基于AT8951的語音數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)

一、概述

在眾多測(cè)量儀表中，數(shù)字電壓表應(yīng)該是比較先進(jìn)的一類表，工作人員在測(cè)量電路電壓時(shí)，其測(cè)量值能通過液晶顯示器直觀地讀出而不需工作人員再認(rèn)真仔細(xì)地察看測(cè)量檔次，換算及估計(jì)測(cè)量值，但在觀察使用過程中，仍可發(fā)現(xiàn)工作人員在測(cè)量過程中因要注意測(cè)量點(diǎn)而無法顧及顯示器的現(xiàn)象。而本文介紹的語音電壓表則能較好地解決上述問題，它在工作人員測(cè)量電壓時(shí)，能用標(biāo)準(zhǔn)的漢語讀出測(cè)量值，這樣就大大方便了工作人員操作過程。

二、設(shè)計(jì)方案

語音電壓表的組成框圖見圖1.

三、硬件設(shè)計(jì)

（一）單片機(jī)

單片機(jī)采用AT8951型，它是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，它與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令和輸出管腳相兼容，由于將多功能CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，因而AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入控制系統(tǒng)所采用。

（二）A/D轉(zhuǎn)換電路

A/D轉(zhuǎn)換電路由兩部分組成。

1.量程轉(zhuǎn)換電路是用7126組裝構(gòu)成的四量程數(shù)字電壓表實(shí)用電路。四個(gè)量程分別是：200mV、2V、20V、200V.電壓量程的選擇是通過雙刀五擲轉(zhuǎn)換開關(guān)S1來控制的，當(dāng)S1打到哪一量程端時(shí)，如200V端，則該數(shù)字電壓表的測(cè)量范圍就確定了為0-200V.

2.A/D電路用ICL7126芯片作為A/D電路的核心元件。被測(cè)電壓輸入后，經(jīng)ICL7126內(nèi)部電路進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、譯碼驅(qū)動(dòng)后，送至液晶顯示器顯示被測(cè)電壓的電壓值。

（三）語音電路

語音電路采用ISD1420芯片，其最大特點(diǎn)是：采用了直接模擬量存貯技術(shù)DAST，完成語音的錄入，存貯以及分段調(diào)出，而無需像其他語音電路那樣，要經(jīng)過A/D、D/A轉(zhuǎn)換，數(shù)字壓縮和語音合成等復(fù)雜的數(shù)字量信息處理及變換環(huán)節(jié)，因而可以較好地保留模擬量中的有效成分減少失真，提高錄放音質(zhì)量。它使用方便，無需專用語音開發(fā)系統(tǒng)，由麥克風(fēng)錄入存貯；可隨意改寫刪除；有多種信息取址方式供用戶選擇；分段靈活，抗干擾能力強(qiáng)。當(dāng)89S51判斷出某個(gè)數(shù)字時(shí)，只要把該數(shù)字對(duì)應(yīng)的地址碼送到單片機(jī)的P1口，產(chǎn)生一個(gè)中斷，于是該數(shù)字的語音便放了出來。

它是以AT89C51單片機(jī)為核心，由ICL712631/2位數(shù)字電壓表、語音電路、功放電路、電源等組成。

設(shè)計(jì)中，先將語音電壓表需用的“0、1、2、十、百、點(diǎn)、伏、負(fù)、超量程”等十幾個(gè)音節(jié)的特征語音信號(hào)通過語音電路錄音，生成十幾段數(shù)據(jù)語音塊，以此作為讀出電壓值的音源。輸入的模擬信號(hào)經(jīng)過數(shù)字表中A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)入單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行分析判斷，找出語音塊中對(duì)應(yīng)的音源，送到功放電路進(jìn)行放大輸出，讀出電壓值，從而實(shí)現(xiàn)智能測(cè)量。