strong practicability.Keywords:Noise tester, microphone,V/F, AT89C51, LED目录1 前言 (1)2 整体方案设计 (2)2.1方案论证 (2)2.2方案比较 (3)3 单元模块设计 (4)3.1驻极体传声器 (4)3.2集成四运放LM324 (4)3.3峰值检波电路 (5)3.4LM331频率电压转换器 (6)3.5NE555构成的方波输出电路 (7)3.6CC4511译码驱动电路 (8)3.7七段发光二极管数码管 (9)4 软件设计 (10)5 系统技术指标及精度和误差分析 (12)6 结论 (13)7 设计小结 (14)8 参考文献 (15)附录1：电路总图 (16)附录2：电路仿真图 (17)附录3：软件代码 (18)1 前言随着工业生产、交通运输、城市建筑的发展，以及人口密度的增加，家庭设施（音响、空调、电视机等）的增多，环境噪声日益严重，它已成为污染人类社会环境的一大公害。
(完整版)基于AT89C51单片机的超声波测距仪的毕业设计论文
基于AT89C51单片机的超声波测距仪的设计【摘要】AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写10000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89C51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。
这次设计主要是利用AT89C51单片机、HC-SR04超声波传感器、蜂鸣器完成测距报警系统的制作，将AT89C51作为主控制芯片，利用超声波对物体的感应，将前方物体的距离探测出来，然后单片机处理运算，与设定的报警距离值进行比较判断，当测得距离小于设定值时，AT89C51发出指令控制蜂鸣器报警。
【关键词】：AT89C51单片机、HC-SR04超声波传感器、蜂鸣器ABSTRACTAT89C51 is a low power consumption, system programmable) can wipe again and again 1000 times of Flash memory read-only applications, device adopts system and 80 c51 pin chip integrates general 8-bit CPU and ISP Flash memory cell, AT89C51 is widelyapplied In many embedded control applications.This design is mainly made using AT89C51 SCM, HC-SR04 ultrasonic sensor, buzzer completed ranging alarm system,the AT89C51 as the main control chip,the useof ultrasonic sensing of object,the detected objects in front ofthe distance,then the MCU processing operations,and the set alarm distance to compare the value of judgment,when the measuring distance is smaller than the set value,AT89C51 sends out a commandto control the buzzer alarm.【KEY WORDS】: AT89C51 Single chip microcomputer、HC-SR04 ultrasonic sensor、Buzzer目录一、绪论 (3)1.1课题研究背景及意义 (3)二、总体设计方案及论证 (3)2.1 总体方案设计 (3)三、硬件实现及单元电路设计 (4)3.1 主控制模块 (4)3.2 电源设计 (5)3.3 超声波测试模块 (6)3.4 超声波传感器原理 (6)3.5 测距分析 (7)3.6 时钟电路的设计 (8)3.7 复位电路的设计 (9)3.8 声音报警电路的设计 (10)3.9 显示模块 (10)四、软件设计 (10)4.1 主程序工作流程图 (10)五、总结 (12)六、参考文献 (13)附录 (14)附件1：原理图 (14)附件2：实物图 (15)一、绪论1.1课题研究背景及意义随着社会的发展，人们对于距离的敏感度越来越高，生活上对距离的感知也越来越敏感，因此测距仪也受到了极大的欢迎。
基于AT89C51的噪声报警仪
基于AT89C51的噪声报警仪
冯晓宁;刘素芳;谢贵仁
【期刊名称】《噪声与振动控制》
【年(卷),期】2007(027)003
【摘要】利用AT89C51单片机为控制核心,设计一种实用的噪声报警装置.用微型咪头和集成电路等器件对噪声进行采集与放大,经单片机分析处理后可由显示器显示噪声的大小,并用音响电路及时对大噪声进行报警.该系统灵敏度高,可靠性好,是一种实用的环境监测设备.
【总页数】4页(P141-144)
【作者】冯晓宁;刘素芳;谢贵仁
【作者单位】武汉铁路职业技术学院,轨道运输系,武汉,430063;郑州铁路职业技术学院,信息工程系,郑州,450052;郑州铁路职业技术学院,信息工程系,郑州,450052【正文语种】中文
【中图分类】TN79
【相关文献】
1.基于ARM8的无线传输可燃气体报警仪设计 [J], 王海荣
2.基于STM32F103单片机的甲醛检测报警仪设计 [J], 李瑞琦; 刘璐; 李宇翔; 刘鑫
3.基于STM32F103C8单片机的铁路车辆无线轴温报警仪设计 [J], 史骏;冯小庭;毕恩兴;代礼前
4.基于STM32F103C8单片机的铁路车辆无线轴温报警仪设计 [J], 史骏;冯小庭;
毕恩兴;代礼前
5.基于氧气报警仪和声光报警器的报警系统在封闭式压缩机厂房中的应用 [J], 郁之义;郭广瑶;陈高世;余佳;李国庆;吴定超;郭福玉;袁艺涌
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于单片机环境噪音测量仪
基于单片机环境噪音测量仪毕业设计（论文）课题名称：基于单片机的环境噪音测试仪专业电气系工程系班级车辆电子081学生姓名陈斌指导老师张敏三完成日期2010年12月2011届毕业设计任务书一、课题名称：基于单片机环境噪音测量仪系统的设计二、指导老师：张敏三三、设计内容与要求1、课题概述本课题采纳单片机设计一个环境噪音测量仪，实现测量噪音差不多功能。
通过那个具体操纵系统的设计，把握微机操纵系统设计的一样方法和处理咨询题的思路，专门是一些常用的技术手段，在实践教学环节中，积存设计体会，开拓思维空间，全面提升个人的综合能力。
2、设计内容与要求（1）设计内容：绘制噪音测量仪系统框图，确定设计方案。
了解电路所需芯片的功能、参数和工作原理。
采纳C语言完成软件设计。
采纳软件完成编译、仿真、下载.完成噪音测量仪的硬件设计方案.调试并实现噪音测量仪操纵系统的功能.（2）设计功能要求：外界噪声信号通过传声器转换成音频信号,通过放大和V /F变换输入到单片机进行处理,实现对噪音的时实监测。
四、设计参考书《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机技术与应用》五、设计讲明书要求封面内容摘要名目绪论正文（设计方案比较与选择、设计方案原理、运算、分析、设计结果的讲明及特点）文献致谢附录（参考文献、图纸、材料清单）六、毕业设计进程安排第1周：材料预备与借阅，了解设计思路。
第2-3周：设计要求讲明及课题内容辅导，完成图纸初稿。
第4-6周：进行毕业设计，完成讲明书初稿。
第7-8周：第一次检查，了解设计完成情形。
第9周：第二次检查学生设计完成情形，并做好毕业答辩预备。
第10周：毕业答辩与综合成绩评定。
七、毕业设计答辩及论文要求1、毕业设计答辩要求答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计讲明书或者毕业论文、专题报告等必要数据交指导老师批阅，由指导老师写出批阅意见。
学生答辩时对自述部分写出的书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采纳的原始数据或者参考文献、实验方法、测试方法、鉴不学生独立工作的能力、创新能力。
基于89C51单片机的噪声测量仪设计【开题报告】
基于89C51单片机的噪声测量仪设计【开题报告】毕业设计开题报告电子信息工程基于89C51单片机的噪声测量仪设计一、选题的背景和意义噪声污染是当今世界公认的环境问题。
从20世纪50年代起，工业、运输业迅猛发展，噪声污染日益严重。
在城市化的今天，城市快速道，高架复合道路、轨道交通、大型健身娱乐场所、空调系统等相继出现，几乎人人受到了噪声的影响。
据统计，环保部门收到的污染投诉觉到多数是噪声。
从技术上来说，任何噪声问题几乎都是可以解决的，但是还需要考虑经济上和实际工作中的可行性。
因此将噪声控制在一定范围内就很有必要，比如在居民区将噪声控制好，不影响居民的正常生活。
所以就得依靠一定的检测装置来对该区域的噪声强度进行检测，来确定是否该控制噪声，顺便提供相应的措施来减少噪声。
设计的噪声测试装置中主要是由传感器来检测噪声，该传感器又主要为声级计或者是麦克风，转换成一定物理量后经过V/F变换输入给单片机处理，最后由单片机来对数据进行处理和输出，输出由LED 数码管操作。
人在较强噪声环境下暴露一定时间后会出现听力下降。
研究表明，长期接触80dB以上的噪声，听力就有可能受损害，在大于85dB的环境中工作20年，将有10%的人出现耳聋，大于90dB，耳聋的比例将超过20%[1]。
人从高噪声的环境会到安静场所停留一段时间，听力还能恢复，叫暂时性听阀偏移，也叫听觉疲劳，但长年累月地在强噪声环境中工作，长期不断地收到高强噪声刺激，听觉就不能复原了，内耳感觉器官会发生器质性病变，导致所谓噪声性耳聋货永久性听力损失[2]。
噪声影响听力主要是听力损失，就是在500Hz、1000Hz和2000Hz三个频率上听阀较标准值升高的平均数。
听力损失10-25dB尚能完全恢复，听力损失25dB以上，经数小时或数十小时尚能复原，则为暂时性耳聋；不能完全恢复的，即为永久性耳聋，听力损失15-25dB 还是接近正常，25-40dB则是轻度耳聋；这时1.5m外谈话就会有些困难。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
文章编号:1005-9490(2000)02-146-149
基于89C 51单片机的环境噪声测量仪
¹
潘启勇,娄维鸿*,邬正义
(常熟高等专科学校物理系. 常熟, 215500)
(*东南大学电子工程系. 南京, 210096) 摘要:介绍了一种用单片机构成环境噪声测量系统的设计方法。
给出了相关硬件框图和软件流程图。
关键词:单片机;环境噪声;声压级;测量
中图分类法:TM 937.4 文献标识码:A
1 引 言
环境噪声监测,是人类提高生活质量,加强环境保护的一个重要环节,在各大城市的繁华街区和居民区,已有大型环境噪声显示器竖立街头。
但目前国内的便携式噪声测试仪,多为价格昂贵的进口专用设备,除卫生、计量等环保专业部门拥有外,无法作为民用品推广普及。
本文介绍一种以89C 51单片机为核心,采用V /F 转换技术构成的低成本、便携式数字显示环境噪声测量仪。
该仪器工作稳定、性能良好,经校验定标后能满足一般民用需要,可广泛应用于工矿企业、机关、学校等需要对环境噪声进行测量和控制的场合。
2 声压级的测量机理
人耳的听阈一般是20L Pa,痛阈一般是200Pa,其间相差107倍,这样宽广的声压范围很不易测量,而且人耳对声压的相对变化的分辨具有非线性特征。
因此,声学中常用声压级L p 来反映声压的变化,将声压p 的声压级表示成
Lp =20lg(p /p 0) (dB)(附)
其中:基准量p 0为20L Pa 。
当p =p 0时,L p =0dB,而当p =200Pa 时,L p =140dB 。
用声级计可以测量声压级,采用1kHz 纯音输入0.2s 到0.25s 或0.5s 以上,即可得到真实声压级或平均声压级。
考虑到人耳对不同频率的响度感觉,在噪声测量中,常取40
phon 等响曲线的反曲线对声压级进行计权校正,即用A 计权网络测得A 声级,写成dB (A)。
附表给出倍频带中心频率与A 声级的校正量之间的关系:
附表 倍频中心频率与A 声级校正量对应表
倍频带中心频率/Hz
31.5631252505001k 2k 4k 8k 16k A 声级校正量/dB -39.4-26.2-16.1-8.6- 3.20 1.2 1.0- 1.1- 6.6第23卷第2期2000年6月 电 子 器 件Journal of Electron Devices Vol.23,No.2June.2000¹来稿日期:1999-12-27
3 硬件电路构成
环境噪声测量仪的硬件结构原理见图1:
图1 硬件原理图
环境噪声经高灵敏度、无指向性驻极体传声器转换成电信号。
所用传声器频率特性在50～14000Hz 范围内不均匀度小于1.5dB,加防风罩、防雨罩后可用于室外测量。
三级放大电路由运放LM 324构成,精心调整相关外围元件参数,可使其幅频特性与A 计权曲线相近。
D 1、C 1、R 1组成峰值检波网络,其输出直流电平反映了噪声声压的大小。
由LM331构成电压/频率转换电路,输出的频率信号变成T TL 电平送给单片机的P3.4引脚,作为T 0的计数脉冲。
该转换电路线性良好,抗干扰能力强,输出频率范围在10～
10000Hz 以上,其变化比达103,优于普通8位并行A /D 转换器,有利于提高系统的测量范
围。
图1中,R s 可用来调节增益偏差,改变输出频率。
系统的核心部分是AT 89C 51单片机,其指令系统与MCS -51完全兼容,且片内带4kB 的E 2PROM,可以方便地构成一个最小测量系统。
其P3.5引脚接由NE555构成的定时器输出的100kHz 方波,通过T 1中断去控制T 0定时计数。
从T 0端输入的计数脉冲频率,也反映了所测声压的大小。
经软件处理后,噪声声压级显示值由P1口输出,经74LS248译码再驱动两位1.8in 高亮度LED 数码管显示,适当控制译码器灭灯端,使两数码管轮流发光实现动态显示,降低功耗。
4 软件设计
环境噪声测量系统的软件采用模块化设计,由主程序、中断服务程序、查表子程序和显示子程序组成。
各程序模块的流程图如图2所示:
主程序处于循环工作状态,主要完成定时/计数器和中断系统的初始化,并循环调用查147第2期 潘启勇、娄维鸿等:基于89C 51单片机的环境噪声测量仪
后即读取T H0、TL0两寄存器中的计数值,并重新初始化T 0、T 1,
以便检测下一次的数据。
图2 软件流程图
值得指出的是,查表程序实现了计数值向声压级的转换。
由式(1)知声压每增加12.2%,声压级增加1dB,因此T0计数值每增加12.2%,声压级增加1dB.在E 2
PROM 中定义一张表格,每三个字节为一组数据,其中前两个字节为计数值,后一个字节为压缩BCD 码表示的声压级值。
调试时,参照精密声级计,读出某声压级所对应的计数值,从而确定表格中两参数的对应关系,当程序固化后,还可通过硬件电路对其进行调整。
下面给出定义该表格的伪指令格式:
TAB:DB 1BH,0A0H,0BBH , ;表格上限
∶
05H,83H ,83H,
04H ,0EAH ,82H ,
04H ,61H ,81H ,
03H,0E7H,80H,
03H,7AH,79H
03H,19H ,78H,
02H ,0C 3H ,77H ,
02H ,76H ,76H ,
∶
00H,00H ,0AAH, ;表格下限
其中,“0AAH ”、“0BBH ”两个数据经译码后分别显示下限标记“[”和上限标记“]”,表示超出测量范围。
为了提高系统的抗干扰能力,除了在硬件上采取了相应的措施外,软件上采用了冗余设计法即重复重要的指令,未用空间设置空操作指令,以防止程序跳飞而死机。
5 结束语
最后用国营江西红声器材厂生产的ND-2型精密声级计对系统进行校验,测量误差小于1dB,测量范围在40～96dB 之间,已满足一般环境下噪声的测量要求。
148
电子器件 第23卷
在仪器制作过程中,常熟高等专科学校物理系汪逸新高级工程师给予了很多指导意见,常熟市卫生防疫站职业卫生科提供了校验仪器,在此表示深深感谢!
参考文献
[1] 马大猷等。
声学手册。
[M ]北京:科学出版社,1983
[2] 何立民。
单片机应用文集(1)。
[M ]北京航空航天大学出版社。
1991
[3] 周泽存。
检测技术。
[M]北京:机械工业出版社。
1993
[4] 杨振江。
A /D 、D /A 转换器接口技术及实用线路。
[M ]西安电子科技大学出版社。
1996
[5] 蔡美琴等。
M CS -51系列单片机系统及其应用。
[M ]北京:高等教育出版社。
1992
An Enviroment Noise Instrument on the basis
of 89C 51Single Chip Computer
P AN Qi -yeng ,LOU Wei -hong *,WU Zheng -yi
(Depar tment o f P h ysics ,Changshn College ,Changshu ,215500)
(*Depa rtment o f Electr onic Eng ineer ing ,S outheaet Ur iver sity ,Na njing 210096)
Abstr act :A design approach for enviroment noise measurement system based on single chip computer is introduced .T he relative hardwar e diagram and software flow chart are also given .
Key wor ds : single chip microcomputer ;ambient noise;sound pr essure lever;
measurement
EEACC : 1265F ,6450F ,7320Z
作者简历:
潘启勇(1971-),本科,常熟高等专科学校教师,曾发表《微机在弱振动光干涉检测实验中的应用》等数篇论文。
1995年获江苏省教委高校仪器制作三等奖。
娄维鸿(1938-),1960年毕业于北京师范大学。
同年在北师大读研究生。
1964年2月分配到东南大学(原南京工学院)工作至今。
电子工程系副教授,主要从事微波技术和电子技术的科研、教学工作。
邬正义,常熟高等专科学校副教授。
1992年在南京航空航天大学电子工程系获硕士学位,曾发表《DMA 方式下实现的中大容量遥测数据的连续采集与实时处理》等论文数篇。
149
第2期 潘启勇、娄维鸿等:基于89C 51单片机的环境噪声测量仪 。