帶語音功能的溫濕度測量儀設計

濕度測量部分采用頻率輸出電路，因此軟件編程時，利用單片機的定時/計數功能得到與濕度值有關的頻率值，再轉換成相應的濕度值。單片機中有兩個定時/計數器，利用定時器TimerB定時1s，在這段時間內，計數器TimerA采用外部中斷源EXT1(下降沿觸發)作為時鐘源，從0x0000開始計數，利用定時中斷，定時時間到則進入中斷程序，保存計數值。執行完中斷程序后，停止定時器定時和計數器計數，此時保存的計數值就是接到IOB2端口的輸出頻率，再根據頻率與相對濕度的關系轉換成相應的濕度值。

3、語音播放程序設計

凌陽SPCE061A單片機支持語音播放所要求的硬件和軟件的全部功能。硬件方面：SPCE061A有兩類D/A轉換通道，一類是直接采用數/模轉換的DAC方式，另一類是采用脈寬調制的PWM驅動方式。兩類實現方式實質都是將數字信號轉換成模擬信號輸出。本系統采用雙通道數/模轉換DAC方式，將數字信號轉換成模擬信號輸出，經信號放大后，由揚聲器輸出。軟件方面：SPCE061A自帶有多種音頻壓縮算法，可分別實現高保真音樂、普通話等語音效果[6]，本系統采用SACM_S480音頻壓縮算法將錄制的語音文件壓縮成凌陽音頻格式，語音播放程序調用語音文件進行測量結果播報。

語音播放程序框圖如圖6所示。語音播放程序主要完成D/A轉換器、TimerA定時器和音量的初始化，從ROM里取出預先壓縮好的語音數據，解壓縮后存放在播放隊列中，中斷服務程序定時地從播放隊列中讀取數據，從D/A轉換器轉換后送揚聲器發出聲音。本系統設計溫濕度顯示和播放整數部分，在程序中分別對溫度和濕度測量結果計算十位和個位，判斷十位是否為零，如果十位是零，則直接播放個位;如果十位不是零，再判斷個位是否為零，如果個位是零，則直接返回，播放十位;如果個位不是零，則播放個位。

4、測試結果及誤差分析

表1是采用本裝置得到的恒溫箱溫度實測值與標準二類水銀溫度計的測量溫度值以及誤差。表2是在25℃下室內環境中，通過空氣加濕器調節濕度，采用便攜式露點濕度檢測儀(精度1% RH)測量的環境濕度與本系統測試的濕度值對比及誤差。

從表1可以看出，DS18B20的溫度測量比較穩定，本設計中溫度分辨率為0.5℃，如果調整傳感器的分辨率可將測溫精度提高到0.1℃。表2的數據可以看出，HS1101由于容易受到環境因素的干擾，誤差控制在5%范圍之內，當濕度超過80%時，由于濕度過大達到飽和狀態，系統無法測量出濕度。

5、結論

本文開發的集數據采集、處理、顯示及語音提示一體的便攜式測量儀，可用于室內溫濕度測量，溫度測量范圍0～80℃，精度0.5℃;濕度測量范圍0～80%RH，精度5%RH。溫濕度測量結果可通過液晶模塊實時顯示及按鍵控制進行語音播報。采用數字式溫度傳感器、頻率測量技術及單片機智能技術，本系統具有較高的穩定性和準確性。

參考文獻

[1]羅亞非.凌陽16位單片機應用基礎[M].北京：北京航空航天大學出版社，2005.

[2]沙占友.中外集成傳感器實用手冊[M].北京:電子工業出版社,2005.

[4]王選民,黃利君.應用SPCE061A單片機實現高精度測頻[J].微計算機信息,2006(32):103-105

[5]段世政,聶惠娟.基于SPCE061A的語音識別系統設計[J].新鄉師范高等專科學校學報,2006(05):44-45

[6]張瀟瀟.溫度濕度控制器[J].電子測量技術,2006(08): 64-65

[7]冀捐灶,史軍勇,張吉廣.一種用單片機實現的實用型溫濕度控制儀[J].儀表技術與傳感器,2004(10):10-12

[8]車愛靜,文環明,張艷.基于凌陽SPCE061A單片機的語音控制系統[J].電腦開發與應用,2006(10):49-51

[9]黃耀，Y亞東，謝光忠.高精度多功能溫濕度氧濃度測量儀.國外電子測量技術，2006，25(6)：28-30.