基于SPCE061A的环境测试仪的设计与实现毕业设计.docx
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基于SPCE061A的环境测试仪的设计与实现毕业设计
燕山大学
毕业设计（论文）
基于SPCE061A的环境测试仪的设计与实现
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日 期：
指导教师签名：
日 期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：
日 期：
摘要
环境测试仪是人们生活中经常用到的电子测量仪，本文对基于SPCE061A的环境测试仪的设计与实现进行了详细的研究。
环境测试仪主要用于环境温度测量和光线强度测试，借以发现温度与光线强弱是否符合我们的生理需要。
虽然现今市面上有很多环境测试仪，但针对人们学习生活需要的环境测试仪却很少，尤其是光线强度的测量，因此设计出可见光范围内的光线测试仪十分必要。
本设计以凌阳SPCE061A单片机作为控制平台，以红外线作为传输介质。
系统采用热敏电阻作为温度传感器，光敏电阻作为光线传感器，实现环境温度值和光线强度值的测量，测试结果表明了环境温度高低和光线状态，并由语音播报以提醒人们保护眼睛。
该环境测试仪在视距范围内可以独立灵活使用，而不受物理位置影响。
本测试仪在测量时，系统进行十次测量，再取平均值，大大提高了测量精度。
最后，通过对硬件和软件的调试，系统达到了本设计的要求。
关键词SPCE061A；温度测量；光线测量；传感器
Abstract
Environmentaltestingforpeople'slivesisoftenusedintheelectronicmeasuringinstrument,thepaper-basedenvironmentSPCE061Ainstrumentdesignandimplementationofadetailedstudy.Environmentaltestingismainlyusedformeasuringambienttemperatureandlightintensitytesttofindtemperatureandlightintensityisinaccordancewithourphysiologicalneeds.Althoughmanyoftoday'smarketenvironmenttester,butforpeopletostudytheneedsforenvironmentaltestingarefew,especiallylightintensitymeasurement,designedwithintheframeworkofthevisiblelighttesterisverynecessary.
ThedesignSunplusSPCE061ASCMisacontrolplatformtotheinfraredasatransmissionmedium.Thesystemusesthethermistortotakethetemperaturesensor,photosensitiveresistancetakestheopticalfibersensor,toachieveenvironmentaltemperatureandlightintensityofthemeasurement,testresultsshowedthattheambienttemperatureandlightinglevels,andbythevoicebroadcasttoremindpeopleofeyeprotection.Thetestenvironmentwithintheframeworkofflexibilityintheuseofindependent,freefromthephysicallocationofimpactin-the-horizon.Thetestinstrumentinthemeasurement,themeasurementsystemistakes10timestheaverage,greatlyimprovingthemeasurementaccuracy.Finally,thehardwareandsoftwaredebugging,thesystemreachedthedesignrequirements.
KeywordsSPCE061A;Temperaturemeasurement;Lightmeasurement;
Sensors;
第1章绪论
1.1课题背景
随着人们生活水平的提高，各种电子产品进行着突飞猛进的发展，电子测量仪也逐渐丰富起来，原来的模拟产品逐步向数字化转化，并且不断走向人性化。
本文中设计的环境测量系统充分发挥了人性化的特质，该环境测量系统由SPCE061A控制，配合传感器模组设计而成，利用SPCE061A的语音功能，配合传感器模组，测量温度或者光线，并且语音播放测量结果，并提醒人们保护眼睛。
1.1.1国内外研究动态
现代信息技术的三大基础是信息采集（即传感器技术）、信息传输（通信技术）和信息处理（计算机技术）。
传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器和光线传感器，被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。
现在人们的生活水平不断提高，对生活质量的要求也逐渐增强，因而对于生活产品的要求也随之加强。
现阶段，各种电子测量仪发展迅猛，产品更新速度快，原来的模拟产品逐步向数字化、综合化转化，并且不断走向人性化。
对于电子测量仪，随着人们的需求加大，不管是从技术还是外型，发展空间还很大。
我研究的课题就是利用SPCE061A的语音功能配合传感器模组，实现带语音播报功能的环境测试仪。
该测试仪主要应用温度传感器和光线强度传感器。
最新开发的智能温度传感器（例如MAX6654、LM83）还增加了传感器故障检测功能，能自动检测外部晶体管温度传感器（亦称远程传感器）的开路或短路故障。
MAX6654还具有选择“寄生阻抗抵消”（ParasiticResistanceCancellation，PRC）模式，能抵消远程传感器引线阻抗所引起的测温误差，即使引线阻抗达到100欧姆，也不会影响测量精度。
远程传感器引线可采用普通双绞线或者带屏蔽层的双绞线。
而光线强度传感器则是利用语音播报功能使环境测试仪趋于人性化、智能化发展[1]。
1.1.2环境测试仪的研究现状以及发展趋势
随着信息社会的发展，人类要求更舒适、便捷、高效的生活环境，而信息家电和计算机技术的发展也使这一要求越来越变为现实。
目前，国际上环境测试仪正由模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。
本设计以凌阳SPCE061A单片机作为控制平台，以红外线作为传输介质。
系统采用光敏电阻和热敏电阻作为传感器，通过红外遥控测试仪实现环境光线强度值的测量，测试结果表明了环境状态并由语音播报以提醒人们保护眼睛。
该环境测试仪在视距范围内可以独立灵活使用，而不受物理位置影响。
智能温度传感器（亦称数字温度传感器）是在20世纪90年代中期问世的。
它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶[2]。
目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。
智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。
有的产品还带多路选择器、中央控制器、随机存取存储器和只读存储器。
智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器；并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平[3-6]。
1.2课题研究的目的和意义
环境测试仪主要是应用于人们生活中，应用简单方便。
本环境测试仪可以通过测量进行语音播报，提醒人们保护眼睛，使其更加人性化，更适合人们生活中应用。
通过对环境测试仪的设计，使我更加了解了SPCE061A的内部结构，了解了其温度/光线测量的原理，对电子测量仪的工作原理有了简单的了解，对其研究也产生了很大的兴趣。
本次设计加强了我对以前所学的专业知识的认识并加以巩固，并学以之用，初步了解了现实生活中简单电子产品的工作原理。
1.3本文主要内容与结构
本文对基于SPCE061A的环境测试仪的设计与实现进行了详细的研究。
环境测试仪主要用于环境温度测量和光线强度测试，借以发现温度与光线强弱是否符合我们的生理需要。
本设计以凌阳SPCE061A单片机作为控制平台，以红外线作为传输介质。
系统采用热敏电阻作为温度传感器，光敏电阻作为光线传感器，实现环境温度值和光线强度值的测量，测试结果表明了环境温度高低和光线状态，并由语音播报以提醒人们保护眼睛。
本文结构如下：
第一章介绍了环境测试仪的课题背景，国内外研究的动态和环境测试仪的发展现状，从总体上对课题的发展进行了概述。
第二章系统介绍了环境测试仪的设计方案，从总体上讲述了环境测试仪的工作原理以及实现功能。
第三章介绍了环境测试仪设计中应用到的硬件部分。
环境测试仪的核心元件是SPCE061A，本章主要介绍了SPCE061A的性能特点和内部结构，对其内部的主要部分：
A/D转换、并行I/O口、看门狗等。
SPCE061A与传感器、液晶模块相连，通过61按键测量环境温度。
下面介绍了传感器模组和液晶显示的工作原理以及各模块的电路。
第四章介绍了环境测试仪的软件设计，通过各个功能实现程序的流程图系统介绍了内部实现的原理。
最后是本文的结论。
第2章方案概述
2.1设计的要求
本方案利用61板作为控制板，通过传感器模组进行温度和光线的测量，并能实现温度值和光线状况的播放功能：
SPCE061A监测环境光线状况，并根据光线强弱进行温馨提示：
如果光线太弱，系统播报“光线太弱，请注意保护眼睛”，如果光线太强，系统播报“光线太强，请注意保护眼睛”；通过61板的KEY3键启动测量，并播放当前环境的温度值和光线状态；温度测量最小单位为1°C；光线监测分为三个等级：
光线太强、光线太弱、光线柔和；液晶显示测量结果。
2.2方案简介
2.2.1方案选择
采用常规单片机如89C51实现，单片机软件编程自由度大，可用编程实现各种控制，但89C51需要外界模数传感器来满足数据采样，如果系统增加语音播报功能，还需要语音芯片，对外围电路来说比较复杂，且软件实现也比较麻烦。
另外89C51单片机需要用仿真器来实现软硬件的调试，较为繁琐。
利用51单片机进行开发，硬体开发系统要求很多，如仿真器、烧录器、开发板等。
软体开发工具有富兰克林、Keil51等。
61板是SPCE061A的硬体开发系统，用户只采用61板就可以进行开发，与61板配套的软体开发工具名称为
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