基于单片机环境噪音测量仪

毕业设计（论文）课题名称：

基于单片机的环境噪音测试仪

专业电气系工程系

班级车辆电子081

学生姓名陈斌

指导老师张敏三

完成日期 2010年12月

2011届毕业设计任务书

一、课题名称：基于单片机环境噪音测量仪系统的设计

二、指导老师：张敏三

三、设计内容与要求

1、课题概述

本课题采用单片机设计一个环境噪音测量仪，实现测量噪音基本功能。通过这个具体控制系统的设计，掌握微机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路，特别是一些常用的技术手段，在实践教学环节中，积累设计经验，开拓思维空间，全面提高个人的综合能力。

2、设计内容与要求

（1）设计内容：

1)绘制噪音测量仪系统框图，确定设计方案。

2)了解电路所需芯片的功能、参数和工作原理。

3)采用protel完成噪音测量仪的原理图绘制。

4)采用C语言完成软件设计。

5)采用软件完成编译、仿真、下载.

6)完成噪音测量仪的硬件设计方案.

7)调试并实现噪音测量仪控制系统的功能.

（2）设计功能要求：

外界噪声信号通过传声器转换成音频信号,经过放大和V /F变换输入到单片机进行处理,实现对噪音的时实监测。

四、设计参考书

《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机技术与应用》

五、设计说明书要求

1)封面

2)内容摘要

3)目录

4)绪论

5)正文（设计方案比较与选择、设计方案原理、计算、分析、设计结果的说

明及特点）

6)文献

7)致谢

8)附录（参考文献、图纸、材料清单）

六、毕业设计进程安排

第1周：材料准备与借阅，了解设计思路。

第2-3周：设计要求说明及课题内容辅导，完成图纸初稿。

第4-6周：进行毕业设计，完成说明书初稿。

第7-8周：第一次检查，了解设计完成情况。

第9周：第二次检查学生设计完成情况，并做好毕业答辩准备。

第10周：毕业答辩与综合成绩评定。

七、毕业设计答辩及论文要求

1、毕业设计答辩要求

答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或者毕业论文、专题报告等必要数据交指导老师审阅，由指导老师写出审阅意见。

学生答辩时对自述部分写出的书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始数据或者参考文献、实验方法、测试方法、鉴别学生独立工作的能力、创新能力。

2、毕业设计论文要求

文字要求：说明要求打印，不能手写。文字通顺，语言通顺，排版合理，无错别字，不允许抄袭。

3、图纸要求：按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。

4、曲线图纸要求：所有曲线、图表、线路图、程序框图等不准手画，必须按国家标准或者工程要求绘制。

摘要

外界噪声信号通过传声器转换成音频信号,经过放大和V /F变换输入到单片机进行处理,并转换成相应的dB值通过LED显示,从而实现噪声的实时监测。其实现简单,精确度高,可用于实际进行噪声的实时监测。

关键词:传声器;运算放大器;转换器;单片机; LED

Abstract

Mon itor ing the no ise under control the m icroprocessorThis paper introduces the ways to convent the real2time monitoring of the noise intofrequen2cy by usingmicrophone, operational amp lifier and V /F converter, which will asmicrop rocessor’sinput signal. Then microp rocessorwill change it in to a dB value, which will be disp layed on LED.This way is simp le, high p recision, so it is always used in monitoring the urban noise.

Keywords: microphone; operational amp lifier; V /F converter; microp rocessor; LED

目录

摘要................................................................................................................ I Abstract .............................................................................................................II 第1章引言 (1)

1.1 噪音测量仪的选题背景 (1)

1.2 噪音 (1)

1.3 噪声的分类 (2)

1.4 噪声的危害 (3)

1.4.1 噪声对听力的损伤 (3)

1.4.2 噪声对健康的影响 (3)

1.4.3 噪声对正常生活和工作的干扰 (4)

1.4.4 特强噪声能损害仪器设备和建筑物。 (4)

1.5 噪声的评价 (4)

1.5.1 响度级和响度 (4)

1.5.2 声级 (6)

第2章功能概述和总体方案设计 (7)

2.1 功能概述 (7)

2.1.1 噪声测量原理 (7)

2.2 系统设计方案 (7)

2.2.1 传声器 (7)

2.2.2 运算放大器 (7)

2.2.3 转换器 (9)

2.2.4 单片机 (11)

2.2.5 驱动模块 (11)

2.2.6 LED显示 (12)

第3章总电路设计分析 (13)

3.1 系统硬件总电路构成 (13)

3.2 基于单片机环境噪音测量基本构成及原理 (13)

3.3 89S51单片机简介： (14)

3.4 单片机最小系统 (15)

3.5 芯片简介 (16)

3.5.1 LM331 (16)

3.5.2 LM358 (18)

第4章软件电路设计分析 (19)

4.1 频率与声压级检测算法 (19)

4.2 程序流程图 (19)

5.3 设计程序如下： (20)

第5章安装与调试 (26)

5.1 调试设备 (26)

5.2 调试步骤 (26)

5.3 调试过程中出现的问题 (27)

参考文献 (28)

结论 (29)

设计心得 (30)

致谢 (31)

附录一 (32)

附录二 (32)

附录二 (33)

第1章引言

1.1 噪音测量仪的选题背景

当今世界科技飞速发展,人类享受着科技发达带来的现代生活的同时,同样也承受着科带来副产品———各种各样的污染。其中,环境噪声污染就是现代人所不能回避的现实,尤以生活在城市中的人们为甚。为此,本文以8031单片机为控制核心介绍一种环境噪声测量方法。

1.2 噪音

噪声是一种声音，声音是由物体的机械振动而产生的。振动的物体称为声源，它可以是固体、气体或液体。声音可以通过介质（空气、固体或液体）进行传播，形成声波当声波到达人耳，人们就听到声音，声波在传播过程中可能会产生反射、绕射、折射和干涉。声音有强弱之分，并用声压p来表示其大小，单位是Pa (帕)，1 Pa=1N/m2（牛顿/米2），一个大气压等于1.013 × 105 Pa.。声压可以用峰值、平均值和有效值表示。声压的有效值是瞬时声压平方在一段时间平均数的平方根，又称均方根值（RMS），它直接与声波的能量有关，所以用得最多，以下除非另外说明，所论声压均指有效值。

由于声压变化的范围很大，例如人耳刚能听到的最小声压为2×10-5 Pa，而喷气式飞机附近的声压可达数百帕，两者相差数百万倍；同时考虑人耳对声音强弱反应的（对数）特性，用对数方法将声压分为百十个级，称为声压级。

声压级的定义是：声压与参考声压之比的常用对数乘以20，单位是dB（分贝），即：Lp = 20lg P/ Po

式中：p为声压（Pa.），p0=2×10-5Pa是参考声压，它是人耳刚刚可以听到声音的声压。

声波振动的快慢用频率f来表示，单位是Hz（赫），它表示物体在1秒内振动的次数。频率的倒数为振动周期T，单位是s（秒）。人类只能听到20Hz~20000Hz的声音，低于20Hz 的声音为次声，高于20000Hz的声音为超声。声波的幅值随时间的变化图称为声波的波形。如果波形是正弦波，则称为纯音，纯音的声波可以用

下述函数描述：

p=P sin（ωt+θ）

式中：P-幅值；ω-角频率，ω=2πf，f-频率；θ-初始相位。

如1000Hz声音就是指频率为1000Hz的纯音。如果波形是不规则的，或随机的，则称为噪声。如果噪声的幅值对时间的分布满足正态（高斯）分布曲线，则称为“无规噪声”。

1.3 噪声的分类

按照声源的不同，噪声可以分为机械噪声、空气动力性噪声和电磁性噪声。机械噪声主要是由于固体振动而产生的，在机械运转中，由于机械撞击、磨擦、交变的机械应力以及运转中因动力不平均等原因，使机械的金属板、齿轮、轴承等发生振动，从而辐射机械噪声，如机床、织布机、球磨机等产生的噪声。当气体与气体、气体与其它物体（固体或液体）之间做高速相对运动时，由于粘滞作用引起了气体扰动，就产生空气动力性噪声，如各类风机进排气噪声、喷气式飞机的轰声、内燃机排气、储气罐排气所产生的噪声爆炸引起周围空气急速膨胀亦是一种空气动力性噪声。电磁性噪声是由于磁场脉动、磁致伸缩引起电磁部件振动而发生的噪声，如变压器产生的噪声。按照噪声的时间变化特性，可分为四种情况：噪声的强度随时间变化不显著，称为稳定噪声（见图1-1a），如电机织布机的噪声。噪声的强度随时间有规律地起伏，周期性地时大时小的出现，称为周期性变化噪声（见图1.1b），如蒸汽机车的噪声。噪声随时间起伏变化无一定的规律，称为无规噪声（图1-1c），

图1-1

如街道交通噪声。如果噪声突然爆发又很快消失，持续时间不超过1s，并且两个连续爆发声之间间隔大于1s，则称为脉冲声（图1-1d），如冲床噪声、枪炮噪声等。城市环境噪声在噪声研究中占有很重要的地位，它主要来源于交通噪声、工业噪声、建筑施工噪声和社会生活噪声。由于城市中机动车辆的日益增多和超声速飞机的大量使用，运输工具（如汽车、拖拉机、火车、飞机等）产生的噪声成了城市环境噪声的主要污染源之一。工业噪不仅直接对生产工人带来危害，而且影响附近居民。工业噪声中，纺织厂的噪声90~106dB，机械工业在80~120dB，大型球磨机、大型鼓风机在130dB以上。工业噪声是造成噪声性的主要原因。建筑施工噪声是由于建筑工地使用各种打桩机、搅拌机、切割机等施工机械引起的噪声。社会活动和家庭生活噪声也是普遍存在的，例如为了宣传活动而过量地使用高音

喇叭，就会产生令人烦恼的噪声。在社会生活中，不当地使用收音机、录音机、电视机，在很多情况下也会成为一种对邻居干扰的噪声源。电风扇、电冰箱、洗衣机等家用电器，如设计制造不合理，或使用不当亦会成为噪声源。

1.4 噪声的危害

1.4.1 噪声对听力的损伤

短时间处于高噪声环境中，双耳难受、头痛、不舒服，过一段时间适应了，但这以后，双耳嗡鸣，一般令听力损失15dB。休息几小时后，听力会逐渐恢复，这叫暂时性听力损伤（听阈偏移、听觉疲劳），听觉器官未受到器质性损害。如果长期在高噪声环境下工作，日积月累，内耳器官会发生器质性病变，听觉疲劳不能恢复，成为永久性听阈偏移，这就是噪声性耳聋。如何确定为耳聋？ISO规定在500、1000、2000Hz三个倍频程内听阈提高的平均值在25dB以上时，即认为听力受到损伤，又叫轻度噪声性耳聋。噪声性耳聋与噪声强度、频率以及作用时间的长短有关。强度越大，频率越高，作用时间越长，噪声性耳聋发病率就越高。工人在85dB（A）环境下工作15年，发病率为5%。90dB为14%。105dB则达50%以上。如达到120dB，即使短时间也会造成永久性听力损伤。当达到140dB时，听觉器官会发生急性创伤，致使鼓膜破裂出血，双耳突然失听，这是一次性使人耳聋的恶性噪声性耳聋。噪声性耳聋分两种情况：一是机械传导性耳聋，由外耳道阻塞、耳鼓或听觉系统损坏或功能降低引起。二是神经感觉性耳聋，由耳蜗中听觉神经功能衰退引起，也可由传导神经和大脑听觉中枢功能的降低引起。噪声性耳聋两个特征：一是有一个持续积累的过程，一开始感觉不明显，容易被忽视；二是不能治愈。

1.4.2 噪声对健康的影响

1．作用于人的中枢神经系统，引起头痛、脑胀、耳鸣、失眠、全身无力、为神经官能症。

2．引起消化不良，食欲不振、恶心呕吐、导致肠胃病和溃疡病。

3．引起心跳加快，心律不齐，血压升高，动脉硬化，冠心病。

4．视觉器官：眼睛、视力减退、眼花、使劳动生产率下降。

5．内分泌功能影响，胎儿正常发育的影响，及胎儿听觉器官影响。机场噪声无论大小对儿童健康都

有不良影响，引起儿童的血压升高和紧张荷尔蒙凝聚度显著上升。

1.4.3 噪声对正常生活和工作的干扰

1．影响睡眠。40dB（A）连续噪声使10%的人睡眠受到影响，70dB（A）影响50%。突发噪声40dB（A），可使10%的人惊醒，60dB可使70%的人惊醒。我国大城市的交通噪声（70~85dB）、火车噪声（75dB）、飞机噪声（95~120dB）、工厂噪声（60~70dB）、建筑施工噪声（80~90dB），均会影响居民的睡眠。

2．影响交谈和通讯。通常谈话声不大于70dB，大声可达85dB，当噪声级与谈话声级相接近时，正常交谈会受到干扰。噪声级比谈话声级高10dB以上时，谈话声安全被掩蔽。一般65dB噪声就会干扰普通谈话。如果噪声级超过90dB，大喊大叫也听不清。

3．影响工作。分散人的注意力，使人容易疲劳，反应迟钝，影响工作效率，增高工作差错率。上课时受噪声干扰，使教师提高嗓门，增加劳累，学生分散注意力，影响教学效果。

1.4.4 特强噪声能损害仪器设备和建筑物。

噪声引起仪器设备振动，高噪声超过135dB时，会使电子仪器发生故障；超过150dB时，元器件可能损坏。在特强噪声作用下，会使材料或结构产生疲劳而断裂——声疲劳现象。

1.5 噪声的评价

1.5.1 响度级和响度

声压和声强都是客观物理量，声压越高，声音越强；声压越低，声音越弱，但是它们不能完全反映人耳对声音的感觉特性。人耳对声音的感觉，不仅和声压有关，也和频率有关。一般对高频声音感觉灵敏，对低频声音感觉迟钝，声压级相同而频率不同的声音听起来可能不一样响。为了既考虑到声音的物理量效应，又考虑到声音对人耳听觉的生理效应，把声音的强度和频率用一个量统一起来，人们仿照声压级引出了一个响度级的概念。使用等响实验方法，可以得到一族不同频率、不同声压级的等响度曲线。实验时用1000Hz的某一强度（例如40dB）的声音为基准，用人耳试听的办法与其它频率（例如100Hz）声音进行比较，调节此声音的声压级，使它与1000Hz声音听起来响度相同，记下此频率的声压级（例如50dB）。再用其它频率试验并记下它们与1000Hz声音响度相等的声压级，将这些数据画在坐标上，就得到一条与1000Hz、40dB声压级等响的曲线。这条曲线用1000Hz时的声压级数值来表示它们的响度级值，单位为方，这里就是40方。同样以1000Hz其它声压级的声音为基准，进行不同频率的响度比较，可以得出其它的等响度曲线。经过大量试验得到的并由国际标准化组织（ISO）推荐为标准的等响度曲线：

图1-2 频率与声压级的关系图

从图中可以看出：

（1）当响度级比较低时，低频段等响度曲线弯曲较大，也就是不同频率的响度级（方值）与声压级（dB值）相关很大，例如同样40方响度级，对1000Hz声音来说声压级是40dB，对100Hz声音是50dB，对40Hz声音是70dB，对20Hz声音是90dB。

（2）当响度级高于100方时，等响度曲线变得比较平坦，也就是声音的响度级主要决定于声压级，与频率关系不大。

（3）人耳对高频声音，特别是3000~4000Hz的声音最敏感，而对低频声音则频率越低越不敏感。响度级虽然定量地确定了响度感觉与频率和声压级的关系，但是却未能确定这个声音比那个声音响多少。

图1-3

1.5.2 声级

声压级只反应声音强度对人响度感觉的影响，不能反映声音频率对响度感觉的影响。响度级和响度解决了这个问题，但是用它们来反映人们对声音的主观感觉过于复杂，于是又提出了计权声压级的概念。计权声压级就是用一定频率计权网络测量得到的声压级，计权声压级简称声级。在声学测量仪器中，通常根据等响度曲线，设置一定的频率计权电网络，使接收的声音按不同程度进行频率滤波，以模拟人耳的响度感觉特性。当然我们不可能做无穷多个电网络来模拟无穷多根等响度曲线，一般设置A，B和C三种计权网络，其中A 计权网络是模拟人耳对40方纯音的响度，当信号通过时，其低、中频段（1000Hz以下）有较大的衰减。B计权网络是模拟人耳对70方纯音的响度，它对信号的低频段有一定衰减。而C计权网络是模拟人耳对100方纯音的响度，在整个频率范围内有近乎平直的响应。利用具有一定频率计权网络和时间计权的声学测量仪器对声音进行声压级测量，所得到的读数称计权声压，简称声级，单位为dB。

第2章功能概述和总体方案设计

2.1 功能概述

可以正常测量环境噪声大小。

2.1.1 噪声测量原理

噪声测量结构如图1所示。其中,外部声音信号传播到传声器,并通过运算放大器将输入的微弱音频信号转换为一信号电平(电压信号) ,此电压信号则由V /F转换器转换成对应的具有一定频率的脉冲信号,以便单片机接收。单片机根据输入的脉冲信号进行处理,并经量纲转换出所对应的DB值,最后在单片机控制下由LED实时显示出来。

图2-1 噪声测量结构框图

2.2 系统设计方案

2.2.1 传声器

用于接收外部声音信号,并输出一微弱的音频信号。实际就相当于一个麦克风。

2.2.2 运算放大器

方案一、采用三极管进行放大，利用三极管多级放大原理Au=Au1Au2……Aun

根据三极管的多级放大特性，在计算各级电路的电压放大倍数时，必须考虑后级的输入电阻对前级电路电压放大倍数的影响。

方案二、采用通用集成块LM324进行放大LM324为美国国家半导体公司生产的单电源集成运算放大器，它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。在应用电路，可以双电源工作，也可单电源工作，其输出电压可以和各种逻辑电平匹配，内部已经进行了频率补偿，且具有电源电压宽，静态功耗小，价格低廉等优点。

图2-2 LM324运算放大原理图

方案三、采用通用集成块LM358进行放大，根据集成运放同向输入比例运算原理。其中Rf为反馈电阻，R为反向接地端，改变R与Rf的阻即可以改变放大倍数。也可以采用多级放大，多级放大倍数算法Au=Au1Au2…Aun

图2-3LM358运算放大原理图

经过长时间的电路调试我们确定了放大部分采用方案三，因为方案一采用的是三极管放大达不到20～20KHZ的频率信号放大，而采用方案二虽然可以达到所需的频率放大，但是所采用的放大是用双电源供电，而单电源供电无法达到我们所需的要求，而双电源供电所需的成本又高了，并且用双电源供电还必须考虑到电源的纹波系数，如果纹波系数较大会把输出的信号给掩盖无法达到所需要求。而采用方案三不但可以达到20～20KHZ的频率信号放大，而且电源供电时采用9V单电源供电，我们只要有一个9V蓄电池就可以解决了，而且

采用LM358不但便宜而且所需的电路也比较简单。

2.2.3 转换器

方案一、采用ADC0809是CMOS型8位逐次逼近型A/D转换器。内部结构如图（1），它由一个8路模拟开关、一个地址锁存译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁存器用于锁存A/D转换完的数字量，三态输出锁存器当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器存取走转换完的数据。适用于分辨率较高而且转换速度适中的场合。

图2-4 ADC0809的引脚图

方案二、采用单电源LM331V/F转换，在整个测量电路中,电压信号与脉冲信号即V /F 的转换对整个系统的性能起着重要作用,因此本系统采用了高性能的电压频率转换集成电路LM331作为系统的核心,由LM331构成的V /F转换电路,将电压信号( 0～5V)转换成对应的频率信号( 0～10KHz) ,该频率信号以TTL电平送入89S51单片机的P3. 5引脚,作为T1的计数脉冲。

图2-5 LM331单电源V/F变换图

方案三、采用双电源供电LM331V/F转换，LM331是美国NS公司生产的性价比较高的精密电压频率转换器,它采用新的温度补偿能隙基准电路,在整个工作温度范围内和4. 0V 电源电压下都有极高的精度。LM331的动态范围宽,可达100dB;线性度好,最大非线性失真小于0. 01% ,工作频率低到0. 1Hz时,仍有较好的线性;变换精度高,数字分辨率可达12位;抗干扰能力强,外接电路简单,只需几个阻容元件就可构成V /F变换电路,并且容易保证转换精度。在该电路中,基于LM331的压频转换关系为:fout = (RSVIN ) /(2. 09RL CtRt )电路中的RS 主要用于调节电路的转换增益。Ct ,Rt , RL 的典型值分别为6. 8KΩ, 0. 01uF和100KΩ, RS 值由设计者自己决定,其可调电阻用于对基准电流进行调节,以校正输出频率。由于RS、Rt、RL 和电容Ct 会直接影响fout的转换结果。因此,对这些元件的参数有一定的要求,设计时应根据转换精度适当选择。电容CL对转换结果虽有应选择漏电流小的电容器。用电阻Ri 和Ci 组成低通滤波器,可减少输入电压中的干扰脉冲,提高转换精度。

图2-6 LM331双电源V/F变换图

最终我们确定了方案二为我们的转换电路，方案一中采用的是ADC0809它的转换速度没有LM331的转换速度快，而且转换电路中用到了双D触发器进行74LS74分频，从而进行电压测量。而方案三采用的是正负12V双电源进行供电，前面我们说到标准电源的纹波系数比较大，会影响我们的信号，而且我们采用的放大器是单电源9V供电，如果我们采用的是方案三，那么我们又会多出个电源，所以我们才用的是方案二，不但解决了转换速度、转换效率、电源问题、是否影响信号。

2.2.4 单片机

本测量系统选用流行的89S51单片机。T1设为计数状态,用于对前向通道V /F输入的脉冲信号进行计数;T0设为定时状态,用于定时读取T1计数值(定时时间为1秒,即单位时间) 。相应的程序编制较为简单,主要任务是实现单片机对输入的脉冲信号进行采集,并进行频率与DB 的量纲转换,以及控制LED显示相应的DB值。

2.2.5 驱动模块

数码管驱动常用的驱动电路由三极管（PNP）和芯片驱动（74LS164）两种，本文采用的是8550型三级管驱动。

图2-7驱动模块图

2.2.6 LED显示

根据一般城市内噪声等级、测量方法和标准,显示只需四位即可满足要求———显示格式: ××DB。该电路采用动显示方式,段选使用89S51内部带上拉电阻的准双向口P1的8个管脚,用三极管做驱动器;位选使用具有能,带内部上拉电阻的准双向口P2的P210～P213,用一片7406做4路反相缓冲驱动器,由于7406是集电极开路,故需并接4只上拉电阻。LED选用四位红光共阳极数码管。

图2-8 LED显示模块图

第3章总电路设计分析

3.1 系统硬件总电路构成

实现本设计要求的具体功能，可以选用AT89C51单片机及外围器件构成最小控制系统，本系统以单片机为核心，组成一个自动控制为一身的闭环控制系统。系统硬件电路由单片机最小系统，显示模块。

3.2基于单片机环境噪音测量基本构成及原理

图3-1环境噪声基本构成图

基于单片机的脉搏测量仪的设计

于单片机的脉搏测量仪的设计 摘要 脉搏波所呈现出来的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，能反映出人体心血系统中许多生理疾病的血流特征。根据人体脉搏信号特征，本论文设计了一种基于单片机的脉搏测量系统。 系统采用红外发射与接收二极管充当脉搏传感器来采集脉搏信号。首先将采集到的信号通过低通滤波与放大电路对脉搏信号进行处理，然后，将放大的脉搏信号通过整形电路进行电压基准变化，在经过一次放大电路对整形后的脉搏信号进行放大，将信号转换为AT89S52单片机易于处理的脉冲信号。通过单片机编程对脉冲信号进行处理，测量出一分钟内的脉搏次数，最终在数码管中直观的显示出来。 为了节省时间，一般不会作一分钟的测量，通常是测量10秒钟时间内的脉搏数，再把结果乘以6即得到每分钟的脉搏数。发光二极管可以通过发光的形式显示脉搏的跳动。 关键词：脉搏测量仪；AT89S52；LED；信号处理

目录 引言 (1) 第1章绪论 (2) 1.1 脉搏测量仪介绍 (2) 1.2脉搏测量仪的应用 (2) 第2章主要器件介绍 (3) 2.1 单片机的选择 (3) 2.1.1 AT89S52简介 (3) 2.1.2 AT89S52特点.................................................................................................... . (3) 2.1.3 AT89S52引脚功能说明 (4) 2.2 传感器的选择 (6) 2.2.1 红外发光二极管简介 (6) 2.2.2光敏三极管简介 (7) 2.3 驱动芯片的选择 (7) 2.3.1 74LS245简介 (7) 2.3.2 74LS04简介 (8) 2.4 显示器的选择 (9) 2.4.1 三位共阳八段数码管简介 (9) 2.4.2 八段数码管字形表 (9) 第3章系统硬件设计 (10) 3.1 设计原理 (10) 3.2 外围电路 (10) 3.2.1 电源电路...................................... 错误！未定义书签。 3.2.2 复位电路 (11) 3.2.3 晶振电路 (12) 3.2.4 脉搏信号采集放大电路.......................... 错误！未定义书签。 3.2.5 LED显示电路.................................. 错误！未定义书签。第4章系统软件设计.. (14) 第5章软件调试及仿真 (15) 5.1 软件编译......................................................................................... 错误！未定义书签。 5.2单片机的选择 (17) 5.3系统仿真测试 (16) 结论 (18) 参考文献 (19) 致谢 (20) 附录一 (20) 附录二 (21)

环境噪声监测技术规范

环境噪声监测技术规范 环境噪声监测技术规范结构传播固定设备噪声 1适用范围 本标准规定了结构传播固定设备噪声监测测量计划制定、现场调查方法、监测点位设置、室 内低频噪声测量方法、监测数据处理与评价、资料整编和监测质量保证等的技术要求。 本标准适用于结构传播固定设备噪声引起的室内低频噪声污染监测。 2规范性引用文件 本标准内容引用了下列文件的条款。凡不注明日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。 GB3785声级计电、声性能及测量方法 GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准 GB22337社会生活环境噪声排放标准 GB/T3241倍频程和分数倍频程滤波器 GB/T15173声校准器 GB/T17181积分平均声级计 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1倍频带声压级soundpressurelevelinoctave 采用符合GB/T3241规定的倍频程滤波器所测量的频带声压级。本标准规定的噪声频谱分析 时使用的倍频带中心频率为31.5Hz、63Hz、125Hz、250Hz、500Hz，其频率覆盖范围为22Hz～ 707Hz。 3.2低频噪声LowFrequencyNoise 不同的国家或地区对于低频噪声的频率范围的认定不尽相同，我国《工业企业厂界环境噪声 排放标准》（GB12348）和《社会生活噪声排放标准》（GB22337）规定固定设备结构传播的低 频噪声范围规定为31.5～500Hz。 3.3噪声评价数noiseratingnumber（NR） 是一种噪声评价方法，它通过一系列频谱曲线（NR噪声评价曲线）来反映不同声级和频率的 噪声对人造成的听力损失、语言干扰或烦恼的程度。曲线的NR值等于中心频率为1000赫的倍频 程声压级的分贝整数。为了弥补A声级在评价室内低频噪声污染方面的不足，本标准引入噪声评 2 价数NR。 4现场监测测量条件 4.1测量仪器 4.1.1声级计与滤波器

基于单片机环境噪音测量仪

毕业设计（论文）课题名称： 基于单片机的环境噪音测试仪 专业电气系工程系 班级车辆电子081 学生姓名陈斌 指导老师张敏三 完成日期 2010年12月

2011届毕业设计任务书 一、课题名称：基于单片机环境噪音测量仪系统的设计 二、指导老师：张敏三 三、设计内容与要求 1、课题概述 本课题采用单片机设计一个环境噪音测量仪，实现测量噪音基本功能。通过这个具体控制系统的设计，掌握微机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路，特别是一些常用的技术手段，在实践教学环节中，积累设计经验，开拓思维空间，全面提高个人的综合能力。 2、设计内容与要求 （1）设计内容： 1)绘制噪音测量仪系统框图，确定设计方案。 2)了解电路所需芯片的功能、参数和工作原理。 3)采用protel完成噪音测量仪的原理图绘制。 4)采用C语言完成软件设计。 5)采用软件完成编译、仿真、下载. 6)完成噪音测量仪的硬件设计方案. 7)调试并实现噪音测量仪控制系统的功能. （2）设计功能要求： 外界噪声信号通过传声器转换成音频信号,经过放大和V /F变换输入到单片机进行处理,实现对噪音的时实监测。 四、设计参考书 《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机技术与应用》 五、设计说明书要求 1)封面 2)内容摘要 3)目录 4)绪论

5)正文（设计方案比较与选择、设计方案原理、计算、分析、设计结果的说 明及特点） 6)文献 7)致谢 8)附录（参考文献、图纸、材料清单） 六、毕业设计进程安排 第1周：材料准备与借阅，了解设计思路。 第2-3周：设计要求说明及课题内容辅导，完成图纸初稿。 第4-6周：进行毕业设计，完成说明书初稿。 第7-8周：第一次检查，了解设计完成情况。 第9周：第二次检查学生设计完成情况，并做好毕业答辩准备。 第10周：毕业答辩与综合成绩评定。 七、毕业设计答辩及论文要求 1、毕业设计答辩要求 答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或者毕业论文、专题报告等必要数据交指导老师审阅，由指导老师写出审阅意见。 学生答辩时对自述部分写出的书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始数据或者参考文献、实验方法、测试方法、鉴别学生独立工作的能力、创新能力。 2、毕业设计论文要求 文字要求：说明要求打印，不能手写。文字通顺，语言通顺，排版合理，无错别字，不允许抄袭。 3、图纸要求：按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。 4、曲线图纸要求：所有曲线、图表、线路图、程序框图等不准手画，必须按国家标准或者工程要求绘制。

(最新版)基于单片机的脉搏测量仪的设计开题报告毕业论文

本科毕业设计 （ 论文） 开题报告 题目： 基于单片机的脉搏测量仪 的设计 课 题 类 型：设计丁实验研究□论文口 学 生 姓 名： 学 号： 专 业 班 级： 学 院： 信息工程学院 指 导 教 师： 开 题 时 间 年月日 开题报告内容与要求 一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值） 随着科技发展的不断提高， 生命科学和信息科学的结合越来越紧密， 出现了各种新 颖 的脉搏测量仪器，特别是电子脉搏仪的出现，使脉搏测量变得非常方便。 脉诊在我 国已具有

2600 多年临床实践，是我国传统中医的精髓，但祖国传统医学采用“望、闻、问、切”的手段进行病情诊断，受人为的影响因素较大，测量精度不高。科技的创新，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法，脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更就的数据。人体脉搏信号中包含丰富的生理信息，也逐渐引起了临床医生的很大兴趣，达到了方便、快捷、准确的测量脉搏的目的。随着电子测量技术的迅速发展，现代电子测量仪器以极快的速度向数字化、自动化的方向发展。制成的脉搏测量仪器性能良好，结构简单，有较好的应用和推广价值。 脉搏测量仪的设计，必须是通过采集人体脉搏变化引起的一些生物信号，然后把生物信号转化为物理信号，使得这些变化的物理信号能够表达人体的脉搏变化，最后要得出每分钟的脉搏次数，就需要通过相应的硬件电路及芯片来处理物理变化并存储脉搏次数。在硬件设计中一般的物理信号就是电压变化。本系统的组成包括传感器、信号处理、单片机电路、显示电路、键盘输入等部分。 二、毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述） 随着科学技术的发展，脉搏测量技术也越来越先进，对脉搏的测量精度也越来越高，国内外先后研制了不同类型的脉搏测量仪，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法，脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更就的数据。人体脉搏信号中包含丰富的生理信息，也逐渐引起了临床医生的很大兴趣，达到了方便、快捷、准确在测量脉搏的目的。随着电子测量技术的迅速发展，现代电子测量仪器以极快的速度向数字化、自动化的方向发展。制成的脉搏测量仪器性能良好，结构简单，有较好的应用和推广价值。而其中关键是对脉搏传感器的研究。起初用于体育测量的脉搏测试集中在对接触式传感器的研究，利用此类传感器所研制的指脉、耳脉等测量仪各有其优缺点。指脉测量比较方便、简单，但因为手指上的汗腺较多，指夹常年使用，污染可能会使测量灵敏度下降：耳脉测量比较干净，传感器使用环境污染少，容易维护。但因耳脉较弱，尤其是当季节变化时，所测信号受环境温度影响明显，造成测量结果不准确。过去在医院临床监护和日常中老年保健中出现的日常监护仪器，如便携式电子血压计，可以完成脉搏的测量,但是这种便携式电子血压计利用微型气泵加压橡胶气囊，每次测量都需要一个加压和减压的过程，存在体积庞大、加减压过程会有不适、脉搏检测的精确度低等缺点。 脉搏测量仪的发展主要向以下几个趋势发展： （1）自动测量脉搏并且对所得到的脉搏进行自动分析。目前很多脉搏测量仪都具有检测

环境监测课程设计——噪声监测

环境监测综合实践 -------噪声监测 姓名：学号： 班级：环境111 专业：环境工程 学院：海洋科学与工程学院

【摘要】 图书馆是读书、学习的地方，应当保持一个安静的环境，因而本实践对上海海事大学图书馆进行噪声监测与评价。通过对噪声声压级的监测，计算连续等效声压级，与环境噪声标准作比较，对噪声进行评价，并进行分析讨论，提出合理建议。 【关键词】图书馆噪声噪声计等效声级

目录 1前言 (1) 2相关原理知识 (1) 2.1噪声的概念 (1) 2.2噪声的量度单位 (2) 2.3噪声产生的原因 (2) 2.4噪声的分类 (2) 2.5噪声的特征 (2) 2.6噪声的危害及控制 (3) 2.7噪声的管理 (3) 3监测地点和时间 (3) 4监测方案 (3) 4.1监测仪器 (3) 4.2监测方法 (3) 4.3监测条件 (4) 5数据处理方法 (4) 6评价标准 (4) 7监测数据统计及分析 (5) 7.1数据处理 (5) 7.224小时声级变化图形 (6) 7.3昼夜等效声级 (6) 7.4结论及讨论 (6) 8参考文献 (7)

1前言 噪声监测作为环境监测中的一个重要因素和环境保护行业中的一项不可或缺的工作，是每一位环境专业的学生在大学学习阶段的必修课。一方面，它作为环境学科中专业课的基础课，另一方面它又是培养学生业务素质与能力的课程。 噪声污染和水污染、空气污染、固体废物污染等一样是当代主要的环境污染之一。但噪声与后者不同，它是物理污染，一般情况下它并不致命，且与声源同时产生同时消失，噪声源分布很广，较难集中处理。由于噪声渗透到人们生产和生活的各个领域，且能够直接感觉到它的干扰，不象物质污染那样只有产生后果才受到注意，所以噪声往往是受到抱怨和控告最多的环境污染。 噪声会干扰人们的睡眠、工作和学习，强噪声会使人听力损失。这种损失是累积性的，在强噪声下工作一天，只要噪声不是过强（120分贝以上），事后只产生暂时性的听力损失，经过休息可以恢复；但如果长期在强噪声下工作，每天虽可以恢复，经过一段时间后，就会产生永久性的听力损失。过强的噪声甚至能杀伤人体。 图书馆作为特殊的公共场所，安静的环境是图书馆读者最最基本的条件和要求，因此，从图书馆建筑的建设规划开始，图书馆员和建筑师就应想方设法控制图书馆内的噪音污染，通过各种努力为读者提供一个安静舒适的学习环境。在图书馆，噪声会影响我们的阅读和思考，影响我们的心情。因而，对图书馆进行噪声监测和评价，有其现实意义。 2相关原理知识 2.1噪声的概念 物理学定义：噪声是发生体做无规则振动时发出的声音。 生理学定义：凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音产生干扰的声音。从这个意义上来说，噪声的来源很多，街道上的汽车声、安静的图书馆里的说话声、建筑工地的机器声、以及邻居电视机过大的声音，都是噪声。

基于51单片机的心率体温测试系统

摘要 本文介绍了一种基于51单片机的心率体温采集系统。首先介绍了51系列单片机的内部相关配置、工作原理以及编程方法，其次介绍了温度传感器PT100的相关测温方法以及通过红外光电传感器TCRT5000对射的方法来抓取人体脉搏信号。此次设计的电路部分主要包括：传感测量电路、放大电路、滤波整形电路、AD转换电路、计数显示电路、控制电路、电源供电电路等。通过按键开始测试，将PT100及TCRT5000输入的微弱信号进行放大整形，最后AD采集转换传送给单片机，在LCD1602上显示相关体温及心率信息。 本次硬件设计基于比较稳定可行、低成本的设计思想，软件设计采用模块化的设计方法，并且详细分析了红外传感器TCRT5000应用于心率测量上以及PT100应用于温度测量上的原理及优点，阐述了其他各配合电路的组成与工作特点，并且通过仿真进行电路的可行性验证，最后完成实物电路的设计，使得本次课题的预期结果得以实现。 关键词：51单片机；传感器；仿真；AD转换 -I

Abstract This paper introduced a heart rate and body temperature acquisition system that based on 51 single chip microcomputer. First the internal configurations of 51 single chip microcomputer are introduced. And the paper also tell how 51 single chip microcomputer works and how can we program on it. Then the method of using temperature sensor PT100 to get body temperature is introduced, and we use infrared photoelectric sensor TCRT5000 to get the pulse signal of human body.The design of the circuit mainly comprises sensing circuit , amplifying circuit, filtering and shaping circuit, AD converting circuit, counting and displaying circuit, controlling circuit, power supplying circuit and so on. When the keyboard is pressed, the system starts to get signal. The small signal from PT100 and TCRT5000 will be amplified and shaped. Then ad converter will change the analog signal into digital signal and send to 51 single chip microcomputer . At last LCD1602 will display the information of body temperature and heart rate. Keywords: Piezoelectric sensors；control circuit；counters；Multisim2001 simulation software control circuit. -II

基于单片机的脉搏测量仪的设计

意义：医院的护士每天都要给住院的病人把脉记录病人每分钟脉搏数，方法是用手按在病人腕部的动脉上，根据脉搏的跳动进行计数。为了节省时间，一般不会作1分钟的测量，通常是测量10秒钟时间内心跳的数，再把结果乘以6即得到每分钟的心跳数，即使这样做还是比较费时，而且精度也不高。而该系统以AT89C51单片机为核心，以红外发光二极管和光敏三极管为传感器，并利用单片机系统内部定时器来计算时间，由光敏三极管感应产生脉冲，单片机通过对脉冲累加得到脉搏跳动次数，时间由定时器定时而得。系统运行中能显示脉搏次数和时间，系统停止运行时，能够显示总的脉搏次数和时间。 目的：实现脉搏波的实时存储并可实现与上位机( PC 机) 的实时通讯,作为多参数病人中心监护系统的一个模块完成心率检测和脉搏波形显示。 2.1 光电脉搏测量仪的结构 光电脉搏测量仪是利用光电传感器作为变换原件，把采集到的用于检测脉搏跳动的红外光转换成电信号，用电子仪表进行测量和显示的装置。本系统的组成包括光电传感器、信号处理、单片机电路、数码显示、电源等部分。 1．光电传感器 即将非电量(红外光)转换成电量的转换元件，它由红外发射二极管和接收三极管组成，它可以将接收到的红外光按一定的函数关系(通常是线性关系)转换成便于测量的物理量(如电压、电流或频率等)输出。 2．信号处理 即处理光电传感器采集到的低频信号的模拟电路(包括放大、滤波、整形等)。 3. 单片机电路 即利用单片机自身的定时中断计数功能对输入的脉冲电平进行运算得出心率（包括 AT89C51、外部晶振、外部中断等）。 4．数码显示 即把单片机计算得出的结果用8位LED数码管静态扫描来显示，便于直接准确无误的读出数据。 5. 电源 即向光电传感器、信号处理、单片机提供的电源，可以是5V-9V的交流或直流的稳压电源。

环境噪音测试仪的设计

课 程 设 计 课程名称 测控电路 课题名称 环境噪音测试仪的设计 专 业 测控技术与仪器 班 级 1302 学 号 201301200204 姓 名 翟富祥 指导老师 黄峰、徐谦、余晓霏、李亚 2016年 6月20日

电气信息学院 课程设计任务书 课题名称环境噪音测试仪的设计 姓名翟富祥专业测控技术班级1302 学号04 指导老师黄峰 课程设计时间2016年6月20日-2016年6月26日（17周） 教研室意见意见：审核人： 一、任务及要求 1）设计一个噪音测试仪，量程为0~100dB（也可以选择其它量程），分辨率10dB； 2）采用LED数码管显示测量值，具有“保持（HOLD）”功能和“启动（START）”按键。 设计要求： 1）安装、调试电路，记录调零、定标的数据，并对漂移（零漂、温漂）、重复性、线性度等参数进行测试、分析。 2）进行系统的方案设计； 3）要绘制原理框图，绘制原理电路； 4）要有必要的计算及元件选择说明； 5）如果采用单片机，必需绘制软件流程图； 6）写出课程设计报告。报告中应包括原理框图、参数曲线分析、操作方法、测控流程等，调试过程中遇到的问题，改进方法和总结体会。 7）答辩。 二、进度安排 周一：集中布置课程设计任务和相关事宜，查资料确定系统总体方案。 周二～周三：完成硬件电路设计 周四～周五：设计报告撰写。周五进行答辩和设计结果检查。 三、参考资料 1.测控电路（第2版），张国雄，机械工业出版社.2006。 2.模拟电子技术基础（第2版），童诗白，高等教育出版社.1988。 3. 传感器原理及应用（第2版），王化祥，天津大学出版社.1999。 4.中国传感器网站https://www.wendangku.net/doc/0c10304219.html,/

基于单片机的心率设计设计

基于单片机的心率设计设计

毕业设计（论文）题目心率监测系统设计

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：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

环境噪声监测仪器的选用

环境噪声监测仪器的选用 噪声测试仪，是用于工作现场，广场等公共场所的噪声检测和测试的仪器。噪声污染是影响较大的环境污染之一，较高分贝的噪音甚至会对人的耳膜造成严重的损伤，致使失聪等。噪声测试仪的应用可以提供噪声所达到的分贝以便采取相关措施控制和减小噪音。声音大小的计量单位是分贝，专业的噪音测试仪具有高灵敏的传感器，精度高，适用范围广，能广泛用于各种环境的噪音测量。 为防治噪声污染,保障城乡居民生活工作和学习的声环境质量,国家环境保护部最近发布了GB3096-2008《声环境质量标准》.GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》以及GB22337-2008《社会生活环境噪声排放标准》，并于2008年10月1日开始实施。 在以上三个环境噪声测量标准中，都提到环境噪声监测仪器为积分平均声级计或环境噪声自动监测仪,其性能应不低于GB3785和GB/T17181对2型仪器的要求。在老的声级计标准中，将声级计按准确度等级分为0型、1型、2型和3型。新的声级计标准将声级计按准确度等级分为1级和2级，它们与老的1型和2型相当，不再有0型和3型。 在GB12348-2008和GB22337-2008标准中,还规定测量35dB以下的噪声应使用1型声级计,且测量范围应满足所测量噪声的需要,这是因为1级仪器的性能则要比2级仪器好得多。例如准确度2级仪器和1级仪器综合起来两者的误差差异可能在1.0dB以上。在新的声级计标准中，要求1级声级计的工作温度范围为-10℃～+50℃，在此温度范围内相对于参考温度灵敏度变化不大于±0.5dB；而2级声级计的工作温度范围为0℃～+40℃，在此温度范围内相对于参考温度灵敏度变化不大于±1.0dB。由于环境噪声监测仪器大多在现场使用，环境条件变化较大，显然1级仪器更能满足环境噪声测量的要求。 在GB22337-2008和GB12348-2008标准中,首次提出结构传播固定设备室内噪声排放限值,规定当排放的噪声通过建筑物结构传播至噪声敏感建筑物室内时,噪声敏感建筑物室内等效声级既不得超过规定的A声级限值,也不得超过规定的室内噪声倍频带声压级限值,(倍频带中心频率为31.5Hz,63Hz,125Hz250Hz,500Hz,其复盖频率为22Hz-707Hz)这是考虑到不管是工业企业固定设备排放的噪声,还是社会生活噪声排放源排放的噪声,它们通过建筑物结构传播至噪声敏感建筑物室内(指医院,学校机关,科研单位,住宅等需要保持安静的建筑物)时,噪声的主要成份呈低频特性,这时测量A声级可能不会超过规定限值,但是对于人的干扰却不能忽视,因此只用A声级限值还不能保证噪声敏感建筑物室内声环境质量,新标准增加了低频段的倍频带声压级限值要求,而且这些限值一个都不得超过,这样就要求在测量A声级的同时,进行噪声的倍频带频谱分析。 测量噪声监测仪器性能和品种的差异很大，用于环境噪声监测的仪器至少应具有时间平均的积分功能，也就是至少能测量等效连续声级Leq值，这对于环境监理部门已经足够。但对于需要进行交通噪声测量或噪声普查的环境监测站，则还应有统计声级LN（N=5，10，50，90，95）测量和24小时监测功能。为了减少手工记录和便于数据进一步处理，往往还需要

基于单片机的心率计设计毕业设计论文

基于单片机的心率计设计 摘要 心率是指单位时间内心脏搏动的次数，包含了许多重要的生理、病理信息，特别是与心脑血管相关的信息，是生物医学检测中一个重要的生理指标，也是临床常规诊断的生理指标；因此迅速准确地测量心率便显得尤为重要。随着医疗水平和人们生活水平的提高，快速、准确、便携式心率计便成为一种新的发展趋势，同时伴随着单片机技术的发展，基于单片机的便携式心率计便不失为一个好的选择。 本心率计共有三大部分，分别为：传感器部分、信号处理部分、单片机控制部分。传感器部分采用光电式传感器实现对信号采集；信号处理部分则采用放大、滤波、波形变换等方法实现信号的有效处理；而单片机部分则实现对心率的计数和显示功能。通过这三部分的有效组合初步实现对人体心率的一个有效计数。 信号采集采用光电式传感器通过对手指末端透光度的监测，实现信号的采集；信号放大则采用四运放运算放大器LM324，波形变换采用555定时器构成反向施密特触发器；单片机控制模块则采用AT89C51微处理器和相关元器件通过C语言编程实现计数和显示功能。 关键词：心率，光电式传感器，信号处理，AT89C51

DESIGN OF HEART RATE METER BASED ON MCU ABSTRACT Heart rate is refering to the number in unit time of the heart beating, contains many important physiological and pathological information, especially information associated with cardiovascular, biomedical detection an important physiological indexes, and routine clinical diagnosis of physiological indexes; so quickly and accurately measuring heart rate appears to be particularly important. With the improvement of medical level and people's living standards, rapid, accurate and portable heart rate meter has become a new trend, accompanied by the development of SCM technology, will not be regarded as a good choice of meter based on microcontroller portable heart rate. Heart rate meter consists of three parts, respectively: sensor part, signal processing part, MCU control part. Part of the sensor using photoelectric sensor achieved the signal of the signal acquisition; signal processing part uses the amplification, filtering, waveform transform method to effectively d eal with; and part of SCM is to achieve counting on heart rate and display function. Through the effective combination of these three parts, an effective count of human heart rate is realized.. Signals were collected using photoelectric sensor through the monitoring of the degree of light at the end of a finger, to realize the signal acquisition; signal amplification four operational amplifier LM324 operational amplifier is used, the waveform transform the 555 timer constitute reverse Schmitt trigger; MCU control module is used AT89C51 microprocessor and related components by C language programming counting and display function. KEY WORDS: heart rate, sensor photoelectric, signal processing, AT89C51

环境噪声检测仪设计

课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院教研室：电气

摘要 环境噪声检测仪的主要功能是实时检测城市环境噪声，并利用3位大型数码管实时显示环境噪声大小。 由于环境噪声在人们的生活中已经产生不小的影响，所以，在现时我们应该以减小噪声对人们的不良影响为主要任务。 本文主要介绍了噪声检测系统的测量原理和系统组成，包括：外界的噪声信号经过转换、放大、A/D转换后，数据的采集和显示系统的设计。外界噪声信号经过噪声传感器转换成音频信号，音频信号经过放大和A/D转换后输入到单片机，由单片机进行处理，并转换成相应的噪声分贝值，然后显示在LED上，从而实现噪声的实时监测。 该系统实现过程简单，并且精确度高，可在实际生活中进行噪声的实时检测。 关键词：A/D转换器；噪声传感器；单片机；LED；运算放大器

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 (1) 第2章CPU最小系统设计 (2) 2.1 环境检测仪总体设计方案 (2) 2.2 CPU的选择 (2) 2.3 数据存储器扩展 (3) 2.4 复位电路设计 (4) 2.5 时钟电路设计 (5) 2.6 CPU最小系统图 (6) 第3章仪输入输出接口电路设计 (7) 3.1 噪声传感器的选择 (7) 3.2 噪声检测仪检测接口电路设计 (7) 3.2.1 A/D转换器选择 (7) 3.2.2 模拟量检测接口电路图 (8) 3.3 噪声检测仪输出接口电路设计 (9) 第4章噪声传感器软件设计 (10) 4.1 软件实现功能综述 (10) 4.2 流程图设计 (10) 4.2.1 主程序流程图设计 (10) 4.2.2 模拟量检测流程图设计 (12) 4.2.3 环境噪声检测仪流程图设计 (12) 4.3 程序清单 (14) 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)

基于89C51单片机的环境噪声测量仪

文章编号:1005-9490(2000)02-146-149 基于89C 51单片机的环境噪声测量仪 1 潘启勇,娄维鸿*,邬正义 (常熟高等专科学校物理系.　常熟,　215500) (*东南大学电子工程系.　南京,　210096) 摘要:介绍了一种用单片机构成环境噪声测量系统的设计方法。给出了相关硬件框图和软件流程图。 关键词:单片机;环境噪声;声压级;测量 中图分类法:TM 937.4 文献标识码:A 1　引　言 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89C 51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。 2　声压级的测量机理 人耳的听阈一般是20L Pa,痛阈一般是200Pa,其间相差107倍,这样宽广的声压范围很不易测量,而且人耳对声压的相对变化的分辨具有非线性特征。因此,声学中常用声压级L p 来反映声压的变化,将声压p 的声压级表示成 Lp =20lg(p /p 0) (dB)(附) 其中:基准量p 0为20L Pa 。当p =p 0时,L p =0dB,而当p =200Pa 时,L p =140dB 。 用声级计可以测量声压级,采用1kHz 纯音输入0.2s 到0.25s 或0.5s 以上,即可得到真实声压级或平均声压级。考虑到人耳对不同频率的响度感觉,在噪声测量中,常取40 phon 等响曲线的反曲线对声压级进行计权校正,即用A 计权网络测得A 声级,写成dB (A)。附表给出倍频带中心频率与A 声级的校正量之间的关系: 附表　倍频中心频率与A 声级校正量对应表 倍频带中心频率/Hz 31.5631252505001k 2k 4k 8k 16k A 声级校正量/dB -39.4-26.2-16.1-8.6- 3.20 1.2 1.0- 1.1- 6.6第23卷第2期2000年6月 电　子　器　件Journal of Electron Devices Vol.23,No.2June.20001来稿日期:1999-12-27

基于单片机的脉搏测量器设计

东北石油大学课程设计 2013年7 月7 日

东北石油大学课程设计任务书 课程：单片机的控制系统课程设计 题目：基于单片机的脉搏测量器设计 专业：自动化姓名：学号：1006011401 主要内容、基本要求、主要参考资料等 主要内容： 基于单片机的脉搏测量器设计，主要内容如下： 1、要求通过手指测量脉搏跳动； 2、准确测量出1分钟内脉搏跳动的次数； 3、通过数码管显示出1分钟内脉搏跳动的次数； 4、通过发光二极管显示脉搏的跳动。 基本要求： 1、熟悉51系列单片机系统的基本构成和工作原理。 2、设计并实现具有复位功能的单片机最小系统。 3、掌握51系列单片机I/O、定时器等操作方法。 4、掌握单片机的一般编程技巧。 参考资料： 1、张毅刚．单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社,2010. 2、蔡美琴．MCS-51系列单片机系统及其应用[M].北京：高等教育出版社,2004. 3、朱国富，廖明涛，王博亮.袖珍式脉搏波测量仪[J].电子技术应用.1998年.第1期. 4、刘云丽，徐可欣等.微功耗光电式脉搏测量仪[J].电子测量技术.2005年.第2期. 5、程咏梅，夏雅琴，尚岚.人体脉搏波信号检测系统[J].北京生物医学工程.2006年.第 25卷 完成期限2013-7-7 指导教师 专业负责人 2013年6月28日

目录 第1章绪论 0 第2章系统结构及主要元器件 0 2.1 系统结构 0 2.2 元器件清单 0 2.3 单片机AT89S52功能介绍 0 2.4 半导体发光二极管工作原理、特性及应用 (3) 第3章硬件设计 (4) 3.1 单片机复位电路设计 (5) 3.2 单片机晶振电路设计 (5) 3.3 红外发射和接收电路的设计 (6) 3.4 7SEG-MPX4-CC与单片机接口电路 (7) 3.5 电路原理图 (8) 第4章软件设计 (9) 4.1 程序流程图 (10) 4.2 程序清单 (10) 第5章系统仿真及调试 (12) 5.1系统Proteus仿真图 (12) 结论 (14) 参考文献 (15)

噪声监测仪的设计与制作

毕业设计（论文）噪声监测仪的设计与制作Design and manufacture of noise monitor 班级 学生姓名学号 指导教师职称 导师单位 论文提交日期

摘要 随着社会发展水平的提高，噪声的危害日益突现，对环境噪声的实时检测越来越得到人们的重视。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。 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V/F转换、数据采集和显示系统的设计。外界噪声信号经过传声器变换成音频信号，电信号通过放大和V/ F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，适用于实际进行噪声的实时监测的等点。 关键词：运算放大器，噪声，单片机，LED Abstract W ith the Improvement of Social development, harm of noise more emergent, real-time detection of environmental noise and get people's attention.environmental Noise monitoring,Which Is Improving The quality Of life,Strengthen Environmental prot ection an important part . In the paper, the measurement principle and the system constitution are introduced in detail, including: the noise signal converting system, signal magnifying system, V/F converting system, data collection and indication system. This paper introduces the ways to convert the real-time monitoring of the noise into acoustic electrical signal frequency by using microphone, operational amplifier and V/ F converter, which will act as SCM’s input signal. Then the Single Chip Micoyo will change it in to a noise DB value, which will be displayed on LED. This system is simple, and has high precision, so it is always used in monitoring the urban noise real-time. Key words：microphone; operational amplifier; V/ F converter；Single Chip Micoyo; LED

基于单片机的脉搏测试仪的设计

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/0c10304219.html, 基于单片机的脉搏测试仪的设计 作者：刘莹李娜冯暖 来源：《中小企业管理与科技·下旬》2011年第01期 摘要：人体脉搏波包含了许多重要的生理和病理信息，尤其是与人体心血管系统相关的信息，所以它是生物医学检测中的一个重要的生理指标。中外医学对脉搏的研究都很重视。因此，对脉搏波的准确、快速而方便地检测，成为临床医学中的一个非常重要的研究方向。而高质量脉搏信号的获取和有效的脉搏信号处理方法对与疾病相关的参数的计算分析起着决定性的作用。这里介绍的智能人体心率检测装置可以实现人体指端的无创测量，测试过程简单，能精确测量出心跳次数，实现数据显示上、下限报警功能。 关键词：单片机脉搏测试仪 1 装置组成及工作原理 此设计以单片机AT89C2051为核心，由光电传感器采集脉搏信号，经过前置放大电路、滤波电路、积分和比较电路后得到与脉搏相关的脉冲信号，该脉冲信号作为中断信号交由单片机进行脉冲周期的计算。然后得出每分钟的脉搏搏动次数(即心率)，并在数码管上显示心率，同时利用软件实现上下限报警功能，在测量数据超过正常范围(如大于180次/min或小于45次/min)时进行报警以提醒医生注意。 2 装置硬件电路设计 2.1 传感器及信号处理电路 由于在人体指尖组织中的动脉成分含量高，而且指尖厚度相对其他人体组织而言比较薄，透过手指后检测到的光强相对较大，因此光电式脉搏传感器的测量部位在人体指尖。将一对红外发射与接收探头置于手指两侧，当动脉血管随心脏周期性的收缩和舒张，动脉血管的血液容积随之发生变化时，红外接收探头便接收到随心脏周期性地收缩和舒张的动脉搏动光脉冲信号，从而采集到心脏搏动信号。 检测心率的传感器采用红外对管HRl068C-05Y2和PT331C。由于从人体手指采集到的生理信号十分微弱，其幅度一般在微伏到毫伏的数量级范围，而且在测试过程中由于肢体动作以及较强的工频干扰而产生大量的噪声。同时要将采集到的脉搏信号经过前置级放大电路进行高倍放大，这就要求电路具有高增益和高共模抑制比，至少在80dB以上，即集成运放要有很高的共模抑制比和极低的零漂等，所选的电阻参数要尽量精确。放大电路由电阻网络和OP07组成。 由于内外噪声及50Hz工频干扰等因素，即使电路具有很高的共模抑制比，但是脉搏信号非常微弱，淹没在于扰信号中，由于脉搏信号主峰频率在1Hz左右，能量较强的分量也在