【正文】 ............................................................. 3 總體方案選擇與設(shè)計 ......................................................................................... 4 第二章 硬件電路設(shè)計 .................................................................................................. 5 測量電路設(shè)計 ................................................................................................... 5 Rx、 Cx測量電路的設(shè)計 ......................................................................... 5 Lx測量電路的設(shè)計 .................................................................................. 7 電壓、電流測量電路的設(shè)計 .................................................................. 10 單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計 ................................................................................. 11 AT89S52芯片介紹 ................................................................................ 11 AT89S52最小系統(tǒng)電路設(shè)計 ................................................................ 14 語音播報模塊電路的設(shè)計 ............................................................................. 15 LED顯示電路及指示燈電路 ......................................................................... 19 LED數(shù)碼管顯示電路 ............................................................................. 19 系統(tǒng)指示燈電路 ...................................................................................... 20 選擇電路的設(shè)計 ............................................................................................. 20 電源電路設(shè)計 ................................................................................................. 21 系統(tǒng) PCB板設(shè)計 ........................................................................................... 22 第三章 軟件設(shè)計 ...................................................................................................... 23 系統(tǒng)測量 電路軟件計算原理 ......................................................................... 23 Rx電阻測量電路 .................................................................................... 23 Cx電阻測量電路 .................................................................................... 24 Lx電感測量電 路 .................................................................................... 26 iv V/I 測量電路 ............................................................................................ 27 測量電路選擇原理 ......................................................................................... 29 語音錄放軟件原理 ......................................................................................... 30 整個系統(tǒng)軟件描述 ......................................................................................... 31 系統(tǒng)軟件 C編設(shè)計 ........................................................................................ 32 引腳定義頭文件編寫 .............................................................................. 33 軟件程序 C文件編寫 ............................................................................. 34 總 結(jié) .......................................................................................................................... 48 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 49 附錄 1 系統(tǒng)整機(jī)原理圖 ............................................................................................ 50 附錄 2 系統(tǒng) PCB圖 .................................................................................................. 51 附錄 3 系統(tǒng)元件清單 ................................................................................................ 53 第 1 頁 共 55 頁 引 言 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電路應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展， 軟件技術(shù) 的高度發(fā)展及其在電子測量技術(shù)與儀器上的應(yīng)用，新的測試?yán)碚摗⑿碌臏y試方法、新的測試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)， 產(chǎn)品智能化、數(shù)字化、語音化已成為人們追求的一種趨勢，設(shè)備的性能，價格，發(fā)展空間等備受人們的關(guān)注，尤其對電子設(shè)備的精密度和穩(wěn)定度最為關(guān)注。 ii 基于單片機(jī)的語 音播報數(shù)字多用表 摘要： 本系統(tǒng)設(shè)計了一個基于 AT89S52單片機(jī)控制的語音播報數(shù)字多用表。 在許多方面已經(jīng)沖破了傳統(tǒng)儀器的概念，電子測量儀器的功能和作用發(fā)生了質(zhì)的變化。電橋平衡的條件為： )*(2)*(1 21 **** xn jxjn eZZeZZ ???? ?? ? 通過調(diào)節(jié)阻抗使電橋平衡， 根據(jù)平衡條件及一些已知的電路參數(shù)就可以求出被測參數(shù)。而指針式萬用表歐姆擋是把被測電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻及電池串聯(lián)，用電流表測出電流，由于被測電阻與電流 一一對應(yīng)，由此就可讀出被測電阻阻值，這種測量的方法的精度變化大，若要較高的精度，必須較多的量程，電路復(fù)雜。所以選擇 52單片機(jī)作為本設(shè)計的主控芯片是比較可行實(shí)用的。 總體方案選擇與設(shè)計 此系統(tǒng)主要分為四個模塊，分別為頻率轉(zhuǎn)換模塊、控制與計算模塊、語音播報模塊及顯示模塊， 由以上分析 和對每個模塊的方案選擇 ，本設(shè)計最終設(shè)計方案為：測量電路使用典型的 555振蕩器將 R、 C值轉(zhuǎn)換成頻率 ， 使用電容三點(diǎn)式電路將 L 值轉(zhuǎn)換成頻 率 ， 使用 LM331 芯片將 V/I 值轉(zhuǎn)換成頻率 ； 主控電路使用AT89S52 作為主控芯片 ； 語音播報電路使用 ISD1420 作為控制芯片 ； 顯示電路使用 四位一體 LED 數(shù)碼管來顯示。三個電阻組成的分壓網(wǎng)絡(luò)為上比較器A和下比較器 B分別提供 23 Vcc和 13 Vcc的偏置電壓。如圖 ： DI1THR2C_Vo3Reset4Output5Tri6GND7Tri8Output9Reset10C_Vo11THR12DI13VCC14TS556U1 TS556R14KRxC1C2RxVCCC3 R2CxR3CxVCC 圖 TS556設(shè)計的 Rx、 Cx測量電路 圖 ， 左邊部分是電容 C測量電路，右邊是電阻 R測量電路。 因此這里 必須 用到兩個電路，一是整形電路，二是分頻電路。接通電位 VP 與斷開電位 VN 的差值VH=VPVN，叫做施密特觸發(fā)器的回差電壓。 LM331可采用雙電源或單電源供電，可工作在 ～ 40V 之間，輸出可高達(dá) 40V，而且可以防止 Vs 短路。 ATMEL公司的功能強(qiáng)大、價格低廉的 AT89S52 單片機(jī)可用于許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各第 12 頁 共 55 頁 種控制領(lǐng)域。 圖 AT89S52單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 第 14 頁 共 55 頁 AT89S52 最小系統(tǒng)電路設(shè)計 AT89S52 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理非常簡單， 其 最小系統(tǒng)電路如圖 。在錄音的過程中 ，前置放大器對麥克風(fēng)送入的語音信號進(jìn)行放大，并受自動增益電路控制，保證信號不失真。 A3：信息循環(huán)，循環(huán)重放位于存儲空間起始處的那條信息，此模式僅用于放音。 LED 顯示電路及指示燈電路 LED 數(shù)碼管顯示電路 本設(shè)計 中的顯示電路 采用四位一體的共陽極 LED 數(shù)碼管來顯示數(shù)據(jù)，由于單片機(jī)提供的電流不足以驅(qū)動四位一體的 LED數(shù)碼管正常發(fā)光，所以在 LED數(shù)碼管的每個位選處都添加了一個 PNP 型的三極管來驅(qū)動，使得電路有足夠大的電流能驅(qū)動四位一體的 LED數(shù)碼管能正常發(fā)光，顯示電路 圖 如圖 。通過對 AT89S52 編程來實(shí)現(xiàn) CD4066 芯片的選通與否 。本次設(shè)計使用 Protel DXP 2021對硬件電路進(jìn)行設(shè)計，在 Protel DXP 2021中畫好原理圖后， 經(jīng)電氣檢查無誤，便可 以導(dǎo)入元器件封裝，裝載到 PCB板設(shè)計接口，進(jìn)行 PCB的設(shè)計。另外可以通過選用高精度的基準(zhǔn)電阻和增加基準(zhǔn)點(diǎn)的個數(shù)，便可使測量結(jié)果精度得到提高。 第 25 頁 共 55 頁 GND1Tri2Out3Reset4C_Vo5Thr6Dis7VCC8555R2R3C3CxVCCVCCf_Cx 圖 測量 Cx的 555時基 RC振蕩電路 取 R3=R2=4K，則有： kTTRC x ?? 3)2(l n3 1 ，式中 3)2(ln3 1 Rk ? 。 } Lx 電感測量電路 測 量電感的電容三點(diǎn)式電路如圖 。 } V/I 測量電路 電壓 /電流測量電路中，電路圖如圖 。 double R_V2=18Kω， C_V1=， R_V5=100kΩ， (R_V3+R_V )= vx=fx/(*R_V2*R_V5*C_V1)/(R_V3+R_V)。單片機(jī)通過對多端模擬開關(guān) CD4066進(jìn)行控制來選通相應(yīng)的測量電路，在單片機(jī)內(nèi)部通過調(diào)用相應(yīng)的計算函數(shù)模塊來完成相應(yīng)的資料轉(zhuǎn)換，然后送到 LED數(shù)碼管顯示和 ISD1420 語音處理模塊播報。軟件設(shè)計開發(fā)流程圖如