一种简易家用地震报警仪的设计
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第 ２ ３卷 第 １ ６期
Ｖｏ １ ． ２ ３
Ｎｏ ． １ ６
电 子 设 计 工 程
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ５年 ８月
Ａｕｇ ．２ ０１ ５
一
种 简易家用地 震报警仪 的设计
面 的功￣［ ２ － ３ １ ： 控制 Ａ Ｄ Ｓ ７ ８ １ ８ 采 样时钟进 行模数转 换 ： 处 理 输
入数据 ， 控制 Ｌ Ｅ Ｄ显 示 及 蜂 鸣器 报 警 。
２ 硬 件 电路 设 计
系统的硬件 主要 由前端放 大模块 、 低通 滤波模 块 、 频谱 均衡 滤波模块［ ４ １ 、 精密峰值 检波模块 、 Ａ ／ Ｄ 模 块 及 控 制 报 警 显
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｈ ｏ ｕ ｓ ｅ ｈ ｏ ｌ ｄ ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ｑ ｕ ａ ｋ ｅ ａ ｌ ａ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ
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郝 杰
（ 西 安航 空 学 院 科 技 处 ，陕 西 西 安 ７ １ ０ ０ ７ ４ ３ ０系 列单 片机 为控 制 器 ， 辅 以 必要 的 模 拟 电路 ， 设 计 了一 种 简 易 的 家 用地 震 报 警 仪 。本 设 计 采 用
均 衡 滤 波 对 原 始 地 震 反 射 地 层 吸 收 衰 减 进 行 有 效补 偿 ， 使 地震 反 射 波 的 特 征 参 数 得 到 明 显 改 善 ． 采 用 高 阶 低 通 滤 波 器 将 高 频段 噪 声 滤 除 ， 采用 １ ２位 Ａ ／ Ｄ转 换 提 高 系统 对 信 号 的 分 辨 率 。本 设 计 硬 件 均 采 用模 块 化 的 设 计 思路 ． 使 得 设
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｕｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ＭＳ Ｐ ４ ３ ０ ８ ｅ １ ３ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ － ｃ ｈ ｉ ｐ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ，ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｎ ｅ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｒ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ｏ ｇ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ａ ｕ ｔ ｈ ｏ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ａ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｈ ｏ ｕ ｓ ｅ ｈ ｏ ｌ ｄ ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ｑ ｕ ａ ｋ ｅ ａ ｌ ａ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｕ ｓ ｅ ｓ ａ ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｉ ｇ ｉ ｎ ａ ｌ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｙ，ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｒ ｅ ｌ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｖ ｅ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｏ ｂ ｖ ｉ ｏ ｕ ｓ ｌ ｙ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ；ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｌ ｏ ｗ ｐ ａ ｓ ｓ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ｍｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ － ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ， ａ ｎ ｄ ａ １ ２ ｂ ｉ ｔ Ａ ／ Ｄ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． Ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｗ ａ ｒ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｒ ｅ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｒ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｈ ａ ｓ ｒ ｅ ｍａ ｒ ｋ ａ ｂ ｌ ｅ ｐ ｏ ｔ ｒ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｓ ｃ ａ ｌ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ＭＳ Ｐ ４ ３ ０；Ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｃ ｈ ｉ ｐ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ；ｈ ｏ ｕ ｓ ｅ ｈ ｏ ｌ ｄ ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ｑ ｕ ａ ｋ ｅ ａ ｌ ａ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ；ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ
示 模 块 构 成 。首 先 对 信 号 放 大 后 使 用 高 阶 低 通 滤 波 器 进 行 滤
波． 再 经频谱 均衡滤 波器对 地层衰减 进行补 偿 ， 还 原 正 确 的 地 震 波 信 号 。单 片机 首 先控 制 Ａ Ｄ 采 样 时 钟 进 行 模 数 转 换 并 对输入数据进行处理 ， 控制 Ｌ Ｅ Ｄ 显 示 及 蜂 呜 器 报 警 。下 面将 逐一对各模块进行介绍 ：
计 具 有 移植 性 和 可 扩展 性
关键词 ： Ｍ Ｓ Ｐ ４ ３ ０ ；单 片 机 ；家 用地 震 报 警 仪 ；均衡 滤 波 中图分类号 ： Ｔ Ｎ ７ １ ０ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ６ ２ ３ ６ （ ２ ０ １ ５ ） １ ６ — ０ １ ３ ４ — ０ ３
Ｖｏ １ ． ２ ３
Ｎｏ ． １ ６
电 子 设 计 工 程
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ５年 ８月
Ａｕｇ ．２ ０１ ５
一
种 简易家用地 震报警仪 的设计
面 的功￣［ ２ － ３ １ ： 控制 Ａ Ｄ Ｓ ７ ８ １ ８ 采 样时钟进 行模数转 换 ： 处 理 输
入数据 ， 控制 Ｌ Ｅ Ｄ显 示 及 蜂 鸣器 报 警 。
２ 硬 件 电路 设 计
系统的硬件 主要 由前端放 大模块 、 低通 滤波模 块 、 频谱 均衡 滤波模块［ ４ １ 、 精密峰值 检波模块 、 Ａ ／ Ｄ 模 块 及 控 制 报 警 显
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｈ ｏ ｕ ｓ ｅ ｈ ｏ ｌ ｄ ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ｑ ｕ ａ ｋ ｅ ａ ｌ ａ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ
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郝 杰
（ 西 安航 空 学 院 科 技 处 ，陕 西 西 安 ７ １ ０ ０ ７ ４ ３ ０系 列单 片机 为控 制 器 ， 辅 以 必要 的 模 拟 电路 ， 设 计 了一 种 简 易 的 家 用地 震 报 警 仪 。本 设 计 采 用
均 衡 滤 波 对 原 始 地 震 反 射 地 层 吸 收 衰 减 进 行 有 效补 偿 ， 使 地震 反 射 波 的 特 征 参 数 得 到 明 显 改 善 ． 采 用 高 阶 低 通 滤 波 器 将 高 频段 噪 声 滤 除 ， 采用 １ ２位 Ａ ／ Ｄ转 换 提 高 系统 对 信 号 的 分 辨 率 。本 设 计 硬 件 均 采 用模 块 化 的 设 计 思路 ． 使 得 设
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｕｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ＭＳ Ｐ ４ ３ ０ ８ ｅ １ ３ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ － ｃ ｈ ｉ ｐ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ，ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｎ ｅ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｒ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ｏ ｇ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ａ ｕ ｔ ｈ ｏ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ａ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｈ ｏ ｕ ｓ ｅ ｈ ｏ ｌ ｄ ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ｑ ｕ ａ ｋ ｅ ａ ｌ ａ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｕ ｓ ｅ ｓ ａ ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｉ ｇ ｉ ｎ ａ ｌ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｙ，ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｒ ｅ ｌ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｖ ｅ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｏ ｂ ｖ ｉ ｏ ｕ ｓ ｌ ｙ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ；ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｌ ｏ ｗ ｐ ａ ｓ ｓ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ｍｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ － ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ， ａ ｎ ｄ ａ １ ２ ｂ ｉ ｔ Ａ ／ Ｄ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． Ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｗ ａ ｒ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｒ ｅ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｒ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｈ ａ ｓ ｒ ｅ ｍａ ｒ ｋ ａ ｂ ｌ ｅ ｐ ｏ ｔ ｒ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｓ ｃ ａ ｌ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ＭＳ Ｐ ４ ３ ０；Ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｃ ｈ ｉ ｐ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ；ｈ ｏ ｕ ｓ ｅ ｈ ｏ ｌ ｄ ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ｑ ｕ ａ ｋ ｅ ａ ｌ ａ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ；ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ
示 模 块 构 成 。首 先 对 信 号 放 大 后 使 用 高 阶 低 通 滤 波 器 进 行 滤
波． 再 经频谱 均衡滤 波器对 地层衰减 进行补 偿 ， 还 原 正 确 的 地 震 波 信 号 。单 片机 首 先控 制 Ａ Ｄ 采 样 时 钟 进 行 模 数 转 换 并 对输入数据进行处理 ， 控制 Ｌ Ｅ Ｄ 显 示 及 蜂 呜 器 报 警 。下 面将 逐一对各模块进行介绍 ：
计 具 有 移植 性 和 可 扩展 性
关键词 ： Ｍ Ｓ Ｐ ４ ３ ０ ；单 片 机 ；家 用地 震 报 警 仪 ；均衡 滤 波 中图分类号 ： Ｔ Ｎ ７ １ ０ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ６ ２ ３ ６ （ ２ ０ １ ５ ） １ ６ — ０ １ ３ ４ — ０ ３