基于单片机的语音播报万用表设计基于单片机的语音播报万用表设计
摘要:随着语音技术的发展,在数字万用表中增加语音播报功能,将为测量提供方便.系统采用单片机对高精度
A/D转换模块对参数的测量提高了万用表测量精度,以LCD12864为显示模块加强数据显示,同时增加ISD4003
作为语音播报芯片进行测量参数进行播报,实现了万用表数值的显示及播报,进一步提高万用表的实用性.
1.引言 万用表是一种常用的电工测量仪表,目前主要使用的有两种,即模拟以指针万用表和数字式万用表.
这两种万用表使用时存在一个共同的问题,就是测量时必须用眼睛观看被测点和刻度盘或数据显示屏,容易造
成在观测测量结果时表笔脱离被测点,或者造成表笔金属极在相邻电路上短路.随着语音技术的发展
摘要:随着语音技术的发展,在数字万用表中增加语音播报功能,将为测量提供方便.系统采用单片机对高精度A/D转换模
块对参数的测量提高了万用表测量精度,以LCD12864为显示模块加强数据显示,同时增加ISD4003作为语音播报芯片进行测
量参数进行播报,实现了万用表数值的显示及播报,进一步提高万用表的实用性.
1.引言
万用表是一种常用的电工测量仪表,目前主要使用的有两种,即模拟以指针万用表和数字式万用表.这两种万用表使用时
存在一个共同的问题,就是测量时必须用眼睛观看被测点和刻度盘或数据显示屏,容易造成在观测测量结果时表笔脱离被测
点,或者造成表笔金属极在相邻电路上短路.随着语音技术的发展,在数字万用表中增加语音播报功能,为万用表使用性能的
实质性进步开辟了一条新的途径,有了语音播报数值功能,可以告诉测量数值和单位准确的确认读数的结果,大大减少读数出
错的可能.不仅如此,本设计通过高精度A/D转换,提高万用表的测量精度,对其他电子仪器的改进有着重要的意义.
2.系统硬件设计
2.1 系统设计框图
语音播报万用表,主要目的是对万用表测得数值进行显示和播放.系统采用模块结构设计,主要由微处理器模块.万用表测
量电路.高精度A/D电路.语音电路.显示电路以及按键电路模块组成,整体框图如图1所示.
在图1 中, 系统微处理器处理器采用AT89S52,它是一种低功耗.高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存
储器,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活.超有效的解决方案.万用表测量电路将各种测量值转化为电压信
号,在通过高精度A/D电路将模拟信号转换为数字信号传送给单片机,再由单片机进行算法处理后输出到显示电路,LCD显示
测得的电压值,语音播放电路根据单片机算法运算后寻找存储该数值对应的语音信号进行播报.
2.2 高精度A/D转换模块
万用表的实现采用将各种测量数值转化为直流电压值,再将直流电压值通过高精度A/D转换为数字信号,进入单片机进行
处理及输出.提高万用表精度的电压表的提高A/D转换的精度,系统采用16位A/D转换器AD7705将模拟电压转换为对应的数字
量,并送入单片机,单片机对该数字量进行规格化处理.
AD7705是16位AD转换器,外接晶体振荡器.精密基准源和少量去耦电容,即可连续进行AD转换.它采用了Σ-Δ技术,可以
获得16位无误码数据输出.AD7705采用的三线串行接口,能够方便地与各种微控制器连接,也比并行接口方式大大节省了
CPU的IO口[3]?采用AT89S52控制AD7705,对桥式传感信号进行模数转换,能直接将传感器测量到的微小信号进行AD转换.该
器件还具有高分辨率.宽动态范围.自校准.优良的抗噪声性能以及低电压低功耗等特点,非常适合仪表测量.
采用16位A/D可将测量电压值精度根据数字信号±1的误差,数据输出公式为,1/65535*5V=0.00007V,也就是说在不改变
电压量程时,可达到0.1mV的精度.单片机与A/D转换的连接如图2所示.