环境噪声检测仪设计-2

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电气工程学院教研室：电气学号学生姓名专业班级课程设计

（论文）

题目

环境噪声检测仪设计

课程设计（论文）任务

环境噪声检测仪的主要功能实时检测城市环境噪声，并利用3位大型数码管实时显示环境噪声大小，数码管每段正常工作电参数12V/50mA。控制器由AC220V供电，噪声测量范围30~130dB(A)，分辨率0.1dB。

设计任务：

1. CPU最小系统设计（包括CPU选择，晶振电路，复位电路）

2. 噪声传感器选择、放大电路及接口电路设计

3. 显示电路设计

4. 程序流程图设计及程序清单编写

技术参数：

1．噪声测量范围：30-130dB

2．工作电源220V

设计要求：

1、分析系统功能，尽可能降低成本，选择合适的单片机、AD转换器、输出电路等；

2、应用专业绘图软件绘制硬件电路图和软件流程图；

3、按规定格式，撰写、打印设计说明书一份，其中程序开发要有详细的软件设计说明，详细阐述系统的工作过程，字数应在4000字以上。

进度计划第1天查阅收集资料

第2天总体设计方案的确定

第3-4天 CPU最小系统设计

第5天噪声传感器选择、放大电路及接口电路设计第6天显示电路设计

第7天程序流程图设计

第8天软件编写与调试

第9天设计说明书完成

第10天答辩

指导教师评

语及成绩平时：论文质量：答辩：

总成绩：指导教师签字：

年月日

摘要

环境噪声检测仪的主要功能是实时检测城市环境噪声，并利用3位大型数码管实时显示环境噪声大小。

由于环境噪声在人们的生活中已经产生不小的影响，所以，在现时我们应该以减小噪声对人们的不良影响为主要任务。

本文主要介绍了噪声检测系统的测量原理和系统组成，包括：外界的噪声信号经过转换、放大、A/D转换后，数据的采集和显示系统的设计。外界噪声信号经过噪声传感器转换成音频信号，音频信号经过放大和A/D转换后输入到单片机，由单片机进行处理，并转换成相应的噪声分贝值，然后显示在LED上，从而实现噪声的实时监测。

该系统实现过程简单，并且精确度高，可在实际生活中进行噪声的实时检测。

关键词：A/D转换器；噪声传感器；单片机；LED；运算放大器

目录

第1章绪论 (1)

1.1 环境噪声检测仪概况 (1)

1.2 本文研究内容 (1)

第2章 CPU最小系统设计 (2)

2.1 环境检测仪总体设计方案 (2)

2.2 CPU的选择 (2)

2.3 数据存储器扩展 (3)

2.4 复位电路设计 (4)

2.5 时钟电路设计 (5)

2.6 CPU最小系统图 (6)

第3章仪输入输出接口电路设计 (7)

3.1 噪声传感器的选择 (7)

3.2 噪声检测仪检测接口电路设计 (7)

3.2.1 A/D转换器选择 (7)

3.2.2 模拟量检测接口电路图 (8)

3.3 噪声检测仪输出接口电路设计 (9)

第4章噪声传感器软件设计 (10)

4.1 软件实现功能综述 (10)

4.2 流程图设计 (10)

4.2.1 主程序流程图设计 (10)

4.2.2 模拟量检测流程图设计 (12)

4.2.3 环境噪声检测仪流程图设计 (12)

4.3 程序清单 (14)

第5章系统设计与分析 (20)

5.1 系统原理图 (20)

5.2 系统原理综述 (20)

5.3 软件调试结果 (21)

第6章课程设计总结 (22)

参考文献 (23)

第1章绪论

1.1环境噪声检测仪概况

声和振动是紧密相连的，每种声音都有专属的振动方式，声波的振动方式就是发声体产生的振动能引起周围空气的流动。声波是一种机械波，特性如下：绕射、反射、折射、干涉等。

有些声音是无害的，但有些声音则是有害的，即噪声。它会使人们烦躁，如果音量过大或音调过高，有可能危害到人们的身体健康。噪音的污染属于感觉公害，它与人们的主观意愿有关。噪声的来源有很多，例如：大街上的汽车鸣笛声，安静的教室里嘈杂的说话声，深夜邻居的电视机发出的大音量，建筑工地的声音和工业噪音等。

环境噪声检测仪目前已经在社会上广泛使用了，它能提高人类的生活质量，也可以加强环保。

1.2本文研究内容

该课程设计研究的是环境噪声检测仪，以89C51单片机为基础，实现环境噪声的检测。我们详细的研究了声压计的测量原理、传声器测量的基本原理，并对噪声测量传感器进行合理的选择。我们还探讨了单片机的原理，深层理解了单片机系统设计和软件编程。进行整体方案设计，系统硬件电路设计，电路的设计有复位电路设计、时钟电路设计等。随后，进行搭接电路，编写程序，调试。最后总结本文的全部研究工作，进行记录。

第2章 CPU 最小系统设计

2.1 环境检测仪总体设计方案

外界噪声信号经过噪声传感器转换成音频信号，音频信号经过放大和A/D 转换后输入到单片机，由单片机进行处理，并转换成相应的噪声分贝值，然后显示在LED 上。环境噪声检测仪系统结构框图如图2.1所示。

图2.1环境噪声检测仪系统结构框图

2.2 CPU 的选择

单片机有面向控制的8位CPU 的特性。它是单片机的核心部分，作用是读入和分析每条指令，根据每条指令的功能要求，控制各个部件执行相应的操作。CPU 包括了微处理器（运算部件）和控制部件，运算器主要用来实现数据的传送、数据的算术运算和逻辑运算，以及位变量处理等。控制器是用来统一指挥和控制计算机进行工作的部件。

本文的设计方案中采用了89C51单片机40脚DIP 的封装，其中两条主电源引脚，两条外接晶振体引脚，四条控制或与其他电源复用的引脚，三十二条I/O 引脚。其引脚图如图2.2。

噪声

传声器

A/D 转换电路

LED 显示

交直流转换

单片机