一款语音数字电压表的设计方案-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

一、概述

　　在众多测量仪表中，数字电压表应该是比较先进的一类表，工作人员在测量电路电压时，其测量值能通过液晶显示器直观地读出而不需工作人员再认真仔细地察看测量档次，换算及估计测量值，但在观察使用过程中，仍可发现工作人员在测量过程中因要注意测量点而无法顾及显示器的现象。而本文介绍的语音电压表则能较好地解决上述问题，它在工作人员测量电压时，能用标准的汉语读出测量值，这样就大大方便了工作人员操作过程。

　　二、设计方案

　　语音电压表的组成框图见图1.

　　图1语音电压表的组成框图

　　它是以AT89C51 单片机为核心，由ICL7126 31/2 位数字电压表、语音电路、功放电路、电源等组成。

　　设计中，先将语音电压表需用的"0、1、2?? 十、百、点、伏、负、超量程"等十几个音节的特征语音信号通过语音电路录音，生成十几段数据语音块，以此作为读出电压值的音源。输入的模拟信号经过数字表中A/D 转换进入单片机，由单片机进行分析判断，找出语音块中对应的音源，送到功放电路进行放大输出，读出电压值，从而实现智能测量。

　　三、硬件设计

　　(一) 单片机

　　单片机采用AT8951 型，它是一种带4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8 位微处理器，它与工业标准的MCS- 51 指令和输出管脚相兼容，由于将多功能CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，因而AT89C51 是一种高效微控制器，为很多嵌入控制系统所采用。

　　(二) A/D 转换电路

　　A/D 转换电路由两部分组成。

　　1.量程转换电路是用7126 组装构成的四量程数字电压表实用电路。四个量程分别是：200mV、2V、20V、200V.电压量程的选择是通过双刀五掷转换开关S1 来控制的，当S1 打到哪一量程端时，如200V 端，则该数字电压表的测量范围就确定了为0- 200V.

　　2.A/D 电路用ICL7126 芯片作为A/D 电路的核心元件。被测电压输入后，经ICL7126 内部电路进行数模转换、译码驱动后，送至液晶显示器显示被测电压的电压值。

　　(三) 语音电路

　　语音电路采用ISD1420 芯片，其最大特点是：采用了直接模拟量存贮技术DAST,完成语音的录入，存贮以及分段调出，而无需像其他语音电路那样，要经过A/D、D/A 转换，数字压缩和语音合成等复杂的数字量信息处理及变换环节，因而可以较好地保留模拟量中的有效成分减少失真，提高录放音质量。它使用方便，无需专用语音开发系统，由麦克风录入存贮; 可随意改写删除; 有多种信息取址方式供用户选择; 分段灵活，抗干扰能力强。当89S51 判断出某个数字时，只要把该数字对应的地址码送到单片机的P1 口，产生一个中断，于是该数字的语音便放了出来。

　　四、软件设计

　　(一) 主程序

　　初始化工作主要是对累加器A 和P1 口清零，然后等待报数启动键SB 按下。采样程序是将显示驱动信号变换为段选数据锁存起来，并读入片内RAM.由于被测值的变化，在采样瞬间可能因显示数字的跳变"空显"而造成报数出错，在程序中防止空显出错的方法是，只有个位、十位和百位全有显示(非00H)或全无显示(均为00H)才确认正常，否则返回重新采样。根据使用要求，每报完一遍被测值应间隔2S,以便于改换下一个被测点并使读数稳定。在2S 延时内，有重报请求就再调用一次放音子程序，否则转向重新采样。[page]

(二) 语言编辑子程序

　　这一程序是对段选数据和小数点进行判断后，散转到各个编辑处理程序，再按照"智能化"报数的要求，将所要发出的语音地址码送P1 口，通过ISD1420 发音。

　　汉语报数的"智能化"是指对所显示的数值能够自动插入或删去数位语音，以适合人们的读数习惯。例如：对显示值220, 应报为"二、百、二、十".对显示值"10.05"应报为"十、点、零、五".所以在每个编辑程序中，是通过对各位数据的逐次判"0"来确定是否要插入或删去其数位语言，并编好发音顺序。部分程序如下：

　　功能：发音子程序

　　TALK:MOVR7, ARL A

　　MOVDPTR, #FYTIME

　　MOVC A, @A+DPTR

　　MOVR6, AINC R6

　　MOVA, R7RL ANC AMOVC, @A+DPTR

　　MOVR5, AINC R5

　　MOVA, R7MOVDPTR, #FYADRR

　　MOVC A, @A+DPTR

　　MOVR7, ALCALL PLAY

　　MOVR7, #30

　　WAIT: LCALL DELAY1ms

　　DJNZ R7,WAIT RET

　　(三) 放音子程序PLAY

　　在进入该程序后再调用延时程序DELAY1 , 当所有语音放完后，通过判断发出停止信号，返回主程序。部分程序如下：

　　入口; R7( 开始地址) , R6( H) R5( L) 为放音时间

　　PLAY;MOVP1, R7 CLR PLL

　　PLAY1: LCALL DELAY1ms

　　JNB RECLED,PLAY2

　　DJNZ R5, PLAY1

　　DJNZ R6, PLAY1

　　PLAY2:SETB PLLRET

　　(四) 延时程序

　　延时程序是利用循环来编写的，延时1ms.

　　入口： R4 功能：延时1ms

　　DELAY1ms:MOVR4, #0FAH

　　NOPNOP

　　DJNZ R4,DELAY1ms

　　五、结束语

　　本设计方案关键部分在语音芯片，它的质量决定了发音效果，所以要选用优音质、高智能的语音芯片。

关键字：语音数字电压表测量电路 ISD1420 引用地址：一款语音数字电压表的设计方案

上一篇：SG3525的纯硬件SPWM驱动板制作实例
下一篇：单片机应用到单片系统设计的演化过程

推荐阅读最新更新时间：2024-03-16 13:38

转动惯量测量电路与实现

转动惯量是质量特性参数测量的重要部分，在多个领域从产品的设计、生产和控制系统中都起着举足轻重的作用，直接关系到产品设计成败和产品的质量。从航空工业对飞机转动惯量的测量到汽车工业对转动部件惯量的测量，无不体现着其测量的重要性。本文以实验室某回转机械传动系统为研究模型，采用单片机作为核心控制器件，重点研究了转动惯量测量过程的硬件和软件设计。 1 被测系统结构简介研究的回转机械传动系统结构如图1所示。试验设备清单如下所述：变频器一台：输入规格为AC 3PH 380～460 V，50／60 Hz；输出规格为AC0～240 V 1．7 kVA 4．5 A；变频范围：2～200 Hz。三相异步电机：额定功

[测试测量]

保持读数的交流电流测量电路

[电源管理]

基于三线制的高精度热电阻测量电路设计

　热电阻传感器是一种电阻值随环境温度变化而改变的温度传感器，其中用金属铂做成的热电阻因具有稳定性好、精度高、测温范围大等优点，而被广泛应用。测量温度的热电阻测温仪主要由热电阻传感器、测量显示仪表及连接导线组成。由于热电阻传感器自身的温度灵敏度较低，连接导线所具有的线路电阻对测量结果影响不容忽视，为了消除导线电阻的影响，热电阻测温仪广泛采用平衡电桥式三线制接法，这种方法使温度误差得到一定的补偿，但线路电阻的影响依然存在。提出基于恒压分压式三线制导线电阻补偿方法，电路简单，实现方便，可完全消除导线电阻的影响。相比于文献所提出的使用较多的硬件电路进行导线电阻补偿方法，该方法具有更加简洁的导线电阻补偿电路。　　 1 常用热电阻测量方法分

[电源管理]

基于三线制的高精度热电阻<font color='red'>测量电路</font>设计

步进电机控制的微波频率自动测量电路设计

1.引言通常微波所指的是分米波、厘米波和毫米波。关于其频率范围，一种说法是： 300MHz ~ 300GHz(1MHz =106Hz,1GHz =109 )相应的自由空间中的波长约为1m~1mm. 微波技术的兴起和蓬勃发展，使得国内大多数高校都开设微波技术课程。但还存在以下问题：测量时，由手工逐点移动探头并记录各点读数，然后手工计算实验结果并绘图。测量项目单一、精度低、测量周期长，操作也较为繁琐。本文主要研究一种实用的基于Labview的速调管微波频率$自动测量系统。 2.系统整体结构系统的整体结构如图2-1所示。由下位机跟上位机构成。微处理器通过驱动电路来控制$步进电机，带动谐振式频率计的套筒转动，处理器采样检波电流，

[单片机]