帶語音功能的溫濕度測量儀設計

濕度測量部分采用頻率輸出電路，因此軟件編程時，利用單片機的定時/計數(shù)功能得到與濕度值有關的頻率值，再轉換成相應的濕度值。單片機中有兩個定時/計數(shù)器，利用定時器TimerB定時1s，在這段時間內(nèi)，計數(shù)器TimerA采用外部中斷源EXT1(下降沿觸發(fā))作為時鐘源，從0x0000開始計數(shù)，利用定時中斷，定時時間到則進入中斷程序，保存計數(shù)值。執(zhí)行完中斷程序后，停止定時器定時和計數(shù)器計數(shù)，此時保存的計數(shù)值就是接到IOB2端口的輸出頻率，再根據(jù)頻率與相對濕度的關系轉換成相應的濕度值。

3、語音播放程序設計

凌陽SPCE061A單片機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轉換通道，一類是直接采用數(shù)/模轉換的DAC方式，另一類是采用脈寬調(diào)制的PWM驅動方式。兩類實現(xiàn)方式實質都是將數(shù)字信號轉換成模擬信號輸出。本系統(tǒng)采用雙通道數(shù)/模轉換DAC方式，將數(shù)字信號轉換成模擬信號輸出，經(jīng)信號放大后，由揚聲器輸出。軟件方面：SPCE061A自帶有多種音頻壓縮算法，可分別實現(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)用語音文件進行測量結果播報。

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轉換器、TimerA定時器和音量的初始化，從ROM里取出預先壓縮好的語音數(shù)據(jù)，解壓縮后存放在播放隊列中，中斷服務程序定時地從播放隊列中讀取數(shù)據(jù)，從D/A轉換器轉換后送揚聲器發(fā)出聲音。本系統(tǒng)設計溫濕度顯示和播放整數(shù)部分，在程序中分別對溫度和濕度測量結果計算十位和個位，判斷十位是否為零，如果十位是零，則直接播放個位;如果十位不是零，再判斷個位是否為零，如果個位是零，則直接返回，播放十位;如果個位不是零，則播放個位。

4、測試結果及誤差分析

表1是采用本裝置得到的恒溫箱溫度實測值與標準二類水銀溫度計的測量溫度值以及誤差。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，采用便攜式露點濕度檢測儀(精度1% RH)測量的環(huán)境濕度與本系統(tǒng)測試的濕度值對比及誤差。

從表1可以看出，DS18B20的溫度測量比較穩(wěn)定，本設計中溫度分辨率為0.5℃，如果調(diào)整傳感器的分辨率可將測溫精度提高到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)，當濕度超過80%時，由于濕度過大達到飽和狀態(tài)，系統(tǒng)無法測量出濕度。

5、結論

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量儀，可用于室內(nèi)溫濕度測量，溫度測量范圍0～80℃，精度0.5℃;濕度測量范圍0～80%RH，精度5%RH。溫濕度測量結果可通過液晶模塊實時顯示及按鍵控制進行語音播報。采用數(shù)字式溫度傳感器、頻率測量技術及單片機智能技術，本系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性和準確性。

參考文獻

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