便携式语音环境参数测试仪设计

1 引言
人们健康意识和环保意识的逐渐增强使环境参数及其对身体的影响日益受到关注。然而现实生活中人们常常身处煤气、香烟、酒精等有害气体的包围之中，但因没有合适的测量仪器或因专业的测量仪器过于昂贵而不能方便地得知身边环境中的各种参数值，因而无法知晓环境参数是否会对身体或环境构成危害。这里介绍一种多功能环境测量仪的设计方法，该测量仪廉价、实用、便携，并有语音播报测量值及有害气体越限报警等多种功能。

2 总体结构与工作原理
该测量仪以凌阳16位单片机SPCE061A为控制核心，光线、温度、湿度、气体传感器将获得的环境信息量转换为模拟电信号，经A／D转换器转换为对应的数字信号后交由CPU处理；CPU实时计算测量值并将结果送液晶显示器显示，同时进行语音播报。
设有键盘、红外接收电路、人工复位和自动上电复位以及硬件看门狗电路。SPCE061A内部带有A／D、D／A转换模块，可以方便地实现模／数转换和语音播报功能。系统总体结构如图1所示。

3 硬件电路设计
3．1 温度光线模块
温度传感器采用R450型负热电阻，光线传感器采用高灵敏度光敏电阻，该温度传感器和光线传感器线性化较好，尤其在室内环境下，且阻值随外界物理量的变化较明显，因而可省去中间放大电路直接与单片机10A端口相连。光线温度测量模块电路如图2所示。整个电路由6 V电池供电，2 V的稳压管为A/D转换电路提供2 V基准电压．可调电阻R1用来校准由温漂和电源电压降低引起的基准电压的降低，R4与R6串联，光线强度的变化通过风分压值的变化反应，并输入到单片机的 IOAO端口，进行A/D转换。IOA端口设置为悬浮输入口，在单片机中定义变量iLM，光线测量得到的电压数据存放在iLM中，并根据iLM判断光线太强、太弱还是柔和。每1 ms取1次A/D转换数据，共取10次是为在100 Hz的自然光的一个周期中都能取到数据。取10次测量平均值查表得到光强。温度测量与光线测量原理基本相同。该模块电路原理如图2所示。