基于SPCE061A的环境测试仪的设计与实现毕业设计.docx

1、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

2、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

3、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AbstractEnvironmental testing for peoples lives i

4、s often used in the electronic measuring instrument, the paper-based environment SPCE061A instrument design and implementation of a detailed study. Environmental testing is mainly used for measuring ambient temperature and light intensity test to find temperature and light intensity is in accordance

5、 with our physiological needs. Although many of todays market environment tester, but for people to study the needs for environmental testing are few, especially light intensity measurement, designed within the framework of the visible light tester is very necessary. The design Sunplus SPCE061A SCM

6、is a control platform to the infrared as a transmission medium. The system uses the thermistor to take the temperature sensor, photosensitive resistance takes the optical fiber sensor, to achieve environmental temperature and light intensity of the measurement, test results showed that the ambient t

7、emperature and lighting levels, and by the voice broadcast to remind people of eye protection. The test environment within the framework of flexibility in the use of independent, free from the physical location of impact in-the-horizon. The test instrument in the measurement, the measurement system

8、is takes 10 times the average, greatly improving the measurement accuracy. Finally, the hardware and software debugging, the system reached the design requirements.Keywords SPCE061A; Temperature measurement; Light measurement; 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

9、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

10、。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”(Parasitic Resistance Cancellation，PRC)模式，能抵

11、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，

12、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

13、。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

14、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

15、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

16、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1C；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