帶語音功能的溫濕度測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)

濕度測(cè)量部分采用頻率輸出電路，因此軟件編程時(shí)，利用單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)功能得到與濕度值有關(guān)的頻率值，再轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的濕度值。單片機(jī)中有兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，利用定時(shí)器TimerB定時(shí)1s，在這段時(shí)間內(nèi)，計(jì)數(shù)器TimerA采用外部中斷源EXT1(下降沿觸發(fā))作為時(shí)鐘源，從0x0000開始計(jì)數(shù)，利用定時(shí)中斷，定時(shí)時(shí)間到則進(jìn)入中斷程序，保存計(jì)數(shù)值。執(zhí)行完中斷程序后，停止定時(shí)器定時(shí)和計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，此時(shí)保存的計(jì)數(shù)值就是接到IOB2端口的輸出頻率，再根據(jù)頻率與相對(duì)濕度的關(guān)系轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的濕度值。

3、語音播放程序設(shè)計(jì)

凌陽SPCE061A單片機(jī)支持語音播放所要求的硬件和軟件的全部功能。硬件方面：SPCE061A有兩類D/A轉(zhuǎn)換通道，一類是直接采用數(shù)/模轉(zhuǎn)換的DAC方式，另一類是采用脈寬調(diào)制的PWM驅(qū)動(dòng)方式。兩類實(shí)現(xiàn)方式實(shí)質(zhì)都是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出。本系統(tǒng)采用雙通道數(shù)/模轉(zhuǎn)換DAC方式，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出，經(jīng)信號(hào)放大后，由揚(yáng)聲器輸出。軟件方面：SPCE061A自帶有多種音頻壓縮算法，可分別實(shí)現(xiàn)高保真音樂、普通話等語音效果[6]，本系統(tǒng)采用SACM_S480音頻壓縮算法將錄制的語音文件壓縮成凌陽音頻格式，語音播放程序調(diào)用語音文件進(jìn)行測(cè)量結(jié)果播報(bào)。

語音播放程序框圖如圖6所示。語音播放程序主要完成D/A轉(zhuǎn)換器、TimerA定時(shí)器和音量的初始化，從ROM里取出預(yù)先壓縮好的語音數(shù)據(jù)，解壓縮后存放在播放隊(duì)列中，中斷服務(wù)程序定時(shí)地從播放隊(duì)列中讀取數(shù)據(jù)，從D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后送揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫濕度顯示和播放整數(shù)部分，在程序中分別對(duì)溫度和濕度測(cè)量結(jié)果計(jì)算十位和個(gè)位，判斷十位是否為零，如果十位是零，則直接播放個(gè)位;如果十位不是零，再判斷個(gè)位是否為零，如果個(gè)位是零，則直接返回，播放十位;如果個(gè)位不是零，則播放個(gè)位。

4、測(cè)試結(jié)果及誤差分析

表1是采用本裝置得到的恒溫箱溫度實(shí)測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)二類水銀溫度計(jì)的測(cè)量溫度值以及誤差。表2是在25℃下室內(nèi)環(huán)境中，通過空氣加濕器調(diào)節(jié)濕度，采用便攜式露點(diǎn)濕度檢測(cè)儀(精度1% RH)測(cè)量的環(huán)境濕度與本系統(tǒng)測(cè)試的濕度值對(duì)比及誤差。

從表1可以看出，DS18B20的溫度測(cè)量比較穩(wěn)定，本設(shè)計(jì)中溫度分辨率為0.5℃，如果調(diào)整傳感器的分辨率可將測(cè)溫精度提高到0.1℃。表2的數(shù)據(jù)可以看出，HS1101由于容易受到環(huán)境因素的干擾，誤差控制在5%范圍之內(nèi)，當(dāng)濕度超過80%時(shí)，由于濕度過大達(dá)到飽和狀態(tài)，系統(tǒng)無法測(cè)量出濕度。

5、結(jié)論

本文開發(fā)的集數(shù)據(jù)采集、處理、顯示及語音提示一體的便攜式測(cè)量?jī)x，可用于室內(nèi)溫濕度測(cè)量，溫度測(cè)量范圍0～80℃，精度0.5℃;濕度測(cè)量范圍0～80%RH，精度5%RH。溫濕度測(cè)量結(jié)果可通過液晶模塊實(shí)時(shí)顯示及按鍵控制進(jìn)行語音播報(bào)。采用數(shù)字式溫度傳感器、頻率測(cè)量技術(shù)及單片機(jī)智能技術(shù)，本系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

[1]羅亞非.凌陽16位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005.

[2]沙占友.中外集成傳感器實(shí)用手冊(cè)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.

[4]王選民,黃利君.應(yīng)用SPCE061A單片機(jī)實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)頻[J].微計(jì)算機(jī)信息,2006(32):103-105

[5]段世政,聶惠娟.基于SPCE061A的語音識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].新鄉(xiāng)師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2006(05):44-45

[6]張瀟瀟.溫度濕度控制器[J].電子測(cè)量技術(shù),2006(08): 64-65

[7]冀捐灶,史軍勇,張吉廣.一種用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的實(shí)用型溫濕度控制儀[J].儀表技術(shù)與傳感器,2004(10):10-12

[8]車愛靜,文環(huán)明,張艷.基于凌陽SPCE061A單片機(jī)的語音控制系統(tǒng)[J].電腦開發(fā)與應(yīng)用,2006(10):49-51

[9]黃耀，Y亞東，謝光忠.高精度多功能溫濕度氧濃度測(cè)量?jī)x.國外電子測(cè)量技術(shù)，2006，25(6)：28-30.