音頻檢測系統(tǒng)設計論文(文件)
【正文】 ......................................... 16 參考文獻 ............................................................. 17 吉林建筑 大學 城建學院電氣 信息工程系課程設計 1 1 概述 目前國內(nèi)的便攜式噪聲測試儀，多為價格昂貴的進口專用設備，除衛(wèi)生、計量等環(huán)保專業(yè)部門擁有外，無法作為民用品推廣普及。 此次 設計主要是 以 MCS89C51單片機 為核心 的 音 頻檢測 系統(tǒng) 的設計 。電容駐極式話筒以傳感器的原理工作的，話筒在接收噪音后，將聲音信號轉換成電信號輸出，再 通過硬件電路 ：信號的放大、濾波和 A/D轉換電路 和軟件程序的 控制 來完成聲音頻率的檢測功能。本文介紹一種以 89C51 單片機 為核心，采用 A/D 轉換技術構成的低成本、便攜式數(shù)字顯示環(huán)境噪聲 頻率 測量 系統(tǒng)圖 。從音頻檢測的各個聲音參數(shù)中可以提取相關的故障信息，包含工件的缺陷類型、大小、位置和變化趨勢等特性信息，對缺陷的反映具有真實性和實時性，因而適用于成品及半成品工件的在線快速檢測，除噪音外對其它環(huán)境條件要求不高。 通過課程設計能從中學會從工程角度思考問題，熟悉本專業(yè)領域的儀器儀表系統(tǒng)設計，學會過程檢測系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的組合作用，學會對儀表的正確接口、信號調(diào)理、線性化、校準及常用的報警方法。 5） 如果換成可錄放語音電路，或者和其他電路組合可以實現(xiàn)其他用途。 2） 重點學習一種聲音傳感器（建議采用駐極體話筒）的內(nèi)部結構原理，考慮如何用普通 SPEAKER 仿制和用 PROTEUS 仿真。 圖 31 音頻檢測系統(tǒng)設計思想 結構 設計 音頻檢測系統(tǒng)的整體設計如圖 32所示，該電路原理如下： 音頻檢測系統(tǒng)由激勵源，傳感器，測頻電路，數(shù)據(jù)處理電路及 LED 顯示輸出六部分組成。 濾波放大后的音頻信號分成兩路傳送，一路經(jīng)二級穩(wěn)壓放大把濾波后有很大衰減的信號控制在 ，然后送入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理；另一路將音頻載波信號送入測內(nèi)耗電路。 1） 駐極體電容話筒 駐極體話筒簡稱 ECM，通稱 MIC（ Microphone），是一種常用的能將聲音信號轉換成電信號的聲 — 電轉換器件。它實際上是一種經(jīng)永久性極化處理的電介質(zhì)。當駐極體膜片受到聲波作用而振動時，就引起電容兩端的電場發(fā)生變化，從而產(chǎn)生隨聲波變化的交變電壓信號。 圖 34駐極體話筒結構外形和電路符號 圖 34是駐極體話筒的實物結構分解、接線、外形和電路符號。駐極體話筒的靈敏度通常用白、藍（綠）、黃、紅等色點來分擋，白點靈敏度最高，紅點最低。它的電壓靈敏度為 ，頻響范圍為 50~10 000Hz，輸出阻抗為 1kΩ 。若所測阻值為 ∞ ，則說明話筒開路，若測得阻值接近 0，則表明話筒有短路性吉林建筑 大學 城建學院電氣 信息工程系課程設計 6 故障。若吹氣時發(fā)現(xiàn)指針不動，可交換表筆位置再次吹氣試驗，若指針仍然不擺動，則說明話筒已經(jīng)損壞。 圖 35話筒工作原理圖 電磁感應定律是因 磁通量 變化產(chǎn)生感應電動勢的現(xiàn)象，閉合電路的一部份導體在 磁場 里做切割磁感線的運動時，導體中就會產(chǎn)生 電流 ，這種現(xiàn)象叫電磁感應。 放大電路根據(jù)所選用的集成運算放大器的不同可分為儀用放大電路，復合放大電路和高性能運算放大電路。這是一個利用單電源放大器 8FC7構成的二階帶通濾波器。 Q值大，電路穩(wěn)定性差。 ⑤ R R5為運放同相輸入端偏置電阻。對于一般的段式液晶屏，需要專門的驅動電路，而且液晶顯示作為一種被動顯示，可視性差，不適合遠距離觀看；對于具有驅動電路和單片機接口的液晶顯示模塊，一般多采用并行接口，對單片機的接口要求較高，占用資源多；另外， AT89S52單片機本身沒有專門的液晶驅動接口。如果靜態(tài)顯示 ， 頻率測量結果經(jīng)過譯碼 ,通過 89C51 的串行口送出。 74164 將串行數(shù)據(jù)轉換成并行數(shù)據(jù) ,進行鎖存。 P0口加上拉電阻，才能正常輸出“ 0”和“ 1”電平，保證 P1端口所接的 LED 數(shù)碼管能夠正常吉林建筑 大學 城建學院電氣 信息工程系課程設計 10 顯示數(shù)字，和軟件相配合來驅動數(shù)碼管顯示。程序見附錄。 T1計數(shù)部分 : 將定時器／計數(shù)器的方式寄存器 TMOD，用軟件賦初值 51H，即 01010001B。機器周期 =12(1 ／晶振頻率 )，得等式 3616 105010)2( ?? ???? m 。計算機是在每個機器周期的 S5P2狀態(tài)時采樣 T1端口，當前一個機器周期采樣為 1且后一個機器周期采樣為 0時，計數(shù)器加 1計數(shù)。 吉林建筑 大學 城建學院電氣 信息工程系課程設計 13 圖 41軟件設計流程圖 圖 42中斷子程序流程圖 圖 43顯示 子程序流程圖 吉林建筑 大學 城建學院電氣 信息工程系課程設計 14 5 系統(tǒng) 仿真 與 調(diào)試 利用仿真來調(diào)試電路，已經(jīng)是現(xiàn)代電子系統(tǒng)設計開發(fā)產(chǎn)品的必由之路了。 調(diào)試的主要方法 : 1)啟動 Keil C51 2）新建一個工程。新建一個文件，文件菜單 File— New，我們再選擇 :文件菜單 File— Save As?(另存為 )彈出對話框后，文件名框中鍵入 保存。在 Proteus 中需要注意光敏電阻參數(shù)的設置與實際光敏電阻的阻值一致，三極管 8050， 954需要利用相應的三極管代替，語音芯片和喇叭用 SPEAKER 代替。 由示波器輸出的頻率如下圖 52所示： 圖 52輸出頻率 波形圖 吉林建筑 大學 城建學院電氣 信息工程系課程設計 16 6 總結 此次課程設計是 對 本 學期所學的 過程檢測 理論知識進行的實際驗證。 2） 理解了音頻檢測的設計思想，學會了對設計出的音頻檢測系統(tǒng)的性能進行分析，找出其存在的缺點。 設計 注重的是 過程 ，要在 設計過程 中善于發(fā)現(xiàn)問題，積極思考，查閱相關資料或詢問其他人 ，以 更大程度的提高自己的能力。 4） 懂得了測得的模擬信號傳給單片機需要加一個
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