论文总字数：22006字

摘 要

噪声严重影响到人们的正常工作和休息，所以必须采取相应措施进行解决。为了减少噪声对人们生活的影响，环境噪声监测成为了人类提高生活质量的必要部分。

本设计噪声监测仪主要由噪声信号的采集模块、放大模块、转换模块、显示模块和报警模块组成。采集模块功能是通过声音传感器收集周围环境噪声信号并转换成微弱的电压信号；放大模块功能是将电压信号经过运算放大器搭建的放大电路进行放大；转换模块功能是将放大后的信号进行V/F变换转换成数字信号输入到单片机进行处理；显示模块功能是把数字信号转换成相应的分贝值送入LCD1602显示；报警模块功能是当分贝值超过设定值时提供报警，从而实现噪声的实时监测。

关键词：运算放大器；V/F转换器；单片机；LCD1602

Noise measuring instrument based on single chip micro

Abstract

Noise disrupts the people's work and rest seriously. People must take some measures to resolve them. In order to reduce the effects of noise on people's lives, the environmental noise monitoring become a necessary part of improving the quality of life of mankind. Noise monitor for this design mainly consists of noise signal acquisition module, amplifier modules, conversion module, display module and alarm module. The function of acquisition module is to convert ambient noise signal into a weak voltage signal by using microphone. Amplifier module’s function is to enlarge the voltage signal by the operational amplifier. Conversion module’s function is to convert the amplified signal into digital signal act as Single Chip Micoyo’s input signal after the V/F converter. Display module’s function is to convert the digital signal into corresponding decibel value into the LCD1602 to display. Alarm module’s function is when the decibel value exceeds a preset value to provide alarm. The system realizes to monitor the noise in real time.

Key words: operational amplifier; V/F converter; Single Chip Micoyo; LCD1602

目录

摘 要

Abstract

第一章 绪论

1.1 课题背景 1

1.2 课题目标 1

1.3 论文内容安排 2

第二章 噪声监测系统的硬件设计

2.1 噪声监测系统的设计思路 3

2.2 信号采集电路 4

2.2.1 传声器

2.2.2 放大电路

2.2.3 数模转换电路

2.3 单片机系统 8

2.3.1 单片机的选择

2.3.2 单片机最小系统

2.4 显示电路 9

2.4.1 显示设备选择

2.4.2 显示电路的设计

2.5 报警电路 11

2.6 按键电路 11

2.7 指示灯电路 12

2.8 章节小结 12

第三章 噪声监测系统的软件设计

3.1 软件设计整体思路 13

3.2 中断服务模块的设计 15

3.2.1 T1定时器中断模块的设计

3.2.2 外部中断模块设计

3.3 转换模块 17

3.4 显示模块 17

3.5 指示灯模块 18

3.6 报警模块 19

3.7 章节小结 20

第四章 系统调试

4.1 硬件调试 21

4.2 软件调试 23

4.3 实物调试 25

4.4 问题分析 27

总结

参考文献

致谢

附录Ⅰ 噪声监测系统的原理图

附录Ⅱ 噪声监测系统的程序清单

第一章 绪论

1.1 课题背景

噪声是指频率和响度在时刻做参差不齐变化的声音。从物理定义上来讲，大部分噪声是由物体做没有规律的振动产生的，也有一部分噪声是由多种声音混合产生的。从生物定义上来讲，只要是影响到人们正常工作和休息的声音，都可以定义为噪声。从定义来看，噪声的来源多种多样，例如汽车经过居民区的喇叭声，工厂里面机器工作的嘈杂声及大街上人们的吵闹声等，都可称为噪声。这些噪声会使人焦虑不安、情绪异常和心神不定，还会影响人的正常思考和发挥。因此迫切需要对噪声做出相应处理，从而来减少人类受到的伤害。

为了减少噪声对人们生活的影响，环境噪声监测成为了人类提高生活质量的必要部分，在很多大城市的大街上和住宅区的街头能看到许多大型噪声监测仪竖立着。但是目前国内的便携式噪声监测仪，绝大多数是从国外进口的，所以在价格方面令人望尘莫，导致无法推广和使用，除了只有一些环保部门能拥有使用。因此急需一种成本较低而且便于携带的环境噪声监测仪，并且要求该仪器工作稳定、性能良好和显示效果好，能满足一般民用需要和一些精度要求不是特别高的场合，特别是需要对噪声进行测量和控制的场合，如学校和小型工厂。

1.2 课题目标

了解课题的背景，通过查阅各种不同的资料来理清设计思路。学习声音传感器的工作原理和比较各种声音传感器，找到最合适的来应用到电路当中。了解运放芯片和转换芯片的工作原理，熟悉各种类型芯片的优缺点，选择最合适的芯片设计各自的电路来完成系统。掌握单片机最小系统的工作原理和使用。分析课题的内容和要求，确定噪声监测系统的总体设计方案。对系统进行硬件电路设计，根据要求完成各个模块并且使模块之间能协调工作。进行系统软件设计，画出软件整体流程图和各个模块的工作流程图，比较各类编程软件和编程语言，使用最合适的来编写程序。利用PROTUES进行仿真和调试。通过之后在万用板上进行实物的搭建和焊接。焊接完成后对电路进行检查和调试，学会利用各种工具查找电路可能存在的问题。

1.3 论文内容安排

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