【正文】 //定義 ，用于檢測單刀開 /。 //定義 LED數(shù)碼管百位位選信號 sbit LED_S4=P1^6。 //定義 LED數(shù)碼管個位位選信號 sbit LED_S2=P1^4。 //定義 sbit S_Lx=P1^2。 //定義 V/I測量時指示燈，用于檢測單刀開關 //是否閉合 sbit S_Rx=P1^0。 //定義 ISD1420的 A5引腳 sbit ISD_A6=P0^6。 //定義 ISD1420的 A3引腳 sbit ISD_A4=P0^4。 //定義 ISD1420的 A1引腳 sbit ISD_A2=P0^2。 ： /*********************************************************************函數(shù)名稱： *創(chuàng)建日期： *創(chuàng) 建：陳美鳳 *文件說明：單片機引腳端口使用定義 ********************************************************************/ include sbit ISD_A0=P0^0。下面分別介紹說明： 開始 系統(tǒng)初始化 測電容？ 測電阻？ 測電感？ 測電壓？ 選擇電阻測量電路，調用電阻測量模塊程序測電阻 選擇電容測量電路，調用電容測量模塊程序測電容 選擇電壓 測量電路，調用電壓測量模塊程序測電壓 /流 顯示所測參數(shù)的值，并語音播報 N N N N 測電流 轉換成電壓 選擇電感測量電路，調用電感測量模塊程序測電感 Y Y Y Y 刷新顯示 第 33 頁 共 55 頁 引腳定義頭文件編寫 在進行軟件編寫時，需要對單片機埠進行重定義，所以編寫引腳定義頭檔。軟件設計開發(fā)流程圖如 圖 。 開 始 判斷測量參數(shù)類型 選擇判斷測量參數(shù)電路，關閉其它測量電路 flag賦值，測 Rx flag置 1，測 Cx flag置 2，測 Lx flag置 3，測 V/Ix置 4 調用相應參數(shù)頻率轉換函數(shù) 返 回測量參數(shù)值 第 31 頁 共 55 頁 圖 錄音子程序流程圖 圖 放音子程序流程圖 整個系統(tǒng)軟件描述 經(jīng)過上面的敘述，結合整個設計的要求，現(xiàn)對整個系統(tǒng)的軟件設計作一個總的描述。 這里的 放音程序里也設置了一個 flag標志判斷語句， 用它來判斷被測參數(shù)類型， 然后調用相應參數(shù)的播報程序，在播報程序里的 被測參數(shù)大小分兩個有效范圍 ——0~999， 1000~9999 進行播報， 超出這個范圍讓它播溢出 ，完了再返因 。 第 30 頁 共 55 頁 圖 選擇測量電路函數(shù)流 程圖 語音錄放 軟件 原理 單片機通過對 ISD1420的 RECLED 、 REC 兩個引腳的控制來控制 ISD1420錄音，同時通過 ISD1420的 PLAYL 、 PLAYE 兩個引腳的控制來控制 ISD1420放音 。單片機通過對多端模擬開關 CD4066進行控制來選通相應的測量電路，在單片機內部通過調用相應的計算函數(shù)模塊來完成相應的資料轉換，然后送到 LED數(shù)碼管顯示和 ISD1420 語音處理模塊播報。 return ix。 R_IV=100000。 } 第 29 頁 共 55 頁 在軟件中，我們采用公式 Ix=Vx/R_IV進行編程計算 Ix，其軟件 C編為： /*********************************************************************函數(shù)名稱 ： Ix() *輸入?yún)?shù) ： *輸出參數(shù) ： *文件說明 ： Cx測量函數(shù)。 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)。 * 由公式 * Fout= Vx*(R_V3+R_V)/(*R_V2*R_V5*C_V1)決定， * fx=Fout*256 * R_V2=18kΩ， C_V1=， * R_V5=100kΩ， (R_V3+R_V )= kΩ ********************************************************************/ double Vx() { double vx,fx。 由 Fout= Vx*(R_V3+R_V)/(*R_V2*R_V5*C_V1)可知，電阻 R_V R_V、R_V R_V5和 電容 C_V1直接影響轉換。改變式中R_V R_V的值，可調節(jié)電路的轉換增益，即 V和 F之間的線性比例關系。 } V/I 測量電路 電壓 /電流測量電路中，電路圖如圖 。 lx=1/(4*pi*pi*fx*fx*C)。 fx=count/t。 在軟件中，我們采 用公式 (5)進行編程計算 Lx， 其軟件 C編為： 第 27 頁 共 55 頁 /*********************************************************************函數(shù)名稱： Lx() *輸入?yún)?shù) ： *輸出參數(shù) ： *文件說明 ： Lx 測量函數(shù)。 } Lx 電感測量電路 測 量電感的電容三點式電路如圖 。 cx=1/[3(log(2))*R3*fx]。由公式 TRCx 3)2(ln3 1?決定， ********************************************************************/ double Cx() { double cx,R3, fx。另外，也可以通過增加標準電容的測量個數(shù)和增加基準點個數(shù)來提供測量的精度。 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 ? 。 rx=1/(2*log(2)*C2*fx)+R1/2。 C2=。由 公式2)2(l n2 12 RCTR x ??決定， R1 =4K,C2= ********************************************************************/ double Rx() { double rx,R1， C2。另外可以通過選用高精度的基準電阻和增加基準點的個數(shù)，便可使測量結果精度得到提高。 GND1Tri2Out3Reset4C_Vo5Thr6Dis7VCC8555RxR14KC1 C2f_RxVCCVCC 圖 測量 Rx的 555時基 RC振蕩電路 它的振蕩周期為： 2122121 )2)(2( l n)2( l n))(2( l n CRRCRCRRttT xxx ??????? 即 bkTRCTR x ???? 2)2(l n2 12 (1) 式中2)2(ln21 Ck ? , 21Rb? 。 第 23 頁 共 55 頁 第 三 章 軟件設計 在本章將介紹本設計的軟件設計的一系列的問題， 主要有各參數(shù)的測量電路、計算過程及 C編計算設計，軟件設計的總流程及部分模塊軟件設計流程。在完成元器件布局、布線后，經(jīng)過 DRC檢查，添加淚滴焊盤后，便可以出圖，進行硬件電路板的制作了。本次設計使用 Protel DXP 2021對硬件電路進行設計，在 Protel DXP 2021中畫好原理圖后， 經(jīng)電氣檢查無誤，便可 以導入元器件封裝，裝載到 PCB板設計接口，進行 PCB的設計。 這里 POWER處從外界引入交直流電， 單刀開關合上 ，通過后面的濾波整流電路，則可給系統(tǒng)提供 。 第 21 頁 共 55 頁 圖 CD4066引腳圖 CD4066多端模擬開關電路圖如圖 ， P P1 P1 P36分別控制電阻、電容、 電流 /電壓 、 電感頻 率轉換電路選通與否， 當 P10置高位 ?1?時， 1腳與 2腳連通了，即 Rx被選通了，這樣被測電阻 轉換后的頻率就可送入單片機計算了，相反，當 P10 置低位 ?0?時， Rx 就被禁止選通了，同樣的原理， P1P1 P36置高位 ?1?時， 4腳與 3腳連通了， 8腳與 9腳連通了， 11 腳與 10腳也連通了，這樣 Cx、 Lx 、 f_V/I 就被選通了，則相應的頻率就可送入單片機計算了 。在使用時，CD4066芯片和單片機連接在一起， 當 CD4066接收到單片機相應的選通信號 ?1?時， CD4066 選通對應的電路， 相反當 CD4066 接收到單片機相應的選通信號 ，CD4066禁止選通。通過對 AT89S52 編程來實現(xiàn) CD4066 芯片的選通與否 。 R_VCC470LED_VCCVCCLED_RxLED_CxLED_LxR_Rx470R_Cx470R_Lx470VCCS_LxS_RxS_CxLED_V/IxR_V/Ix470S_V/IxLED_V/IxLED_LxLED_CxLED_Rx 圖 系統(tǒng)指示燈電路 選擇電路的設計 在測量過程中，需要對所測量的參數(shù)進行測量電路的選擇。如系統(tǒng)電路指示燈 LED_VCC，當電源接通時， LED_VCC就處于常亮狀態(tài)。因為出于實驗階段，并非生產產品，所以本設計中只用了一個四位的數(shù)碼管，當要求顯示的數(shù)據(jù)大或是精度高時，此顯示電路就不能滿足要求，需要另外添加 LED數(shù)碼顯示管。 LED 顯示電路及指示燈電路 LED 數(shù)碼管顯示電路 本設計 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)，由于單片機提供的電流不足以驅動四位一體的 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 型的三極管來驅動，使得電路有足夠大的電流能驅動四位一體的 LED數(shù)碼管能正常發(fā)光，顯示電路 圖 如圖 。放音時，可按地址尋址找到要第 19 頁 共 55 頁 放音的內容通過 ISD1420芯片的 SP+、 SP兩引腳 接的 speaker 放出來即可 。 第 18 頁 共 55 頁 A01A12A23A34A45A56NC7NC8A69A710NC11VssP12VssA13SP+14SP15VccA16MIC17MIC REF18AGC19ANA IN20ANA OUT21NC22PLAYL23PLAYE24RECLED25XCLK26REC27VccD28ISD1420U5A ISD1420C15100uFspeakerR2010KR2110KVCCP00P01P02P03P04P05P06P33P32P37MICC_M1 C_M2 R_M1R_M2R_M3CM_3CM_4 圖 ISD1420設計的語音播報模塊電路 電路說明：如圖所示， MIC 為錄音電路，聲音通過 MIC 輸入，再由 的 C_M1 和 C_M2 進行一次濾波，可以濾除部分雜音； speaker 為放音電路， 要播放的語音從這里播出來， 這里采用的 speaker 是自帶了放大電路的 speaker，在這里不需要大音量的放音，因此不需要加放大電路 ； CM_ R_M1 為自動增益控制電路， AGC 經(jīng)并聯(lián)的電阻 R_M1 和電容 CM_4 接地，由這兩只元件建立ISD1420內部前置放大器的自動增益控制電 路的兩個時間常量，即響應時間和釋放時間，響應時間由 ISD1420 內部的電阻和外部電容 CM_4 組成的網(wǎng)絡確定，釋放時間由兩個并聯(lián)的外部元件即 CM_ R_M1 的阻容值確定，通常CM_4=， R_M1=470kΩ； ANA OUT、 ANA IN分別為模擬輸出端，模擬輸入端，在它們之間加上 CM_ R_M3，使得語音電信號得以進一步放大，這種結構使得系統(tǒng)設計更加靈活（ 尤其是非語音信號的輸入 ） ，同時提供了一個用于截止低頻信號的端子接口電路， CM_3 為