基于单片机环境噪音测量仪

1、.PAGE ：.；毕业设计论文课题称号：基于单片机的环境噪音测试仪 专 业 电气系工程系 班 级 车辆电子 学生姓名 陈斌 指点教师 张敏三 完成日期 年月 届毕业设计义务书一 、 课题称号：基于单片机环境噪音丈量仪系统的设计二 、 指点教师：张敏三三 、设计内容与要求、课题概述本课题采用单片机设计一个环境噪音丈量仪，实现丈量噪音根本功能。经过这个详细控制系统的设计，掌握微机控制系统设计的普通方法和处置问题的思绪，特别是一些常用的技术手段，在实际教学环节中，积累设计阅历，开辟思想空间，全面提高个人的综合才干。、设计内容与要求设计内容：绘制噪音丈量仪系统框图，确定设计方案。了解电路所需芯片的功能

2、、参数和任务原理。采用protel完成噪音丈量仪的原理图绘制。采用C言语完成软件设计。采用软件完成编译、仿真、下载.完成噪音丈量仪的硬件设计方案.调试并实现噪音丈量仪控制系统的功能.设计功能要求：外界噪声信号经过传声器转换成音频信号,经过放大和V /F变换输入到单片机进展处置,实现对噪音的时实监测。四、设计参考书、五、设计阐明书要求封面内容摘要目录绪论正文设计方案比较与选择、设计方案原理、计算、分析、设计结果的阐明及特点文献致谢附录参考文献、图纸、资料清单六、毕业设计进程安排第周：资料预备与借阅，了解设计思绪。第-周：设计要求阐明及课题内容辅导，完成图纸初稿。第-周：进展毕业设计，完成阐明书初

3、稿。第-周：第一次检查，了解设计完成情况。第周：第二次检查学生设计完成情况，并做好毕业争辩预备。第周：毕业争辩与综合成果评定。七、毕业设计争辩及论文要求、毕业设计争辩要求争辩前三天，每个学生应按时将毕业设计阐明书或者毕业论文、专题报告等必要数据交指点教师审阅，由指点教师写出审阅意见。学生争辩时对自述部分写出的书面提纲，内容包括课题的义务、目的和意义，所采用的原始数据或者参考文献、实验方法、测试方法、鉴别学生独立任务的才干、创新才干。、毕业设计论文要求文字要求：阐明要求打印，不能手写。文字照射，言语照射，排版合理，无错别字，不允许抄袭。、图纸要求：按工程制图规范制图，图面整洁，规划合理，线条粗细

4、均匀，圆弧衔接光滑，尺寸标注规范，文字注释必需运用工程字书写。、曲线图纸要求：一切曲线、图表、线路图、程序框图等不准手画，必需按国家规范或者工程要求绘制。湖南铁道职业技术学院学生毕业设计论文PAGE II摘 要 外界噪声信号经过传声器转换成音频信号,经过放大和V /F变换输入到单片机进展处置,并转换成相应的dB值经过LED显示,从而实现噪声的实时监测。其实现简单,准确度高,可用于实践进展噪声的实时监测。关键词:传声器;运算放大器;转换器;单片机; LEDAbstractMon itor ing the no ise under control the m icroprocessorThis p

5、aper introduces the ways to convent the realtime monitoring of the noise intofrequency by usingmicrophone, operational amp lifier and V /F converter, which will asmicrop rocessorsinput signal. Then microp rocessorwill change it in to a dB value, which will be disp layed on LED.that way is simp le, h

6、igh p recision, so it is always used in monitoring the urban noise.Keywords: microphone; operational amp lifier; V /F converter; microp rocessor; LED目 录 TOC o - h z u HYPERLINK l _Toc 摘 要 PAGEREF _Toc h IAbstract HYPERLINK l _Toc PAGEREF _Toc h II HYPERLINK l _Toc 第章 引 言 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _

7、Toc . 噪音丈量仪的选题背景 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 噪音 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 噪声的分类 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 噪声的危害 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 噪声对听力的损伤 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 噪声对安康的影响 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 噪声对正常生活和任务的干扰 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc

8、. 特强噪声能损害仪器设备和建筑物。 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 噪声的评价 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 响度级和响度 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 声级 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第章 功能概述和总体方案设计 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 功能概述 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 噪声丈量原理 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 系统

9、设计方案 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 传声器 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 运算放大器 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 转换器 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 单片机 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 驱动模块 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . LED显示 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第章 总电路设计分析 PAGEREF _Toc h HYPE

10、RLINK l _Toc . 系统硬件总电路构成 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 基于单片机环境噪音丈量根本构成及原理 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . S单片机简介： PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 单片机最小系统 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 芯片简介 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . LM PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . LM PAGEREF _Toc h HYPERLINK

11、l _Toc 第章 软件电路设计分析 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 频率与声压级检测算法 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 程序流程图 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 设计程序如下： PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第章 安装与调试 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 调试设备 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 调试步骤 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 调

12、试过程中出现的问题 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 参考文献 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 结 论 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 设计心得 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 致 谢 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 附录一 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 附录二 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 附录二 PAGEREF _Toc h PAGE 33第章 引 言. 噪音丈量仪的

13、选题背景当今世界科技飞速开展,人类享用着科技兴隆带来的现代生活的同时,同样也接受着科带来副产品各种各样的污染。其中,环境噪声污染就是现代人所不能逃避的现实,尤以生活在城市中的人们为甚。为此,本文以单片机为控制中心引见一种环境噪声丈量方法。. 噪音噪声是一种声音，声音是由物体的机械振动而产生的。振动的物体称为声源，它可以是固体、气体或液体。声音可以经过介质空气、固体或液体进展传播，构成声波当声波到达人耳，人们就听到声音，声波在传播过程中能够会产生反射、绕射、折射和干涉。声音有强弱之分，并用声压p来表示其大小，单位是Pa (帕)， Pa=N/m牛顿/米，一个大气压等于. Pa.。声压可以用峰值、平

14、均值和有效值表示。声压的有效值是瞬时声压平方在一段时间平均数的平方根，又称均方根值RMS，它直接与声波的能量有关，所以用得最多，以下除非另外阐明，所论声压均指有效值。由于声压变化的范围很大，例如人耳刚能听到的最小声压为- Pa，而喷气式飞机附近的声压可达数百帕，两者相差数百万倍；同时思索人耳对声音强弱反响的对数特性，用对数方法将声压分为百十个级，称为声压级。声压级的定义是：声压与参考声压之比的常用对数乘以，单位是dB分贝，即：Lp = lg P/ Po 式中：p为声压Pa.，p=-Pa是参考声压，它是人耳刚刚可以听到声音的声压。声波振动的快慢用频率f来表示，单位是Hz赫，它表示物体在秒内振动的

15、次数。频率的倒数为振动周期T，单位是s秒。人类只能听到HzHz的声音，低于Hz的声音为次声，高于Hz的声音为超声。声波的幅值随时间的变化图称为声波的波形。假设波形是正弦波，那么称为纯音，纯音的声波可以用下述函数描画：p=Psint+式中：P-幅值；-角频率，=f，f-频率；-初始相位。如Hz声音就是指频率为Hz的纯音。假设波形是不规那么的，或随机的，那么称为噪声。假设噪声的幅值对时间的分布满足正态高斯分布曲线，那么称为“无规噪声。. 噪声的分类按照声源的不同，噪声可以分为机械噪声、空气动力性噪声和电磁性噪声。机械噪声主要是由于固体振动而产生的，在机械运转中，由于机械撞击、磨擦、交变的机械应力以

16、及运转中因动力不平均等缘由，使机械的金属板、齿轮、轴承等发生振动，从而辐射机械噪声，如机床、织布机、球磨机等产生的噪声。当气体与气体、气体与其它物体固体或液体之间做高速相对运动时，由于粘滞作用引起了气体扰动，就产生空气动力性噪声，如各类风机进排气噪声、喷气式飞机的轰声、内燃机排气、储气罐排气所产生的噪声爆炸引起周围空气急速膨胀亦是一种空气动力性噪声。电磁性噪声是由于磁场脉动、磁致伸缩引起电磁部件振动而发生的噪声，如变压器产生的噪声。按照噪声的时间变化特性，可分为四种情况：噪声的强度随时间变化不显著，称为稳定噪声见图-a，如电机织布机的噪声。噪声的强度随时间有规律地起伏，周期性地时大时小的出现，

17、称为周期性变化噪声见图.b，如蒸汽机车的噪声。噪声随时间起伏变化无一定的规律，称为无规噪声图-c，图-如街道交通噪声。假设噪声忽然迸发又很快消逝，继续时间不超越s，并且两个延续迸发声之间间隔大于s，那么称为脉冲声图-d，如冲床噪声、枪炮噪声等。城市环境噪声在噪声研讨中占有很重要的位置，它主要来源于交通噪声、工业噪声、建筑施工噪声和社会生活噪声。由于城市中机动车辆的日益增多和超声速飞机的大量运用，运输工具如汽车、迁延机、火车、飞机等产生的噪声成了城市环境噪声的主要污染源之一。工业噪不仅直接对消费工人带来危害，而且影响附近居民。工业噪声中，纺织厂的噪声dB，机械工业在dB，大型球磨机、大型鼓风机在

18、dB以上。工业噪声是呵斥噪声性的主要缘由。建筑施工噪声是由于建筑工地运用各种打桩机、搅拌机、切割机等施工机械引起的噪声。社会活动和家庭生活噪声也是普遍存在的，例如为了宣传活动而过量地运用高音喇叭，就会产生令人烦恼的噪声。在社会生活中，不当地运用收音机、录音机、电视机，在很多情况下也会成为一种对邻居干扰的噪声源。电风扇、电冰箱、洗衣机等家用电器，如设计制造不合理，或运用不当亦会成为噪声源。. 噪声的危害. 噪声对听力的损伤短时间处于高噪声环境中，双耳难受、头痛、不温馨，过一段时间顺应了，但这以后，双耳嗡鸣，普通令听力损失dB。休憩几小时后，听力会逐渐恢复，这叫暂时性听力损伤听阈偏移、听觉疲劳，听

19、觉器官未遭到器质性损害。假设长期在高噪声环境下任务，日积月累，内耳器官会发生器质性病变，听觉疲劳不能恢复，成为永久性听阈偏移，这就是噪声性耳聋。如何确定为耳聋？ISO规定在、Hz三个倍频程内听阈提高的平均值在dB以上时，即以为听力遭到损伤，又叫轻度噪声性耳聋。噪声性耳聋与噪声强度、频率以及作用时间的长短有关。强度越大，频率越高，作用时间越长，噪声性耳聋发病率就越高。工人在dBA环境下任务年，发病率为%。dB为%。dB那么达%以上。如到达dB，即使短时间也会呵斥永久性听力损伤。当到达dB时，听觉器官会发生急性创伤，致使鼓膜破裂出血，双耳忽然失听，这是一次性使人耳聋的恶性噪声性耳聋。噪声性耳聋分两

20、种情况：一是机械传导性耳聋，由外耳道阻塞、耳鼓或听觉系统损坏或功能降低引起。二是神经觉得性耳聋，由耳蜗中听觉神经功能衰退引起，也可由传导神经和大脑听觉中枢功能的降低引起。噪声性耳聋两个特征：一是有一个继续积累的过程，一开场觉得不明显，容易被忽视；二是不能治愈。. 噪声对安康的影响作用于人的中枢神经系统，引起头痛、脑胀、耳鸣、失眠、全身无力、为神经官能症。引起消化不良，食欲不振、恶心呕吐、导致肠胃病和溃疡病。引起心跳加快，心律不齐，血压升高，动脉硬化，冠心病。视觉器官：眼睛、视力减退、眼花、使劳动消费率下降。内分泌功能影响，胎儿正常发育的影响，及胎儿听觉器官影响。机场噪声无论大小对儿童安康都有不

21、良影响，引起儿童的血压升高和紧张荷尔蒙凝聚度显著上升。. 噪声对正常生活和任务的干扰影响睡眠。dBA延续噪声使%的人睡眠遭到影响，dBA影响%。突发噪声dBA，可使%的人惊醒，dB可使%的人惊醒。我国大城市的交通噪声dB、火车噪声dB、飞机噪声dB、工厂噪声dB、建筑施工噪声dB，均会影响居民的睡眠。影响交谈和通讯。通常说话声不大于dB，大声可达dB，当噪声级与说话声级相接近时，正常交谈会遭到干扰。噪声级比说话声级高dB以上时，说话声平安被掩蔽。普通dB噪声就会干扰普通说话。假设噪声级超越dB，大喊大叫也听不清。影响任务。分散人的留意力，使人容易疲劳，反响愚钝，影响任务效率，增高任务过失率。上

22、课时受噪声干扰，使教师提高嗓门，添加劳累，学生分散留意力，影响教学效果。. 特强噪声能损害仪器设备和建筑物。噪声引起仪器设备振动，高噪声超越dB时，会使电子仪器发生缺点；超越dB时，元器件能够损坏。在特强噪声作用下，会使资料或构造产生疲劳而断裂声疲劳景象。. 噪声的评价. 响度级和响度声压和声强都是客观物理量，声压越高，声音越强；声压越低，声音越弱，但是它们不能完全反映人耳对声音的觉得特性。人耳对声音的觉得，不仅和声压有关，也和频率有关。普通对高频声音觉得灵敏，对低频声音觉得愚钝，声压级一样而频率不同的声音听起来能够不一样响。为了既思索到声音的物理量效应，又思索到声音对人耳听觉的生理效应，把声

23、音的强度和频率用一个量一致同来，人们仿照声压级引出了一个响度级的概念。运用等响实验方法，可以得到一族不同频率、不同声压级的等响度曲线。实验时用Hz的某一强度例如dB的声音为基准，用人耳试听的方法与其它频率例如Hz声音进展比较，调理此声音的声压级，使它与Hz声音听起来响度一样，记下此频率的声压级例如dB。再用其它频率实验并记下它们与Hz声音响度相等的声压级，将这些数据画在坐标上，就得到一条与Hz、dB声压级等响的曲线。这条曲线用Hz时的声压级数值来表示它们的响度级值，单位为方，这里就是方。同样以Hz其它声压级的声音为基准，进展不同频率的响度比较，可以得出其它的等响度曲线。经过大量实验得到的并由国

24、际规范化组织ISO引荐为规范的等响度曲线：图- 频率与声压级的关系图从图中可以看出：当响度级比较低时，低频段等响度曲线弯曲较大，也就是不同频率的响度级方值与声压级dB值相关很大，例好像样方响度级，对Hz声音来说声压级是dB，对Hz声音是dB，对Hz声音是dB，对Hz声音是dB。当响度级高于方时，等响度曲线变得比较平坦，也就是声音的响度级主要决议于声压级，与频率关系不大。人耳对高频声音，特别是Hz的声音最敏感，而对低频声音那么频率越低越不敏感。响度级虽然定量地确定了响度觉得与频率和声压级的关系，但是却未能确定这个声音比那个声音响多少。频率HZHZHZKHZKKK声压级 dB dB dB dB d

25、B dB dB图-. 声级声压级只反响声音强度对人响度觉得的影响，不能反映声音频率对响度觉得的影响。响度级和响度处理了这个问题，但是用它们来反映人们对声音的客观觉得过于复杂，于是又提出了计权声压级的概念。计权声压级就是用一定频率计权网络丈量得到的声压级，计权声压级简称声级。在声学丈量仪器中，通常根据等响度曲线，设置一定的频率计权电网络，使接纳的声音按不同程度进展频率滤波，以模拟人耳的响度觉得特性。当然他们不能够做无穷多个电网络来模拟无穷多根等响度曲线，普通设置A，B和C三种计权网络，其中A计权网络是模拟人耳对方纯音的响度，当信号经过时，其低、中频段Hz以下有较大的衰减。B计权网络是模拟人耳对方

26、纯音的响度，它对信号的低频段有一定衰减。而C计权网络是模拟人耳对方纯音的响度，在整个频率范围内有近乎平直的呼应。利器具有一定频率计权网络和时间计权的声学丈量仪器对声音进展声压级丈量，所得到的读数称计权声压，简称声级，单位为dB。第章 功能概述和总体方案设计. 功能概述可以正常丈量环境噪声大小。. 噪声丈量原理噪声丈量构造如下图。其中,外部声音信号传播到传声器,并经过运算放大器将输入的微弱音频信号转换为一信号电平(电压信号) ,此电压信号那么由V /F转换器转换成对应的具有一定频率的脉冲信号,以便单片机接纳。单片机根据输入的脉冲信号进展处置,并经量纲转换出所对应的DB值,最后在单片机控制下由LE

27、D实时显示出来。图-噪声丈量构造框图. 系统设计方案. 传声器用于接纳外部声音信号,并输出一微弱的音频信号。实践就相当于一个麦克风。. 运算放大器方案一、采用三极管进展放大，利用三极管多级放大原理Au=AuAuAun 根据三极管的多级放大特性，在计算各级电路的电压放大倍数时，必需思索后级的输入电阻对前级电路电压放大倍数的影响。方案二、采用通用集成块LM进展放大LM为美国 国家半导体公司消费的单电源集成运算放大器，它的内部包含四组方式完全一样的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。在运用电路，可以双电源任务，也可单电源任务，其输出电压可以和各种逻辑电平匹配，内部曾经进展了频率补偿，且具有电

28、源电压宽，静态功耗小，价钱低廉等优点。图- LM运算放大原理图方案三、采用通用集成块LM进展放大，根据集成运放同向输入比例运算原理 。其中Rf为反响电阻，R为反向接地端，改动R与Rf的阻即可以改动放大倍数。也可以采用多级放大，多级放大倍数算法Au=AuAuAun 图-LM运算放大原理图经过长时间的电路调试他们确定了放大部分采用方案三，由于方案一采用的是三极管放大达不到KHZ的频率信号放大，而采用方案二虽然可以到达所需的频率放大，但是所采用的放大是用双电源供电，而单电源供电无法到达他们所需的要求，而双电源供电所需的本钱又高了，并且用双电源供电还必需思索到电源的纹波系数，假设纹波系数较大会把输出的

29、信号给掩盖无法到达所需求求。而采用方案三不但可以到达KHZ的频率信号放大，而且电源供电时采用V单电源供电，他们只需有一个V蓄电池就可以处理了，而且采用LM不但廉价而且所需的电路也比较简单。 . 转换器方案一、采用ADC是CMOS型位逐次逼近型A/D转换器。内部构造如图，它由一个路模拟开关、一个地址锁存译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通个模拟通道，允许路模拟量分时输入，共用A/D转换器进展转换。三态输出锁存器用于锁存A/D转换完的数字量，三态输出锁存器当OE端为高电平常，才可以从三态输出锁存器存取走转换完的数据。适用于分辨率较高而且转换速度适中的场所。图- ADC的

30、引脚图方案二、采用单电源LMV/F转换，在整个丈量电路中,电压信号与脉冲信号即V /F的转换对整个系统的性能起着重要作用,因此本系统采用了高性能的电压频率转换集成电路LM作为系统的中心,由LM构成的V /F转换电路,将电压信号( V)转换成对应的频率信号( KHz) ,该频率信号以TTL电平送入S单片机的P. 引脚,作为T的计数脉冲。图- LM单电源V/F变换图方案三、采用双电源供电LMV/F转换，LM是美国NS公司消费的性价比较高的精细电压频率转换器,它采用新的温度补偿能隙基准电路,在整个任务温度范围内和. V 电源电压下都有极高的精度。LM的动态范围宽,可达dB;线性度好,最大非线性失真小

31、于. % ,任务频率低到. Hz时,仍有较好的线性;变换精度高,数字分辨率可达位;抗干扰才干强,外接电路简单,只需几个阻容元件就可构成V /F变换电路,并且容易保证转换精度。在该电路中,基于LM的压频转换关系为:fout = (RSVIN ) /(. RL CtRt )电路中的RS 主要用于调理电路的转换增益。Ct ,Rt , RL 的典型值分别为. K, . uF和K, RS 值由设计者本人决议,其可调电阻用于对基准电流进展调理,以校正输出频率。由于RS、Rt、RL 和电容Ct 会直接影响fout的转换结果。因此,对这些元件的参数有一定的要求,设计时应根据转换精度适中选择。电容CL对转换结果

32、虽有应选择漏电流小的电容器。用电阻Ri 和Ci 组成低通滤波器,可减少输入电压中的干扰脉冲,提高转换精度。图- LM双电源V/F变换图最终他们确定了方案二为他们的转换电路，方案一中采用的是ADC它的转换速度没有LM的转换速度快，而且转换电路中用到了双D触发器进展LS分频，从而进展电压丈量。而方案三采用的是正负V双电源进展供电，前面他们说到规范电源的纹波系数比较大，会影响他们的信号，而且他们采用的放大器是单电源V供电，假设他们采用的是方案三，那么他们又会多出个电源，所以他们才用的是方案二，不但处理了转换速度、转换效率、电源问题、能否影响信号。. 单片机本丈量系统选用流行的S单片机。T设为计数形状

33、,用于对前向通道V /F输入的脉冲信号进展计数;T设为定时形状,用于定时读取T计数值(定时时间为秒,即单位时间) 。相应的程序编制较为简单,主要义务是实现单片机对输入的脉冲信号进展采集,并进展频率与DB 的量纲转换,以及控制LED显示相应的DB值。. 驱动模块数码管驱动常用的驱动电路由三极管PNP和芯片驱动LS两种，本文采用的是型三级管驱动。图-驱动模块图. LED显示根据普通城市内噪声等级、丈量方法和规范,显示只需四位即可满足要求显示格式: DB。该电路采用动显示方式,段选运用S内部带上拉电阻的准双向口P的个管脚,用三极管做驱动器;位选使器具有能,带内部上拉电阻的准双向口P的PP,用一片做路

34、反相缓冲驱动器,由于是集电极开路,故需并接只上拉电阻。LED选用四位红光共阳极数码管。图- LED显示模块图第章 总电路设计分析. 系统硬件总电路构成实现本设计要求的详细功能，可以选用ATC单片机及外围器件构成最小控制系统， 本系统以单片机为中心，组成一个自动控制为一身的闭环控制系统。系统硬件电路由单片机最小系统，显示模块。基于单片机环境噪音丈量根本构成及原理单片机放大噪音V/F转换显示模块图-环境噪声根本构成图. S单片机简介：S单片机包含中央处置器CPUCentral Processing Unit、数据存储器RAMRandom Access Memory、程序存储器ROMRead Onl

35、y Memory、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。中央处置器CPUCentral Processing Unit：中央处置器(CPU)是整个单片机的中心部件，是位数据宽度的处置器，能处置位二进制数据或代码，CPU担任控制、指挥和调度整个单元系统协调的任务，完成运算和控制输入输出功能等操作。数据存储器RAMRandom Access Memory：S内部有个位用户数据存储单元和个公用存放器单元，它们是一致编址的，公用存放器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能运用的RAM只需个，可存放读写的数据，

36、运算的中间结果或用户定义的字型表。 程序存储器ROMRead Only Memory：S共有个位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。定时/计数器：S有两个位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。并行输入输出(I/O)口：S共有组位I/O口(P、 P、P或P)，用于对外部数据的传输。中断系统：S具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有级的优先级别选择。图- ATS单片机引脚图. 单片机最小系统图- 单片机最小系统图复位电路：单片机s的复位电路由电阻，电容和复位开关FW组成，其复位端为第脚。当按下复位开

37、关FW后，第脚的电压由原来的低电平变为高电平，使单片机实现复位操作。也就是当该端子上坚持两个机器周期的高程度时，可对s单片机实现复位操作。图- 上电复位电路时钟电路：时钟电路是由电容C、C和MHz的晶振组成，接在单片机的第和脚(即XTAL和XTAL端)。因其采用的是振荡频率MHz的晶振，所以其软件的一个机器周期为us。. 芯片简介 . LMLM是美国NS公司消费的性能价钱比较高的集成芯片。LM可用作精细的频率电压F/V转换器、A/D转换器、线性频率调制解调、长时间积分器以及其他相关的器件。LM为双列直插式脚芯片。LM的内部电路组成如下图。由输入比较器、定时比较器、RS触发器、输出驱动管、复零晶

38、体管、能隙基准电路、精细电流源电路、电流开关、输出维护管等部分组成。输出驱动管采用集电极开路方式，因此可以经过选择逻辑电流和外接电阻，灵敏改动输出脉冲的逻辑电平，以适配TTL、DTL和CMOS等不同的逻辑电路。LM可采用双电源或单电源供电，可任务在.V之间，输出可高达V，而且可以防止Vcc短路。图- LM逻辑框图LM内部有输入比较电路、定时比较电路、R-S触发电路、复零晶体管、输出驱动管、能隙基准电路、精细电流源电路、电流开关输出维护点路等部分。输出管采用集电极开路方式，因此可以经过选择逻辑电流和外接电阻，灵敏改动输出脉冲的逻辑电平，从而顺应TTL、DTL和CMOS等不同的逻辑电路。此外，LM

39、可采用单/双电源供电，电压范围为V，输出也高达V。IPIN为电流源输出端，在fPIN输出逻辑低电平常，电流源输出对电容充电。引脚PIN为增益调整，改动的值可调理电路转换增益的大小。fPIN为频率输出端，为逻辑低电平，脉冲宽度由t和t决议。引脚PIN为电源地。引脚PIN为定时比较器正相输入端。引脚PIN为输入比较器反相输入端。引脚PIN为输入比较器正相输入端。引脚PIN为电源正端。由LM组成的电压频率变换电路，LM内部由输入比较器、定时比较器、RS触发器、输出驱动、复零晶体管、能隙基准电路和电流开关等部分组成。输出驱动管采用集电极开路方式，因此可以经过选择逻辑电流和外接电阻，灵敏改动输出脉冲的逻

40、辑电平，以适配TTL、DTL和CMOS等不同的逻辑电路。 当输入端Vi输入一正电压时，输入比较器输出高电平，使RS触发器置位，输出高电平，输出驱动管导通，输出端f为逻辑低电平，同时电源Vcc也经过电阻R对电容C充电。当电容C两端充电电压大于Vcc的/时，定时比较器输出一高电平，使RS触发器复位，输出低电平，输出驱动管截止，输出端f为逻辑高电平，同时，复零晶体管导通，电容C经过复零晶体管迅速放电；电子开关使电容C对电阻R放电。当电容C放电电压等于输入电压Vi时，输入比较器再次输出高电平，使RS触发器置位，如此反复循环，构成自激振荡。输出脉冲频率f与输入电压Vi成正比，从而实现了电压频率变换。其输

41、入电压和输出频率的关系为：fo=(VinR)/(.RRC) 由式知电阻R、R、R、和C直接影响转换结果f，因此对元件的精度要有一定的要求，可根据转换精度适中选择。电阻R和电容C组成低通滤波器，可减少输入电压中的干扰脉冲，有利于提高转换精度。图- 由LM组成的电压频率变换电路图. LMLM芯片引脚如下： HYPERLINK dz/d/file/jicu/ic/-/fbccabecffd.gif t _blank 图- LM引脚图LM内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，单电源(V)；双电源(.一V)。 适宜于电源电压范围很宽的单电源运用，也适用于双电源任务方式，在引荐的工 作

42、条件下，电源电流与电源电压无关。它的运用范围包括传感放大器、直流增益 模组,音频放大器、工业控制、DC增益部件和其他一切可用单电源供电的运用运算放大器的场所。 第章 软件电路设计分析. 频率与声压级检测算法由于在电路中曾经检出频率信号，只需经CPU换算即可得到频率的大小，计算公式如下： f=n/t 电路中的基准电压v=uV相当与dB(曾经校准)，在此根底上，进展换算与校准即可得到相应的dB数，计算公式如下： Lp=lg(v/v) . 程序流程图开场定时、计数初始化开场丈量ffStart=?ff=(tmpo/count)(ans= - f * ans=- f / ans=- * f / ans

43、= + f /ans = - f / ans = + f / 显示终了图-中断开场定时器重新赋初值TH&(TL)count+Start=中断停顿count+中断前往图-. 设计程序如下：#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define ulong unsigned longcode tab=xc,xf,xa,xb,x,x,x,xf,/段码x,x,xff;void display(ulong cp);code wei=xfe,xfd,xfb,xf,xef,xdf,xbf,xf;/位码ulong tmp,ff;u

44、int count;bit start;ulong count_f(ulong f);/*函数名：Init()参数：无前往值：无功能：初始化定时/计数器为计数方式，定时/计数器为定时器 方式。定时时间为ms，开启定时器中断，并启动定时 器，开启总中断。*/void Init(void)TMOD=x;/T 计数 T定时EA=;/ 开总中断TH=;/TL=;TR=;/开计数器TTH=xc;/msTL=x;ET=;/ T中断允许TR=;/开定时器T/*函数名：delay(unsigned char t)参数：短延时时间长度前往值：无功能：实现数码管显示时的短延时。*/void delay(uchar

45、 t)/短延时for(;t;t-);void main()ulong db=;Init();while()db = count_f(ff);display(db);if(start)start=;P=xff;tmp=TH;tmp=;tmp+=TL;ff=tmp*/count;count=;TH=;TL=;TH=xc;/msTL=x;TR=;TR=;/*函数名：display(unsigned long cp)参数：unsigned long cp前往值：无功能：将参数cp显示在数码管上，并显示单位db。*/void display(ulong cp)static uchar num=;P=xf

46、f;switch(num)case : P = x;break;case : P = xa;break;case : P = xff; break;case :P=tabcp%;break;case :P=(tabcp/%&xf);break;case :P=tabcp/;break;P=weinum;num+;num%=;delay();/短延时void Time() interrupt if(TH) & (TL=)&(f)&(f)&(f)&(f)&(f)&(f=)ans = + f / ;return ans;第章 安装与调试正确的调试系统才干使各模块电路正常任务，实现高精度，高稳定的显示

47、。. 调试设备示波器台用于检测实践频率数字万用表个电脑台电烙铁及焊接工具套噪音计台用于噪声对比 单片机开发板块电源个v v图-. 调试步骤. 用直观法检查电路焊接能否正确，元器件极性能否正确。插上芯片，接上电源，用电压法检查各芯片、各引脚电压能否正常。. 用数字万用表丈量各引脚之间能否衔接正常，把其打到二极管档位，用两支表笔分别接触需求丈量的引脚，假设万用表发出声音，那么两引脚衔接正常；假设万用表不响，那么表示两点之间没有连上。. 运用Keil uVision编写程序，经过acr_fighter将程序下载到单片机开发板上的ATS芯片内。. 衔接好各硬件电路，察看各端口能否认义正确，数码管能否显

48、示正常。把程序下载到单片机内，察看能否正确运转任务，以及丈量的结果和实践能否相符合. 调试过程中出现的问题、在调试LM双电源供电运算放大的过程中，无论怎样去调反响电路，都无法实现波形输出，后来无意中把电源输出线接到示波器中出现规律的波形，后来在网站上了解到他们的咪头输出电压不到MV，而电源纹波输出超越MV，导致LM无法输出所需的波形。、在调试LM的过程中输出无法到达所需的脉冲波，在调试时我在输入参与一个稳定的直流电压，实际来说我的输出时一个稳定的脉冲波形，但实践上输出的是一个正弦波，这样的话我就不能在后续电路中无法实现计数，所以我在后面参与一个比较器。参考文献、邓木生 周红兵主编.模拟电子电路

49、分析与运用技术.高等教育.、邓木生 张文初主编.数字电子电路分析与运用技术.高等教育.、王静霞主编，杨宏丽 刘俐副主编.单片机运用技术C言语版.电子工业、李移伦等.单片机原理及运用.中南大学，、戴仙金等 .单片机及其C言语程序开发实例.北京：清华大学，、万福军等. 单片微机原理系统设计与运用. 合肥：中国科学技术大学，、刘光玉等. 模拟电路根底. 成都： 电子科技大学，、陆坤等. 电子设计技术. 成都： 电子科技大学，、方勤等. 模拟电子技术根底. 高等教育，、参考网站资料： HYPERLINK ic ic结 论系统统采用MSC-系列单片机为中心器件来设计噪音丈量仪系统，实现了能实时监控丈量噪

50、音的功能，系统设计简便、适用性强、操作简单。系统缺乏之处就是存在一些数据差别，能够是噪声的采样电路的线性有些不良，引起数据出现一些差别等。经过这次毕业设计，使我得到了一次用专业知识、专业技艺分析和处理问题全面系统的锻炼。使我在单片机的根本原理、单片机运用系统开发过程，以及在常用编程设计思绪技巧特别是汇编言语的掌握方面都能向前迈了一大步，为日后成为合格的运用型人才打下良好的根底。由于运用的是单片机作为中心的控制元件，使得电路的可靠性比较高，功能也比较强大，而且可以随时的更新系统，进展不同形状的组合。但是在他们设计和调试的过程中，也发现了一些问题，这需求在实际中进一步完善。且功能的全面性还不够强，经