【正文】 [Z]. [15]劉篤仁 ,韓保君 .傳感器原理及應(yīng)用技術(shù) [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,20xx. [16]何立民 .單片機應(yīng)用技術(shù) [M].4 版 .北京 :電子工業(yè)出版社 ,20xx. [17]周立功 .ARM 與嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)教程 [M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,20xx. [18]周立功 ,張華 .深入淺出 ARM7%LPC213X/214X(上 )(下 )[M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,20xx. [19] 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 致 謝 在畢業(yè)設(shè)計期間，導(dǎo)師黃兆祥給予了我極大的關(guān)懷和 幫助，在畢業(yè)設(shè)計初期，每當我查找資料遇到困難，老師總能都幫我找到我需要的資料。 但是因為本身條件的限制，沒能 在具體的硬件上進行實際的操作。對于電容式濕度傳感器來說，更是難上加難，因為測量電容本身也是一個非常復(fù)雜的過程。本系統(tǒng)通過語音命令控制實 現(xiàn) LED 亮滅， 采用 SPCE061A 單片機的語音壓縮技術(shù)， 本系統(tǒng)是一個高度集成的語音識別片上系統(tǒng)。軟件設(shè)計主要是依據(jù)語音處理技術(shù)理論．選擇適合識別系 統(tǒng)的語音處理方法，采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計語言 —— 匯編語言和 C 語言，編寫提取語音 特征參數(shù)并進行識別的程序。語音處理技 術(shù)是系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)和關(guān)鍵所在。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 圖 FIQ 中斷服務(wù)程序流程圖 圖 IRQ2 中斷服務(wù)程序流程圖 程序見附錄 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 結(jié)束語 本文提 出基于 SPCE061A 單片機語音識別系統(tǒng)的設(shè)計方案，并完成了其硬件和軟件 的設(shè)計。 IRQ2 中斷服務(wù)程序如圖 。先計算這個數(shù)據(jù)的百、十、個位，再分別進行播放，播放的流程如下： 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 圖 語音播放任意三位數(shù)流程圖 程序見附錄 中斷服務(wù)程序流程圖 FIQ 的中斷服務(wù)程序如圖 。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 濕度測量程序流程圖 程序見附錄 語音播放任意整數(shù)數(shù)據(jù)程序 語音播放任意三位整數(shù)程序流程如圖 。事實上利用 Feedback 功能直接能測到傳感器工作的頻率，根據(jù)這個頻率來才能計算傳感器的電容值。 圖 按鍵掃描程序流程圖 程序見附錄 濕度測量程序流程圖 濕度測量程序流程如圖 ，為了減少誤差，確保測量的正確性，測量四次，去掉一個最高值和一個最低值，如果中間兩個數(shù)相差不大于 10，則中間兩個數(shù)的平均值就是測量的最終數(shù)據(jù)，程序中這個數(shù)據(jù)為 TimerA 的計數(shù)值。按鍵掃描程序流程如圖 所示。 注意：在每次測量前都會關(guān)斷快速中斷 FIQ，這是因為在測量過程中用到了定時 /計數(shù)器 TimerA，而在語音播放時打開了 FIQ 中斷，所以在測量前需先關(guān)閉，以免在測量過程中 CPU 一直相應(yīng) FIQ 中斷，造成不必要的麻煩。 圖 61 板按鍵電路 三、 系統(tǒng)軟件設(shè)計 本方案的軟件系統(tǒng)包括下面模塊： 按鍵掃描：掃描按鍵，判斷是否有鍵按下，在 文件中實現(xiàn)； 濕度測量：端口初始化，測量濕度并返回濕度值，在 文件中實現(xiàn)； 語音播放任意數(shù)字：播放任意的整數(shù)，本系統(tǒng)中用來播放濕度值，在 文件中實現(xiàn)； 中斷服務(wù)：語音播放中斷服務(wù)程序和 IRQ2 中斷讀計數(shù)值程序，在 文件中定義。 如圖 ：根據(jù)圖 中的參數(shù)，為了使?jié)穸葌鞲衅?HS1101 的工作頻率盡量接近10KHz，選擇一個 620KΩ 的電阻和 HS1101 形成 Feedback1； 390pF 的電容作為基準，和另外一個 620KΩ 電阻形成 Feedback2。 圖 電源模塊 61 板上的主要功能模塊如下： ●SPCE061A 單片機最小系統(tǒng)外圍電路模塊； ● 電源輸入模塊； ● 音頻電路（包含 MIC 輸入、 DAC 音頻功放輸出）模塊； ●I/O 端口接口模塊； ● 調(diào)試、下載接口模塊； 電容式濕度傳感器 HS1101 電路模塊 由于濕度傳感器 HS1101 是電容式的，所以要想辦法測量得到它的電容，利用單片機沒有辦法直接讀到，但是利用 SPCE061A 的 Feedback 功能可以測得 HS1101 所在 RC電路的工作頻率，這樣就可以計算得到它的電容。 61板包括 SPCE061A芯片及其外圍的基本模塊，外圍模塊包括：晶振輸入模塊（ OSC）、鎖相環(huán)外圍電路（ PLL）、復(fù)位電路（ RESET）、指示燈（ LED）等，如下圖所示。 表 1 器件參數(shù)選擇表 當 RH = 55%、 TA = + 25℃時 ,典型輸出方波頻率與相對濕度的數(shù)據(jù)對照見表 2。為了與 HS1101 溫度系數(shù)相匹配 ,R1 數(shù)值應(yīng)取為 1%精度 ,且最大溫漂不超過 100 106(表示 10 6當溫度變化 1℃ ,所對應(yīng)的電阻相對變化量 )。 例如 ,取入 R2 =567kΩ ,R4 =。充電、放電時間計算公式分別為 : t1 =C(R2+R4)ln2。經(jīng)過 t2 時間后 ,Uc 降到低觸發(fā)電平 (Ul =) ,內(nèi)部比較器再次翻轉(zhuǎn) ,使 OUT 端的輸出變成高電平。通電后 ,電源沿著 U cc→ R4→ R2→ C 對 HS1101 充電 ,經(jīng)過 t1 時間后濕敏電容的壓降 Uc 就被充電到 TLC555 的高觸發(fā)電平 (Uh = ) ,使內(nèi)部比較器翻轉(zhuǎn) , OUT 端的輸出變成低電平。輸出的頻率信號可送至數(shù)字頻率計或控制系統(tǒng) ,經(jīng)整理后送顯示。輸出頻率范圍是 7351～ 6033Hz,所對應(yīng)的相對濕度為 0～ 100%。電源電壓工作范圍是 +～ +12V。該傳感器采用電容構(gòu)成材料 ,不允許直流方式供電 ,所以我們使用 555 定時器電路組成單穩(wěn)態(tài)電路。 圖 測量電路圖 測量方法 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 HS1101 濕敏傳感器是采用側(cè)面開放式封裝 ,只有 2 個引腳 ,有線性電壓輸出和線性頻率輸出 2種電路。在自動測試系統(tǒng)中 ,電容值隨著空氣濕度的變化而變化 ,因此將電容值的變化轉(zhuǎn)換成電壓或頻率的變化 ,才能進行有 效地數(shù)據(jù)采集。測量溫度 Tα=25 ℃ ，測量時 HS1101 工作頻率為 10KHz。如果沒有特別標注，默認下圖的測量溫度 Tα=25 ℃ ，測量時 HS1101 工作頻率為 10KHz。 本系統(tǒng)中我們使用電容式濕度傳感器 HS1101，這顆傳感器比較常見，適用于一些對精度要求不高的場合。有些產(chǎn)品采用單片機補償修正，使?jié)穸瘸霈F(xiàn) 階躍 性的跳躍，使精度降低，出現(xiàn)一致性差、線性差的缺點。但是達到上述性能的產(chǎn)品多為國外名牌，價格都較昂貴。所以電子式濕度傳感器測濕方法更適合于在潔凈及常溫的場合使用。 電子式濕度傳感器的精度水平要結(jié)合其長期穩(wěn) 定性去判斷，一般說來，電子式濕度傳感器的長期穩(wěn)定性和使用壽命都不是很好。2% 左右，甚至更高。濕度傳感器生產(chǎn)廠在產(chǎn)品出廠前都要采用標準濕度發(fā)生器 來 逐支標定，電子式濕度傳感器的準確度可以達到 2％一 3％ RH?？傃灾礆怏w中 (通常為空氣中 )所含水蒸氣量 (水蒸氣壓 )與其相同情況下飽和水蒸氣量 (飽和水蒸氣壓 )的百分比。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 下圖為 61 板的實物圖： 圖 61 板實物圖 濕度傳感器 HS1101 濕度測量簡介 濕度定義 在計量法中規(guī)定，濕度定義為 物象狀態(tài)的量 。 SPCE061A精簡開發(fā)板 SPCE061A 精簡開發(fā)板（簡稱 61 板），是以凌陽 16 位單片機 SPCE061A 為核心的精簡開發(fā)－仿真－實驗板 ，是凌陽專為大學(xué)生、電子愛好者等進行電子實習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、電子制作及電子競賽所設(shè)計的，也可作為單片機項目初期研發(fā)使用。 SPCE061A 片內(nèi)還集成了一個 ICE（在線仿真電路）接口，使得對該芯片的編程、仿真都變得非常方便，而 ICE 接口不占用芯片上的硬件資源，結(jié)合凌陽科技提供的集成開發(fā)環(huán)境（ unSP IDE） 我們 可以利用它對芯片進行真實的仿真；而程序的下載（燒寫）也是通過該接口進行下載。另外凌陽十六位單片機具有易學(xué)易用的效率較高的一套指令系統(tǒng)和集成開發(fā)環(huán)境。同時如果濕度值太高或者太低，系統(tǒng)會播放提示。由于電容不能直接和 SPCE061A 的 I/O 口連接進行測量，所以需要一個電路模塊，與 SPCE061A 的 Feedback 接口 IOB IOB4， IOB IOB5 連接，實現(xiàn)從電容到頻率的轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 。 二、系統(tǒng)硬件設(shè)計 對于濕度測量儀，除了具有一個控制器控制測量外，還需要測量器。 5RH%?？偸谴蜗到y(tǒng)可以擴展的空間很大，用途很廣。 所以，綜合很多方面，在此設(shè)計了一種基于 SPCE061A 具有語音功能的 濕度測控系統(tǒng)，用于對濕度 進行檢測，語音報警，讓檢測系統(tǒng)更 加 安全和方便。而且這些方面有時候要求特別嚴格，不容有誤。人工管理已經(jīng)不能滿足農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)要求了，阻礙了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。環(huán)境的控制和檢測 作為農(nóng)業(yè)生物速成、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的手段，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標志。因此，嵌入式系統(tǒng)成為了 — 種無處不在的數(shù)字系統(tǒng)，并且成為了后 PC 時代的驕子。 關(guān)鍵詞 ： 單片微型計算機 ；語音播報； 濕度傳感器； HS1101； SPCE061A 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) IV Based on the SPCE061A design of humidity measurement and control system with speech function Abstract In this article tospce061asinglechip microputer to control core, is for general electronic hygrometers, study the measured humidity value can only detect and problems of digital display, not the actual voice broadcast, using16bit singlechip microputer control, the use of capacitive humidity sensor, designed a measurement with humidity humidity detection, digital displays, and voice alarm system. Currently there have been many on the market based onspce061aof related products. By paring the basic method in this article, expounded thespce061asinglechip is a high price/performance of the product, it es with voice modules, powerful, very wide. Key words: singlechip microputer stool； voice broadcasts； HS1101；SPCE061A 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) V 前 言 目前， 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展萬興未艾：其種類從小到一個芯片，大到一臺獨立的應(yīng)用設(shè)備，數(shù)量繁多，讓人目不暇接；其應(yīng)用領(lǐng)域從以工農(nóng)業(yè)控制為主，滲透到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面：在電冰箱、洗衣機、空調(diào)、電視機、手機、數(shù)碼相機，甚至電飯鍋和手表里，都有嵌入式系統(tǒng)的身影。目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)了很多基于 SPCE061A 的相關(guān)產(chǎn)品。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了 謝意。 畢業(yè)設(shè)計 [論文 ] 題目： 基于 SPCE061A具有語音功能的 濕度測控系統(tǒng)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公