辽 宁 工 业 大 学
单片机原理及接口技术 课程设计（论文）
题目： 环境噪声检测仪设计
院（系）： 电气工程学院 专业班级： 电气093班 学 号： 090303073 学生姓名： 郝富文 指导教师： （签字） 起止时间：2012-06-24至2012-07-06
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：电气工程学院 教研室：
注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
摘 要
随着现代工业、科技的发展，噪声已经变得随处可闻，噪声已经大大的影响了人们的日常生活，所以说对噪声的监测已经变得必不可少。
本文详细介绍了噪声检测系统的测量原理和系统组成，包括：噪声信号的转换、放大、A/D转换、数据采集和显示系统设计。外界噪声信号通过传声器转换成音频信号，电信号经过放大和A/D变换输入到单片机进行处理，并转换成相应的噪声分贝值通过LED显示，从而实现噪声的实时监测。
该系统具有实现简单，精确度高，可用于实际进行噪声的实时监测等特点。
关键词： A/D转换器；单片机；运算放大器； LED显示
目 录
第1章 绪论 .......................................................... 1
1.1 环境噪声检测仪概况 ........................................... 1 1.2 本文研究内容 ................................................. 2 第2章 CPU最小系统设计 .............................................. 3
2.1 环境监测仪总体设计方案 ....................................... 3 2.2 CPU的选择 .................................................... 3 2.3 数据存储器扩展 ............................................... 4 2.4 复位电路设计 ................................................. 5 2.5 时钟电路设计 ................................................. 6 2.6 CPU最小系统图 ................................................ 7 第3章 噪声监测仪输入输出接口电路设计 ................................ 8
3.1 声音传感器的选择 ............................................. 8 3.2 噪声监测仪检测接口电路设计 .................................. 10
3.2.1 A/D转换器选择 ........................................ 10 3.2.2 模拟量检测接口电路图 .................................. 11 3.3 噪声监测仪输出接口电路设计 .................................. 11 3.4 人机对话接口电路设计 ........................................ 12 第4章 噪声传感器软件设计 ........................................... 13
4.1 软件实现功能综述 ............................................ 13 4.2 流程图设计 .................................................. 13
4.2.1 主程序流程图设计 ...................................... 13 4.2.2 模拟量检测流程图设计 .................................. 15 4.2.3 环境噪声监测仪流程图设计 .............................. 15 4.3 程序清单 .................................................... 16 第5章 系统设计与分析 ............................................... 20
5.1 系统原理图 .................................................. 20
5.2 系统原理综述 ................................................ 20 5.3 软件调试结果 ................................................ 21 第6章 课程设计总结 ................................................. 22 参考文献 ............................................................ 23
第1章 绪论
1.1 环境噪声检测仪概况
噪声即噪音，是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。 噪声通常是指那些难听的，令人厌烦的声音。噪音的波形是杂乱无章的。从环境保护的角度看，凡是影响人们正常学习，工作和休息的声音凡是人们在某些场合“不需要的声音”，都统称为噪声。如机器的轰鸣声，各种交通工具的马达声、鸣笛声，人的嘈杂声及各种突发的声响等，均称为噪声。噪声污染属于感觉公害，它与人们的主观意愿有关，与人们的生活状态有关，因而它具有与其他公害不同的特点。
噪音污染主要来源于交通运输、车辆鸣笛、工业噪音、建筑施工、社会噪音如音乐厅、高音喇叭、早市和人的大声说话等。
环境噪声监测，是人类提高生活质量，加强环境保护的一个重要环节，在各大城市的繁华街区和居民区，已有大型环境噪声显示器竖立街头。但目前国内的便携式噪声测试仪，多为价格昂贵的进口专用设备，除卫生、计量等环保专业部门拥有外，无法作为民用品推广普及。本文介绍一种以89C52单片机为核心，采用V/F转换技术构成的低成本、便携式数字显示环境噪声测量仪。该仪器工作稳定、性能良好，经校验定标后能满足一般民用需要，可广泛应用于工矿企业、机关学校等需要对环境噪声进行测量和控制的场合。
随着噪声污染的日趋严重，噪声监测技术的研究及设备的开发也得到迅速发展，世界发达国家的噪声监测设备的产值平均以10-15%的速度增加，我国在93年噪声振动监测设备产值已达到6.2亿元，“八五”期间用于噪声治理的工程费用达到9.2亿元，上述产值尚不包括配套的噪声振动监测设备，预计我国配套的噪声振动监测设备20亿左右。高速运输系统和工具等一些新出现的噪声源和计算机、数字处理、新材料等技术发展使噪声监测技术、设备的研究与发展面临挑战，又提供了机遇。噪声监测技术和设备已开始进入规范化、标准化、系列化和配套化阶段。噪声监测技术和设备的研究和开发已取得很大进展但应看到仍有一些技术不够成熟，需进一步研究的问题仍然很多。
声级计是一种能够把工业噪声、生活噪声和车辆噪声等，按人耳听觉特性近似地测定其噪声级的仪器。噪声级是指用声级计测得的并经过听感修正的声压级
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（dB）或响度级（方）。
根据声级计在标准条件下测量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，一类叫精密声级计，一类叫普通声级计。我国也采用这种分法。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。根据声级计所用电源的不同，还可将声级计分为交流式声级计和用干电池的电池式声级计两类。电池式声级计也称为便携式声级计，这种仪器体积小、重量轻、现场使用方便。声级计一般由传声器、前置放大器器、衰减器、放大器、计权网络、检波器、指示表头和电源等组成，其原理方框图如图1.1所示。
1.2 本文研究内容
噪声是日常生活中常见的物理现象。在大多数情况下，噪声是有害的。噪声在生理和心理上也会危害人类的健康，因而已被列入需要控制的危害之一。但噪声也有可以被利用的一面。
无论是利用噪声还是防止噪声，都必须确定其量值。在长期的科学研究和工程实践中已逐步形成了一门较完整的噪声工程学科，可供进行理论计算和分析。但这些毕竟还是建立在简化和近似的数学模型上，还必须用试验和测量技术进行验证。随着现代工业和现代科学技术的发展，对各种仪器设备提出了低噪声的要求，需要进行噪声的分析与设计，并通过实验来验证，改进设计。总之，噪声的测量不仅在噪声研究领域里占有重要的地位，而且已经广泛应用于机械制造、建筑工程、地球物探、生物医疗等各个领域。
查阅资料，了解课题背景，了解环境噪声的特点。学习、掌握声压计的测量机理、传声器测量基本原理。合理选择噪声测量传感器，掌握其测量原理及应用。学习单片机原理，熟悉单片机系统设计和软件编程。进行整体方案设计，做出开题报告。进行系统硬件电路设计，包括传声器测量系统设计、单片机系统硬件设计。编写程序，仿真调试。仿真调试通过后，固化程序，脱离开发系统运行。
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图1.1 声级计原理方框图
第2章 CPU最小系统设计
2.1 环境监测仪总体设计方案
环境监测仪系统结构框图如图2.1所示。环境噪声经高灵敏度、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，精心调整相关外围元件参数，可使其输出幅频特性满足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，经软件处理后，噪声声压级显示值由P1口输出，驱动LED数码管显示。
2.2 CPU的选择
CPU是单片机的核心部分，它的作用是读入和分析每条指令，根据每条指令的功能要求，控制各个部件执行相应的操作。89C51每部有一个8位的CPU，它是由运算器和控制器组成的。
运算器主要包括算术和逻辑运算部件ALU、累加器ACC、寄存器B、暂存器YMP1、TMP2、程序状态字寄存器PSW、布尔处理器及十进制调整电路等。
控制器主要包括时钟发生器、定时控制逻辑、指令寄存器、指令译码器、程序计数器PC、程序地址寄存器、数据指针寄存器DPTR和对战指针SP等。
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图2.1 噪声监测仪硬件结构图
本次设计采用89C51单片机，89C51单片机有5中封装形式,本设计采用40脚DIP的封装，其中2条主电源引脚，2条外接晶振体引脚，4条控制或与其他电源复用的引脚，32条I/O引脚。89C51的引脚图如图2.2：
其中VSS为接地端，VCC接+5V电源；XTAL1接外部晶体和微调电容的一端，XTAL2接外部晶体和微调电容的另一端；RST是复位信号的输入端，高电平有效；ALE引脚是地址锁存允许信号；VPP是内、外ROM的选择端；P0、P1、P2、P3口为输入/输出引脚；
图2.2 89C51引脚图
2.3 数据存储器扩展
89C51片内有128 B的RAM存储器，在实际应用当中仅靠这128 B的数据存储器时远远不够的。这种情况下可利用89C51单片机所具有的扩展功能，扩展外部数据存储器。89C51单片机最大可扩展64KB RAM。常用的数据存储器有静态数据存储器RAM和动态数据存储器，由于在实际应用中，需要扩展的容量不大，所以一般采用静态RAM,如SRAM 6116、6264等。
数据存储器空间地址同程序存储器一样，由P2口提供高8位地址，P0口提供低8位地址和8位双向数据线。数据存储器的读和写由RD和WR信号控制，而程序存储器由读选通信号PSEN控制，两者虽然共处同一地址空间，但由于控制
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信号不同，故不会发生总线冲突。
本次设计主要扩展数据存储器，选择6116芯片，6116是2K×8位静态随机存储器，采用CMOS工艺制造，单一+5V电源供电，额定功耗160mW，典型存取时间200ns，为24线双列直插式封装。其硬件扩展图如图2.3
图2.3 硬件扩展图
2.4 复位电路设计
单片机的复位都是靠外部复位电路来实现的，在时钟电路工作后，只要在单片机的RESET引脚上出现24个时钟振荡脉冲以上的高电平，单片机就能实现复位。为了保证系统可以可靠复位，在设计复位电路时，一般使RESET引脚保持10ms以上的高电平，单片机便可以可靠地复位。当RESET从高电平变为低电平以后，单片机从0000H地址开始执行程序。在复位有效期间，ALE和PSEN引脚输出高电平。
简单的复位电路有上电复位电路和手动复位电路两种，不管是哪一种复位电路都要保证在RESET引脚上提供10ms以上稳定的高电平。本次设计选择按键电平复位，如图2.4是按键式复位电路，它可以通过按键实现复位，按下键后，通过R1和R2形成回路，使RESET端产生高电平。按键的时间决定了复位时间。
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图2.4 复位电路
2.5 时钟电路设计
时钟电路应用于产生但纷纷偏激工作所需的时钟信号。诗中信号可以由两种方式产生：内部时钟方式和外部时钟方式，本次设计采用外部时钟方式如图2.5： C1
pf
Y1
XTAL2
11.0592
2
XTAL1
pf
图2.5 晶振电路
外部时钟方式采用外部振荡器，外部振荡脉冲信号由89C51的XTAL1端接入后直接送至内部时钟发生器，输入端XTAL2应悬浮，由于XTAL1端的逻辑电平不是TTL的，故建议外接一个上拉电阻。
一般要求，外接的脉冲信号应当是高、低电平的持续时间大于20ms，且频率低于24MHz的方波。这种方式适合于多块芯片同时工作，便于同步。
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2.6 CPU最小系统图
图2.6 CPU最小系统图
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第3章 噪声监测仪输入输出接口电路设计
3.1 声音传感器的选择
传声器（Microphone）又称话筒，俗称“麦克风”。传声器是将声波转换为相应电信号的传感器。传声器包括声波接收器和力-电换能器两个部分。
根据膜片感受声压的情况不同，传声器可分为三类：声强式传声器，其膜片的一面感受声压；差压式传声器，其膜片的两面均感受声压，引起膜片振动的力取决于膜片两面差压的大小；压强和差压组合式传声器。在噪声测量中常用的是压强式传声器。
若按照膜片振动转换成电能的方式来分，传声器可分为：电容式传声器，它利用电场耦合的方式将膜片的振动转换成电量；压电式传声器，通过声压使晶体产生电荷；动圈式传声器，利用磁场耦合的方式将膜片的振动转换成电量。
通信设备常用到的传声器类型一般是晶体式传声器。晶体式传声器又称压电式传声器，它是利用晶体的压电效应制成的，化工材料酒石酸钾钠和钛酸钡晶体都有较强的压电效应。当晶体的两面受到压力时，在两面间出现正负电荷，产生某一方向的电动势：当受到相反方向的应力时，晶体两面则产生与受压力相反的电荷和电动势。当晶体受到交变声波的作用时，便产生音频电动势。
晶体式传声器按结构的不同可分为膜片式和声电池式两种。膜片式传声器价格低廉、输出电压高，使用方便，考虑元器件的性价比和应用功能选用的是膜片式晶体传声器。
膜片式传声器实物外形如图3.1所示。
图3.1 膜片式传声器实物外形图
LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少，电压增益内置为20倍。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。输入端以地为参
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考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。
功率放大器的作用相当于扬声器的音量调节器。音频功率放大电路的作用主要是将信号处理器发送过来的信号功率放大，使其信号的功率达到设计要求。对该部分电路的要求是输出功率大。在电路设计过程中进行对比，通过比较发现LM386集成电路使用简单，基本没有外围器件，而且它还有体积小、电源范围宽、外接元件少、电压增益可调整、频率响应好、输出功率大、总谐波失真小等优点。因此选用LM386来组成音频功率放大电路。
LM386的引脚图如图3.2所示。
图3.2 LM386引脚图
20倍的音频放大器如图3.3所示。由于传声器输出的电信号比较弱，只有毫伏级，为了使数据采集卡能很好的采集到相应数据，必须经过电压放大器进行电压放大，采用LM386芯片电压增益200倍的接法，即在1和8引脚间接10uF的电容。
图3.3 20倍的音频放大器
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3.2 噪声监测仪检测接口电路设计
3.2.1 A/D转换器选择
A/D 转换接口是数据采集系统前向通道中的一个重要环节。数据采集是在模拟信号源中采集信号，并将其转换为数字信号送入计算机的过程。因此，完成数据采集应具备下述基本部件：模拟多路转换开关和信号调节电路，采样/保持放大器，模拟/数字（A/D）转换器，通道控制电路。
图3.4是由AD536构成真有效值TRMS/DC转换电路，AD536内含有源整流器（绝对值电路），平方/除法电路，镜像电流源及缓冲放大器。图中的R2和R3为偏置电阻，两电阻的公共连接端接到AD536的COM，由于AD536的COM内部为CMOS电路，阻抗较高，流经COM端的电流仅为数uA。C1为输入隔直电容，CAV为平均电容，它与内部的电阻r（25KΩ）构成低通滤波器，以获得平均值电压，有效值电压通过AD536的第6脚输出。
由于电路采用了隔直电容，所以这样的电路仅适合于测量交流电，不能测量直流或变化缓慢的电压。AD536的满量程电压为7V，如果使用的AD转换器输入电压范围不匹配，应设一个电压转换电路。
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3.2.2 模拟量检测接口电路图
图3.5 模拟量检测接口电路图
3.3 噪声监测仪输出接口电路设计
图3.6输出接口电路图
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3.4 人机对话接口电路设计
本设计中采用三位大型实时显示环境显示。LED显示器是单片机应用系统常用的输出器件。它是由若干个发光二极管组成，当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画点亮。控制不同的组合的二极管导通就能显示出各种字符。
本设计主要是考虑人耳对噪声的主观评价，对于不同分贝的声音，人产生的感觉是不一样的，因此用三个发光二极管来指示声压级的范围，指示电路的设计如图3.10，图左边的三个端口分别连接89C51的P1.0、P1.1和P1.2口，通过单片机编程来控制声压级的选线处于选通状态，而其他各位的位选线处于关闭状态，在段码线上输出将要显示字符的段码，则同一时刻，只有选同位显示出相应的字符，而其他各位是熄灭的。如此循环下去，就可以使各位显示出将要显示的字符。虽然这些字符是在不同时刻出现的，而在同指示范围。
图3.7 指示电路
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第4章 噪声传感器软件设计
4.1 软件实现功能综述
研制一台智能仪器是一个复杂的过程，这一过程包括分析仪表的功能要求和拟定总体设计方案，确定硬件结构和软件算法，研制逻辑电路和编制程序，以及仪表的调试和性能的测试等等。软件的设计应遵循结构化设计原则，在总体概况设计的基础上进行具体的详细设计，功能分解，模块划分，细化软件层次，优化软件结构，以达到模块功能的独立性，执行的高效性。总之，设计的程序应该达到可读性，可理解性，可维护性，有效性，可修改性。
4.2 流程图设计
4.2.1 主程序流程图设计
在单片机系统的程序的设计开发中，单片机就如同整个系统的交通中枢，而程序就是组成交通中枢的条条大道，各个部分的模块化的程序就是整个系统的组成成份。软件编写的好坏，语句运用的是否简洁直接关系单片机的工作效率。在各个模块化的程序中尽量用最少的语句作最多的事情，不让语句出现歧义，这样就可以使整个程序可以在系统中更好的运行，使单片机工作效率大大的提高。下面就对本次毕业设计的软件部分作些介绍，如图4.1所示为软件总体流程图。子程序包括：中断服务程序的设计、查表子程序、显示子程序、指示子程序。由于要实现很多功能，所以采用模块化设计，下面就其主要部分分别分析。
中断服务程序主要实现的功能是：T0中断子程序是将电压/频率转换器产生的频率信号接入计数器的T0口，然后计数器开始计数，当计数到一定数目后，计数器就产生溢出中断。
查表子程序将进入单片机的脉冲信号与实际要显示值之间有一定的对应关系，经过软件编程查表显示所需要的值。
显示子程序是将数据处理的结果送显示器显示。 指示子程序是对显示结果范围的一个指示。 本噪声监测系统软件总体流程图如图4.1所示。
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图4.1 单片机软件系统方案框图
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4.2.2 模拟量检测流程图设计
图4.2 模拟量检测流程图
A/D转换接口是数据采集系统前向通道中的一个重要环节数据采集是模拟信号源中采集信号并将其转换为数字信号送入计算机的过程。
4.2.3 环境噪声监测仪流程图设计
环境噪声测量系统的软件采用模块化设计，由主程序、中断服务程序、查表子程序和显示子程序组成。各程序模块的流程图如图2.2所示。在图中xi表示读取的计数值，i从0开始。
主程序处于循环工作状态，主要完成定时/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。值得指出的是，查表程序程序实现了计数值向声压级的转换。
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本科生课程设计（论文）
为了提高系统的抗干扰能力，除了需要在硬件上采取相应的措施外，软件上采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。
图4.3 查表子程序和显示子程序
4.3 程序清单
ML8155 EQU 0DF00H; DTIMER0 EQU 30H; DTIMER1 EQU 31H; ORG 0000H LJMP MAIN ORG 1000H MAIN:MOV SP,#60H
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MOV A,#00H MOV DPTR,#0DF02H MOVX @DPTR,A SETB P1.0 SETB P1.1 SETB P1.2 CLR C
MOV TMOD,#15H MOV TL0,#00H MOV TH0,#00H MOV R0,#00H QQ1: MOV TL1,#0B0H MOV TH1,#3CH SETB TR0 SETB TR1 QQ: JBC TF1,QQ3 AJMP QQ QQ3: INC R0
CJNE R0,#0AH,QQ1 AJMP LOOP RET LOOP:CLR TR1 MOV 40H,TH0 MOV 41H,TL0 MOV R0,#00H MOV R1,#00H MOV DPTR,#TAB LAB:CLR A MOVC A,@A+DPTR MOV R2,A MOV A,40H XCH A,R2 SUBB A,R2 JZ A1 INC DPTR INC DPTR INC DPTR INC DPTR SJMP LAB A1: CLR A CLR C
本科生课程设计（论文）
INC DPTR MOVC A,@A+DPTR MOV R3,A MOV A,41H XCH A,R3 SUBB A,R3 JC A2 CLR A MOVC A,@A+DPTR MOV R3,A MOV A,41H XCH A,R3 SUBB A,R3 JZ A2 INC DPTR INC DPTR INC DPTR SJMP LAB A2: CLR A INC DPTR MOVC A,@A+DPTR MOV R0,A MOV 40H,R0 CLR A INC DPTR MOVC A,@A+DPTR MOV R1,A MOV 41H,R1 LCALL PPL LJMP LL1 RET LL1:MOV A,40H MOV DPTR,#BCD2 MOVC A,@A+DPTR
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MOV 5FH,A MOV A,41H MOV DPTR,#BCD2 MOVC A,@A+DPTR MOV 5EH,A MOV 5DH,#5EH MOV 5CH,#7CH LCALL INIT_8155 LCALL WRITE_LED1 WRITE_LED1: PUSH DPL PUSH DPH PUSH ACC MOV R0,#5CH MOV R1,#00H MOV R3,#0F7H MOV A,R3 AGAIN1: MOV
DPTR,#0DF01H
MOVX @DPTR,A MOV A,@R0 MOV
DPTR,#0DF02H
MOVX @DPTR,A LCALL DELAY01 LCALL DELAY01 INC R0 MOV A,R3 JNB
ACC.0,OUT2
RR A MOV R3,A LJMP AGAIN1 OUT2: MOV R0,#5CH MOV R3,#0F7H
本科生课程设计（论文）
MOV A,R3 INC R1 CJNE
R1,#3AH,AGAIN1
LJMP MAIN POP ACC POP DPH POP DPL RET
INIT_8155: PUSH
DPL
PUSH DPH PUSH ACC MOV
DPTR,#ML8155
MOV A,#03H MOVX @DPTR,A POP ACC POP DPH POP DPL RET
PPL:MOV R0, 40H MOV A, R0 SUBB A,#4
JZ B1 MOV A, R0 SUBB A, #5 JZ B1 MOV A, R0 SUBB A, #6 JZ B2 MOV A, R0 SUBB A, #7 JZ B2
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MOV A, R0 SUBB A, #8 JZ B3 MOV A, R0 SUBB A,#9 JZ B3 RET B1:CLR P1.0 RET B2:CLR P1.1 RET B3:CLR P1.2 RET B4:RET
DELAY:PUSH DTIMER1 PUSH DTIMER0 DELAY1:MOV DTIMER0,#125 DELAY2:NOP NOP DJNZ
DTIMER0,DELAY2
DJNZ DTIMER1,DELAY1 POP DTIMER0 POP DTIMER1 RET
DELAY01:NOP
PUSH DTIMER1 MOV DTIMER1,#02H LCALL DELAY POP DTIMER1 RET
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第5章 系统设计与分析
5.1 系统原理图
图5.1 系统原理图
5.2 系统原理综述
本文是开发一个以89C51单片机为核心的噪声监测系统。
通过联调，实验验证了系统的可行性，能满足设计要求，达到设计的指标，实现对噪声信号的采集、处理功能，并用LED显示出噪声的分贝值，采用指示灯指示出声压级的大概范围。
这由于使用的是单片机作为核心的控制元件，本噪声监测器具有功能强、性
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能可靠、电路简单、成本低的特点，加上经过优化的程序，使其具有很高的智能化水平。但是该设计还是不够完善，因为声音信号本来就很不稳定，而且也不知道它的声压级是多少分贝，所以说在校正上存在一定的困难。
5.3 软件调试结果
由于条件有限，本课题中采用晶体式传声器，其测量精度不是很高，再加上声音信号不容易控制，而且很不稳定。再加上硬件电路中的一些系统误差，所以测量结果不是十分精确。
但是，当将被测量的声音信号的音量变大时，LED的显示值变大，反之则变小。。而且此系统的测量范围为30db-130db，完全符合设计要求，而且指示灯也能指示一定的声压级范围。
故本次设计符合设计的要求，能实现对噪声信号的采集、处理及显示，功能性较强，具有一定的实践意义。
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第6章 课程设计总结
通过这次课设让我更深一步的了解的89C51的实际用处，也让我感受到单片机在实际中的重要性。该课题的主要任务是开发一个以89C51单片机为核心的噪声监测系统。
实验验证了系统的可行性，能满足设计要求，达到设计的指标，实现对噪声信号的采集、处理功能，并用LED显示出噪声的分贝值，采用指示灯指示出声压级的大概范围。
此课设的过程主要包括了硬件电路设计和软件程序的编写两个部分。从确定毕设题目，到查阅质料确定总体方案设计，总体方案论证，硬件电路的设计，硬件电路的优化，软件的设计，软件的优化，焊制硬件电路板，检验硬件电路，调试软件程序，到最后的软硬件联调，其中的每一个过程都是精心设计、仔细完成的。
总之，智能仪器被广泛应用于工程之中，而噪声检测器也被广泛用于实际的应用中，这也就是智能仪器的工程应用价值。
本文详细介绍了噪声监测系统的测量原理和系统组成，包括：噪声信号的转换、放大、A/D转换、数据采集和显示系统的设计。外界噪声信号通过传声器转换成音频信号，电信号经过放大和A/D 变换输入到单片机进行处理，并转换成相应的噪声分贝值通过LED 显示，从而实现噪声的实时监测。
该系统具有实现简单，精确度高，可用于实际进行噪声的实时监测等特点。
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参考文献
[1] 梅丽凤等编著 单片机原理及接口技术 清华大学出版社 2009.7 [2] 赵晶 主编 Prote199高级应用 人民邮电出版社 2000 [3] 于海生 编著 微型计算机控制技术 清华大学出版社 2003.4 [4] 王化祥 张淑英 传感器原理及应用[M] 天津大学出版社1999 [5] 童诗白 华成英主编 模拟电子技术基础 高等教育出版社
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辽 宁 工 业 大 学
单片机原理及接口技术 课程设计（论文）
题目： 环境噪声检测仪设计
院（系）： 电气工程学院 专业班级： 电气093班 学 号： 090303073 学生姓名： 郝富文 指导教师： （签字） 起止时间：2012-06-24至2012-07-06
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：电气工程学院 教研室：
注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
摘 要
随着现代工业、科技的发展，噪声已经变得随处可闻，噪声已经大大的影响了人们的日常生活，所以说对噪声的监测已经变得必不可少。
本文详细介绍了噪声检测系统的测量原理和系统组成，包括：噪声信号的转换、放大、A/D转换、数据采集和显示系统设计。外界噪声信号通过传声器转换成音频信号，电信号经过放大和A/D变换输入到单片机进行处理，并转换成相应的噪声分贝值通过LED显示，从而实现噪声的实时监测。
该系统具有实现简单，精确度高，可用于实际进行噪声的实时监测等特点。
关键词： A/D转换器；单片机；运算放大器； LED显示
目 录
第1章 绪论 .......................................................... 1
1.1 环境噪声检测仪概况 ........................................... 1 1.2 本文研究内容 ................................................. 2 第2章 CPU最小系统设计 .............................................. 3
2.1 环境监测仪总体设计方案 ....................................... 3 2.2 CPU的选择 .................................................... 3 2.3 数据存储器扩展 ............................................... 4 2.4 复位电路设计 ................................................. 5 2.5 时钟电路设计 ................................................. 6 2.6 CPU最小系统图 ................................................ 7 第3章 噪声监测仪输入输出接口电路设计 ................................ 8
3.1 声音传感器的选择 ............................................. 8 3.2 噪声监测仪检测接口电路设计 .................................. 10
3.2.1 A/D转换器选择 ........................................ 10 3.2.2 模拟量检测接口电路图 .................................. 11 3.3 噪声监测仪输出接口电路设计 .................................. 11 3.4 人机对话接口电路设计 ........................................ 12 第4章 噪声传感器软件设计 ........................................... 13
4.1 软件实现功能综述 ............................................ 13 4.2 流程图设计 .................................................. 13
4.2.1 主程序流程图设计 ...................................... 13 4.2.2 模拟量检测流程图设计 .................................. 15 4.2.3 环境噪声监测仪流程图设计 .............................. 15 4.3 程序清单 .................................................... 16 第5章 系统设计与分析 ............................................... 20
5.1 系统原理图 .................................................. 20
5.2 系统原理综述 ................................................ 20 5.3 软件调试结果 ................................................ 21 第6章 课程设计总结 ................................................. 22 参考文献 ............................................................ 23
第1章 绪论
1.1 环境噪声检测仪概况
噪声即噪音，是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。 噪声通常是指那些难听的，令人厌烦的声音。噪音的波形是杂乱无章的。从环境保护的角度看，凡是影响人们正常学习，工作和休息的声音凡是人们在某些场合“不需要的声音”，都统称为噪声。如机器的轰鸣声，各种交通工具的马达声、鸣笛声，人的嘈杂声及各种突发的声响等，均称为噪声。噪声污染属于感觉公害，它与人们的主观意愿有关，与人们的生活状态有关，因而它具有与其他公害不同的特点。
噪音污染主要来源于交通运输、车辆鸣笛、工业噪音、建筑施工、社会噪音如音乐厅、高音喇叭、早市和人的大声说话等。
环境噪声监测，是人类提高生活质量，加强环境保护的一个重要环节，在各大城市的繁华街区和居民区，已有大型环境噪声显示器竖立街头。但目前国内的便携式噪声测试仪，多为价格昂贵的进口专用设备，除卫生、计量等环保专业部门拥有外，无法作为民用品推广普及。本文介绍一种以89C52单片机为核心，采用V/F转换技术构成的低成本、便携式数字显示环境噪声测量仪。该仪器工作稳定、性能良好，经校验定标后能满足一般民用需要，可广泛应用于工矿企业、机关学校等需要对环境噪声进行测量和控制的场合。
随着噪声污染的日趋严重，噪声监测技术的研究及设备的开发也得到迅速发展，世界发达国家的噪声监测设备的产值平均以10-15%的速度增加，我国在93年噪声振动监测设备产值已达到6.2亿元，“八五”期间用于噪声治理的工程费用达到9.2亿元，上述产值尚不包括配套的噪声振动监测设备，预计我国配套的噪声振动监测设备20亿左右。高速运输系统和工具等一些新出现的噪声源和计算机、数字处理、新材料等技术发展使噪声监测技术、设备的研究与发展面临挑战，又提供了机遇。噪声监测技术和设备已开始进入规范化、标准化、系列化和配套化阶段。噪声监测技术和设备的研究和开发已取得很大进展但应看到仍有一些技术不够成熟，需进一步研究的问题仍然很多。
声级计是一种能够把工业噪声、生活噪声和车辆噪声等，按人耳听觉特性近似地测定其噪声级的仪器。噪声级是指用声级计测得的并经过听感修正的声压级
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（dB）或响度级（方）。
根据声级计在标准条件下测量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，一类叫精密声级计，一类叫普通声级计。我国也采用这种分法。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。根据声级计所用电源的不同，还可将声级计分为交流式声级计和用干电池的电池式声级计两类。电池式声级计也称为便携式声级计，这种仪器体积小、重量轻、现场使用方便。声级计一般由传声器、前置放大器器、衰减器、放大器、计权网络、检波器、指示表头和电源等组成，其原理方框图如图1.1所示。
1.2 本文研究内容
噪声是日常生活中常见的物理现象。在大多数情况下，噪声是有害的。噪声在生理和心理上也会危害人类的健康，因而已被列入需要控制的危害之一。但噪声也有可以被利用的一面。
无论是利用噪声还是防止噪声，都必须确定其量值。在长期的科学研究和工程实践中已逐步形成了一门较完整的噪声工程学科，可供进行理论计算和分析。但这些毕竟还是建立在简化和近似的数学模型上，还必须用试验和测量技术进行验证。随着现代工业和现代科学技术的发展，对各种仪器设备提出了低噪声的要求，需要进行噪声的分析与设计，并通过实验来验证，改进设计。总之，噪声的测量不仅在噪声研究领域里占有重要的地位，而且已经广泛应用于机械制造、建筑工程、地球物探、生物医疗等各个领域。
查阅资料，了解课题背景，了解环境噪声的特点。学习、掌握声压计的测量机理、传声器测量基本原理。合理选择噪声测量传感器，掌握其测量原理及应用。学习单片机原理，熟悉单片机系统设计和软件编程。进行整体方案设计，做出开题报告。进行系统硬件电路设计，包括传声器测量系统设计、单片机系统硬件设计。编写程序，仿真调试。仿真调试通过后，固化程序，脱离开发系统运行。
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图1.1 声级计原理方框图
第2章 CPU最小系统设计
2.1 环境监测仪总体设计方案
环境监测仪系统结构框图如图2.1所示。环境噪声经高灵敏度、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，精心调整相关外围元件参数，可使其输出幅频特性满足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，经软件处理后，噪声声压级显示值由P1口输出，驱动LED数码管显示。
2.2 CPU的选择
CPU是单片机的核心部分，它的作用是读入和分析每条指令，根据每条指令的功能要求，控制各个部件执行相应的操作。89C51每部有一个8位的CPU，它是由运算器和控制器组成的。
运算器主要包括算术和逻辑运算部件ALU、累加器ACC、寄存器B、暂存器YMP1、TMP2、程序状态字寄存器PSW、布尔处理器及十进制调整电路等。
控制器主要包括时钟发生器、定时控制逻辑、指令寄存器、指令译码器、程序计数器PC、程序地址寄存器、数据指针寄存器DPTR和对战指针SP等。
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图2.1 噪声监测仪硬件结构图
本次设计采用89C51单片机，89C51单片机有5中封装形式,本设计采用40脚DIP的封装，其中2条主电源引脚，2条外接晶振体引脚，4条控制或与其他电源复用的引脚，32条I/O引脚。89C51的引脚图如图2.2：
其中VSS为接地端，VCC接+5V电源；XTAL1接外部晶体和微调电容的一端，XTAL2接外部晶体和微调电容的另一端；RST是复位信号的输入端，高电平有效；ALE引脚是地址锁存允许信号；VPP是内、外ROM的选择端；P0、P1、P2、P3口为输入/输出引脚；
图2.2 89C51引脚图
2.3 数据存储器扩展
89C51片内有128 B的RAM存储器，在实际应用当中仅靠这128 B的数据存储器时远远不够的。这种情况下可利用89C51单片机所具有的扩展功能，扩展外部数据存储器。89C51单片机最大可扩展64KB RAM。常用的数据存储器有静态数据存储器RAM和动态数据存储器，由于在实际应用中，需要扩展的容量不大，所以一般采用静态RAM,如SRAM 6116、6264等。
数据存储器空间地址同程序存储器一样，由P2口提供高8位地址，P0口提供低8位地址和8位双向数据线。数据存储器的读和写由RD和WR信号控制，而程序存储器由读选通信号PSEN控制，两者虽然共处同一地址空间，但由于控制
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信号不同，故不会发生总线冲突。
本次设计主要扩展数据存储器，选择6116芯片，6116是2K×8位静态随机存储器，采用CMOS工艺制造，单一+5V电源供电，额定功耗160mW，典型存取时间200ns，为24线双列直插式封装。其硬件扩展图如图2.3
图2.3 硬件扩展图
2.4 复位电路设计
单片机的复位都是靠外部复位电路来实现的，在时钟电路工作后，只要在单片机的RESET引脚上出现24个时钟振荡脉冲以上的高电平，单片机就能实现复位。为了保证系统可以可靠复位，在设计复位电路时，一般使RESET引脚保持10ms以上的高电平，单片机便可以可靠地复位。当RESET从高电平变为低电平以后，单片机从0000H地址开始执行程序。在复位有效期间，ALE和PSEN引脚输出高电平。
简单的复位电路有上电复位电路和手动复位电路两种，不管是哪一种复位电路都要保证在RESET引脚上提供10ms以上稳定的高电平。本次设计选择按键电平复位，如图2.4是按键式复位电路，它可以通过按键实现复位，按下键后，通过R1和R2形成回路，使RESET端产生高电平。按键的时间决定了复位时间。
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图2.4 复位电路
2.5 时钟电路设计
时钟电路应用于产生但纷纷偏激工作所需的时钟信号。诗中信号可以由两种方式产生：内部时钟方式和外部时钟方式，本次设计采用外部时钟方式如图2.5： C1
pf
Y1
XTAL2
11.0592
2
XTAL1
pf
图2.5 晶振电路
外部时钟方式采用外部振荡器，外部振荡脉冲信号由89C51的XTAL1端接入后直接送至内部时钟发生器，输入端XTAL2应悬浮，由于XTAL1端的逻辑电平不是TTL的，故建议外接一个上拉电阻。
一般要求，外接的脉冲信号应当是高、低电平的持续时间大于20ms，且频率低于24MHz的方波。这种方式适合于多块芯片同时工作，便于同步。
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2.6 CPU最小系统图
图2.6 CPU最小系统图
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第3章 噪声监测仪输入输出接口电路设计
3.1 声音传感器的选择
传声器（Microphone）又称话筒，俗称“麦克风”。传声器是将声波转换为相应电信号的传感器。传声器包括声波接收器和力-电换能器两个部分。
根据膜片感受声压的情况不同，传声器可分为三类：声强式传声器，其膜片的一面感受声压；差压式传声器，其膜片的两面均感受声压，引起膜片振动的力取决于膜片两面差压的大小；压强和差压组合式传声器。在噪声测量中常用的是压强式传声器。
若按照膜片振动转换成电能的方式来分，传声器可分为：电容式传声器，它利用电场耦合的方式将膜片的振动转换成电量；压电式传声器，通过声压使晶体产生电荷；动圈式传声器，利用磁场耦合的方式将膜片的振动转换成电量。
通信设备常用到的传声器类型一般是晶体式传声器。晶体式传声器又称压电式传声器，它是利用晶体的压电效应制成的，化工材料酒石酸钾钠和钛酸钡晶体都有较强的压电效应。当晶体的两面受到压力时，在两面间出现正负电荷，产生某一方向的电动势：当受到相反方向的应力时，晶体两面则产生与受压力相反的电荷和电动势。当晶体受到交变声波的作用时，便产生音频电动势。
晶体式传声器按结构的不同可分为膜片式和声电池式两种。膜片式传声器价格低廉、输出电压高，使用方便，考虑元器件的性价比和应用功能选用的是膜片式晶体传声器。
膜片式传声器实物外形如图3.1所示。
图3.1 膜片式传声器实物外形图
LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少，电压增益内置为20倍。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。输入端以地为参
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考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。
功率放大器的作用相当于扬声器的音量调节器。音频功率放大电路的作用主要是将信号处理器发送过来的信号功率放大，使其信号的功率达到设计要求。对该部分电路的要求是输出功率大。在电路设计过程中进行对比，通过比较发现LM386集成电路使用简单，基本没有外围器件，而且它还有体积小、电源范围宽、外接元件少、电压增益可调整、频率响应好、输出功率大、总谐波失真小等优点。因此选用LM386来组成音频功率放大电路。
LM386的引脚图如图3.2所示。
图3.2 LM386引脚图
20倍的音频放大器如图3.3所示。由于传声器输出的电信号比较弱，只有毫伏级，为了使数据采集卡能很好的采集到相应数据，必须经过电压放大器进行电压放大，采用LM386芯片电压增益200倍的接法，即在1和8引脚间接10uF的电容。
图3.3 20倍的音频放大器
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3.2 噪声监测仪检测接口电路设计
3.2.1 A/D转换器选择
A/D 转换接口是数据采集系统前向通道中的一个重要环节。数据采集是在模拟信号源中采集信号，并将其转换为数字信号送入计算机的过程。因此，完成数据采集应具备下述基本部件：模拟多路转换开关和信号调节电路，采样/保持放大器，模拟/数字（A/D）转换器，通道控制电路。
图3.4是由AD536构成真有效值TRMS/DC转换电路，AD536内含有源整流器（绝对值电路），平方/除法电路，镜像电流源及缓冲放大器。图中的R2和R3为偏置电阻，两电阻的公共连接端接到AD536的COM，由于AD536的COM内部为CMOS电路，阻抗较高，流经COM端的电流仅为数uA。C1为输入隔直电容，CAV为平均电容，它与内部的电阻r（25KΩ）构成低通滤波器，以获得平均值电压，有效值电压通过AD536的第6脚输出。
由于电路采用了隔直电容，所以这样的电路仅适合于测量交流电，不能测量直流或变化缓慢的电压。AD536的满量程电压为7V，如果使用的AD转换器输入电压范围不匹配，应设一个电压转换电路。
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3.2.2 模拟量检测接口电路图
图3.5 模拟量检测接口电路图
3.3 噪声监测仪输出接口电路设计
图3.6输出接口电路图
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3.4 人机对话接口电路设计
本设计中采用三位大型实时显示环境显示。LED显示器是单片机应用系统常用的输出器件。它是由若干个发光二极管组成，当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画点亮。控制不同的组合的二极管导通就能显示出各种字符。
本设计主要是考虑人耳对噪声的主观评价，对于不同分贝的声音，人产生的感觉是不一样的，因此用三个发光二极管来指示声压级的范围，指示电路的设计如图3.10，图左边的三个端口分别连接89C51的P1.0、P1.1和P1.2口，通过单片机编程来控制声压级的选线处于选通状态，而其他各位的位选线处于关闭状态，在段码线上输出将要显示字符的段码，则同一时刻，只有选同位显示出相应的字符，而其他各位是熄灭的。如此循环下去，就可以使各位显示出将要显示的字符。虽然这些字符是在不同时刻出现的，而在同指示范围。
图3.7 指示电路
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第4章 噪声传感器软件设计
4.1 软件实现功能综述
研制一台智能仪器是一个复杂的过程，这一过程包括分析仪表的功能要求和拟定总体设计方案，确定硬件结构和软件算法，研制逻辑电路和编制程序，以及仪表的调试和性能的测试等等。软件的设计应遵循结构化设计原则，在总体概况设计的基础上进行具体的详细设计，功能分解，模块划分，细化软件层次，优化软件结构，以达到模块功能的独立性，执行的高效性。总之，设计的程序应该达到可读性，可理解性，可维护性，有效性，可修改性。
4.2 流程图设计
4.2.1 主程序流程图设计
在单片机系统的程序的设计开发中，单片机就如同整个系统的交通中枢，而程序就是组成交通中枢的条条大道，各个部分的模块化的程序就是整个系统的组成成份。软件编写的好坏，语句运用的是否简洁直接关系单片机的工作效率。在各个模块化的程序中尽量用最少的语句作最多的事情，不让语句出现歧义，这样就可以使整个程序可以在系统中更好的运行，使单片机工作效率大大的提高。下面就对本次毕业设计的软件部分作些介绍，如图4.1所示为软件总体流程图。子程序包括：中断服务程序的设计、查表子程序、显示子程序、指示子程序。由于要实现很多功能，所以采用模块化设计，下面就其主要部分分别分析。
中断服务程序主要实现的功能是：T0中断子程序是将电压/频率转换器产生的频率信号接入计数器的T0口，然后计数器开始计数，当计数到一定数目后，计数器就产生溢出中断。
查表子程序将进入单片机的脉冲信号与实际要显示值之间有一定的对应关系，经过软件编程查表显示所需要的值。
显示子程序是将数据处理的结果送显示器显示。 指示子程序是对显示结果范围的一个指示。 本噪声监测系统软件总体流程图如图4.1所示。
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图4.1 单片机软件系统方案框图
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4.2.2 模拟量检测流程图设计
图4.2 模拟量检测流程图
A/D转换接口是数据采集系统前向通道中的一个重要环节数据采集是模拟信号源中采集信号并将其转换为数字信号送入计算机的过程。
4.2.3 环境噪声监测仪流程图设计
环境噪声测量系统的软件采用模块化设计，由主程序、中断服务程序、查表子程序和显示子程序组成。各程序模块的流程图如图2.2所示。在图中xi表示读取的计数值，i从0开始。
主程序处于循环工作状态，主要完成定时/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。值得指出的是，查表程序程序实现了计数值向声压级的转换。
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本科生课程设计（论文）
为了提高系统的抗干扰能力，除了需要在硬件上采取相应的措施外，软件上采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。
图4.3 查表子程序和显示子程序
4.3 程序清单
ML8155 EQU 0DF00H; DTIMER0 EQU 30H; DTIMER1 EQU 31H; ORG 0000H LJMP MAIN ORG 1000H MAIN:MOV SP,#60H
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MOV A,#00H MOV DPTR,#0DF02H MOVX @DPTR,A SETB P1.0 SETB P1.1 SETB P1.2 CLR C
MOV TMOD,#15H MOV TL0,#00H MOV TH0,#00H MOV R0,#00H QQ1: MOV TL1,#0B0H MOV TH1,#3CH SETB TR0 SETB TR1 QQ: JBC TF1,QQ3 AJMP QQ QQ3: INC R0
CJNE R0,#0AH,QQ1 AJMP LOOP RET LOOP:CLR TR1 MOV 40H,TH0 MOV 41H,TL0 MOV R0,#00H MOV R1,#00H MOV DPTR,#TAB LAB:CLR A MOVC A,@A+DPTR MOV R2,A MOV A,40H XCH A,R2 SUBB A,R2 JZ A1 INC DPTR INC DPTR INC DPTR INC DPTR SJMP LAB A1: CLR A CLR C
本科生课程设计（论文）
INC DPTR MOVC A,@A+DPTR MOV R3,A MOV A,41H XCH A,R3 SUBB A,R3 JC A2 CLR A MOVC A,@A+DPTR MOV R3,A MOV A,41H XCH A,R3 SUBB A,R3 JZ A2 INC DPTR INC DPTR INC DPTR SJMP LAB A2: CLR A INC DPTR MOVC A,@A+DPTR MOV R0,A MOV 40H,R0 CLR A INC DPTR MOVC A,@A+DPTR MOV R1,A MOV 41H,R1 LCALL PPL LJMP LL1 RET LL1:MOV A,40H MOV DPTR,#BCD2 MOVC A,@A+DPTR
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MOV 5FH,A MOV A,41H MOV DPTR,#BCD2 MOVC A,@A+DPTR MOV 5EH,A MOV 5DH,#5EH MOV 5CH,#7CH LCALL INIT_8155 LCALL WRITE_LED1 WRITE_LED1: PUSH DPL PUSH DPH PUSH ACC MOV R0,#5CH MOV R1,#00H MOV R3,#0F7H MOV A,R3 AGAIN1: MOV
DPTR,#0DF01H
MOVX @DPTR,A MOV A,@R0 MOV
DPTR,#0DF02H
MOVX @DPTR,A LCALL DELAY01 LCALL DELAY01 INC R0 MOV A,R3 JNB
ACC.0,OUT2
RR A MOV R3,A LJMP AGAIN1 OUT2: MOV R0,#5CH MOV R3,#0F7H
本科生课程设计（论文）
MOV A,R3 INC R1 CJNE
R1,#3AH,AGAIN1
LJMP MAIN POP ACC POP DPH POP DPL RET
INIT_8155: PUSH
DPL
PUSH DPH PUSH ACC MOV
DPTR,#ML8155
MOV A,#03H MOVX @DPTR,A POP ACC POP DPH POP DPL RET
PPL:MOV R0, 40H MOV A, R0 SUBB A,#4
JZ B1 MOV A, R0 SUBB A, #5 JZ B1 MOV A, R0 SUBB A, #6 JZ B2 MOV A, R0 SUBB A, #7 JZ B2
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MOV A, R0 SUBB A, #8 JZ B3 MOV A, R0 SUBB A,#9 JZ B3 RET B1:CLR P1.0 RET B2:CLR P1.1 RET B3:CLR P1.2 RET B4:RET
DELAY:PUSH DTIMER1 PUSH DTIMER0 DELAY1:MOV DTIMER0,#125 DELAY2:NOP NOP DJNZ
DTIMER0,DELAY2
DJNZ DTIMER1,DELAY1 POP DTIMER0 POP DTIMER1 RET
DELAY01:NOP
PUSH DTIMER1 MOV DTIMER1,#02H LCALL DELAY POP DTIMER1 RET
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第5章 系统设计与分析
5.1 系统原理图
图5.1 系统原理图
5.2 系统原理综述
本文是开发一个以89C51单片机为核心的噪声监测系统。
通过联调，实验验证了系统的可行性，能满足设计要求，达到设计的指标，实现对噪声信号的采集、处理功能，并用LED显示出噪声的分贝值，采用指示灯指示出声压级的大概范围。
这由于使用的是单片机作为核心的控制元件，本噪声监测器具有功能强、性
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能可靠、电路简单、成本低的特点，加上经过优化的程序，使其具有很高的智能化水平。但是该设计还是不够完善，因为声音信号本来就很不稳定，而且也不知道它的声压级是多少分贝，所以说在校正上存在一定的困难。
5.3 软件调试结果
由于条件有限，本课题中采用晶体式传声器，其测量精度不是很高，再加上声音信号不容易控制，而且很不稳定。再加上硬件电路中的一些系统误差，所以测量结果不是十分精确。
但是，当将被测量的声音信号的音量变大时，LED的显示值变大，反之则变小。。而且此系统的测量范围为30db-130db，完全符合设计要求，而且指示灯也能指示一定的声压级范围。
故本次设计符合设计的要求，能实现对噪声信号的采集、处理及显示，功能性较强，具有一定的实践意义。
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第6章 课程设计总结
通过这次课设让我更深一步的了解的89C51的实际用处，也让我感受到单片机在实际中的重要性。该课题的主要任务是开发一个以89C51单片机为核心的噪声监测系统。
实验验证了系统的可行性，能满足设计要求，达到设计的指标，实现对噪声信号的采集、处理功能，并用LED显示出噪声的分贝值，采用指示灯指示出声压级的大概范围。
此课设的过程主要包括了硬件电路设计和软件程序的编写两个部分。从确定毕设题目，到查阅质料确定总体方案设计，总体方案论证，硬件电路的设计，硬件电路的优化，软件的设计，软件的优化，焊制硬件电路板，检验硬件电路，调试软件程序，到最后的软硬件联调，其中的每一个过程都是精心设计、仔细完成的。
总之，智能仪器被广泛应用于工程之中，而噪声检测器也被广泛用于实际的应用中，这也就是智能仪器的工程应用价值。
本文详细介绍了噪声监测系统的测量原理和系统组成，包括：噪声信号的转换、放大、A/D转换、数据采集和显示系统的设计。外界噪声信号通过传声器转换成音频信号，电信号经过放大和A/D 变换输入到单片机进行处理，并转换成相应的噪声分贝值通过LED 显示，从而实现噪声的实时监测。
该系统具有实现简单，精确度高，可用于实际进行噪声的实时监测等特点。
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参考文献
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