基于单片机的环境噪音检测仪的设计

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1、基于单片机的环境噪音检测仪的设计基于单片机的环境噪音检测仪的设计随着工业化水平发展越来越高，噪音污染日趋严重，已成为三大环境污染之一。我国城市噪音污染已成为干扰人们日常生活的重要问题之一。目前，城市环境噪音主要包含生活噪音、工业噪音、交通噪音、建筑施工噪音等，分别占整个噪音污染的47%、8%-10%、30%、5%左右。据调查，全国对噪音污染的不满度逐年增加，并且一直是各类环境污染投诉的第一位。所以，为了给人们营造一个健康的宜居环境，对噪音的实时测试报警就显得尤为重要。　　二、噪音监测系统的发展现状　　噪音监测技术和设备已逐步进入规范化、标准化、系列化和配套化阶段。虽

2、然其研究和开发已取得较大进展，但仍有部分技术不够成熟，还需进一步研究和解决。　　声级计一般包括传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器、指示表头和电源等组成。为使传声器与衰减器匹配，传声器需将声音转换成电信号，由前置放大器变换阻抗来完成。噪音声级的数值检测方法，首先是放大器将输出信号加到计权网络，对信号进行频率计权（或外接滤波器），然后经衰减器及放大器将信号放大到一定的幅值，送到有效值检波器进行检波，最后在指示表头上给出。根据声级计在标准条件下本文由.L.收集整理测量1000Hz纯音所表现出的精度，六十年代国际上把声级计分为两类，精密声级计和通声级计。我国也采用这种

3、分法。70年代以来有些国家推行四类分法，即分为0型、1型、2型和3型。它们的精度分别为±0.46、±0.76、±1.00和±1.5dB。依据声级计所用电源的不同，声级计还分为交流式声级计和用干电池的电池式声级计两类。为适应测量现场的需要，声级计一般都备有三脚支架，以便视需要将声级计固定在三脚支架上。　　三、噪音监测系统的硬件设计　　遵循系统设计功能的要求，确定控制系统包括硬件和软件系统两部分。环境噪音经由高灵敏度、无指向性驻极体传声器转换成电信号。放大电路由运放LM386构成，认真调整一些外围元件参数，使输出幅

4、频特性符合测量要求的电压信号。通过V/F转换器后，输出频率信号变为TTL电平送给单片机的P3.4引脚，经软件处理之后，噪音声压级显示值由P1口输出，驱动LED数码管显示。传声器是将声波信号转换为电信号的能量转换器件，是噪音测量系统中的一个主要环节。按传声器的指向特性分类，分无指向性、双指向性和单指向性（包括心形和钳形指向性）3大类；按换能方式分类，分电动式、电容式和压电式等；按传声方式分类，分有线传声器和无线传声器两类；按声波接收的原理分类，分声压式和压差式。　　V/F转换电路主要是由LM331组成的电压/频率转换电路。LM331采用了新型温度补偿能隙基准电路，在规

5、定工作温度范围内和4伏电源电压下都有较高精度。LM331可得到只有价格较高的V/F转换器才有的高水平精度。由LM331构成的电压/频率转换电路，输出的频率信号变成TTL电平送给单片机的P3.4引脚，作为T0的计数脉冲。此转换电路线性良好，抗干扰能力强，输出频率范围在10-100kHz以上，比普通8位并行A/D转换器优越，有助于提高系统的测量范围。　　89C52单片机是本次设计的核心部分。LM331直接与单片机定时/计数器连接，这种方式方便易行。　　LED显示器是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显

6、示屏幕。普通的LED显示器为8段，每一段对应一个发光二极管，这种显示器有共阳极和共阴极两种。LED显示器分为静态和动态两种显示方式，此设计中用的是动态显示方式。　　四、软件系统设计　　环境噪音测量系统的软件是采用模块化的设计，由主程序、中断服务程序、查表子程序和显示子程序四部分组成。其流程图如图所示，在图中xi表示读取的计数值，其中i从0开始。　　主程序在完成定时/计数器和中断系统的初始化，并循环调用查表和显示子程序时处于循環工作状态。需要指出的是，查表程序实现了计数值向声压级的转换。　　为了进一步提高系统的抗干扰能力，不仅要在硬件上采取相应的措施，在软件上也需要采

7、用冗余设计法即重复重要的指令，未用空间设置操作指令，以防止程序跳飞而死机。