一種語音播報及數模雙顯示的多功能儀表的製作方法
2023-10-25 13:09:12
專利名稱：一種語音播報及數模雙顯示的多功能儀表的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種多功能儀表，尤其是一種語音播報及數模雙顯示的多功能儀表，該多功能儀表除了具備普通數字萬用表測量直流電壓、直流電流、交流電壓，交流電流、電阻、電感、電容等參數的基本測量功能外，還具有測量頻率、紅外語音報溫的功能。
背景技術：
目前測量儀表基本上分為數字表與指針表兩大類，由於數字表和指針式儀表各有特點，各有它的不足；數字表可直接讀數，比較準確、方便，指針式儀表則在測量參數變化過程方面具有不可替代的優勢。在有些場合，如光線太強或光線很暗的情況下讀數看不清更顯十分必要，在測量如充電電壓變化過程，指針顯示則更加直觀。
發明內容
發明目的針對現有技術存在的問題與不足，本發明提供一種語音播報及數模雙顯示的多功能儀表，該多功能儀表採用液晶/指針雙顯示裝置，實現其數模雙顯示功能，還進行測量結果的語音播報，不僅滿足了人機對話的功能，同時具有高精度，高過載，過載自動報警，消除過載自動恢復工作，滿足不同場合、不同人群的需要，尤其能滿足初學者使用，便於學生實驗使用。技術方案一種語音播報及數模雙顯示的多功能儀表，包括頻率測量模塊、基本測量模塊、溫度測量模塊、輸入變換模塊、功能選擇模塊、信號放大驅動模塊、單片機控制模塊、D/A轉換及整形濾波模塊、數字顯示單元、模擬輸出單元和語音輸出單元；所述基本測量模塊、頻率測量模塊和溫度測量模塊的輸出端均與功能選擇模塊的輸入端連接，功能選擇模塊的輸入端與輸入變換模塊的輸入端連接；所述輸入變換模塊的輸出端接信號放大驅動模塊的輸入端；所述信號放大驅動模塊的輸出端接單片機控制模塊的輸入端；所述單片機控制模塊的第一輸出端接數字顯示單元，第二輸出端通過D/A轉換及整形濾波模塊接模擬輸出單元，第三輸出端接語音輸出單元；所述基本測量模塊包括測量直流電壓、直流電流、交流電壓、交流電流、電阻、電感和電容的模塊；基本測量模塊、頻率測量模塊和溫度測量模塊將各自的檢測信號通過功能選擇模塊傳輸給輸入變換模塊；所述輸入變換模塊將接收到的檢測信號轉換為易拾取的信號，並將轉換後的信號發送給信號放大驅動模塊；所述信號放大驅動模塊將轉換後的信號放大或衰減為易測量的信號，並傳輸給單片機控制模塊，並經單片機控制電路完成信號的轉換、運算、控制等處理，得到處理後的模擬信號；所述處理後的模擬信號由單片機控制模塊中的A/D採樣電路轉換成數位訊號；所述數位訊號通過單片機控制模塊的第一輸出端輸入到數字顯示單元；所述數位訊號通過D/A轉換及整形濾波模塊轉換為模擬信號，該模擬信號依次通過第二輸出端和驅動模塊輸入到模擬輸出單元，依次通過第三輸出端和驅動模塊輸入到語音輸出單兀。
所述頻率測量模塊將檢測到的頻率信號傳輸給輸入變換模塊中的頻率/電壓轉換電路，所述頻率信號再進行A/D轉換，送至單片機控制模塊處理實現頻率的測量。所述的語音輸出單元是以凌陽SPCE061A單片機作為整個系統的控制中心，負責控制啟動溫度測量，接收測量數據，計算溫度值，同時通過音頻輸出通道播報溫度值；溫度測量模塊紅外測溫模塊負責溫度的測量、採集，並將採集數據通過數據端ロ傳送到SPCE061A單片機；由數字顯示單元顯示溫度值。所述頻率/電壓轉換電路為f/U轉換器，所述f/U轉換器把被測頻率信號轉換成 直流電壓，然後再經過A/D轉換器轉換成7段碼並驅動數字顯示單元顯示結果。所述數字顯示單元為液晶顯示模塊。有益效果與現有技術相比，本發明提供的語音播報及數模雙顯示的多功能儀表通過數字顯示單元和模擬輸出単元實現數字模擬雙顯示功能，通過語音輸出單元實現語音播報測量結果，除了可以通過基本測量模塊使儀表具備普通數字萬用表可以測量直流電壓、直流電流、交流電壓，交流電流、電阻、電感、電容等參數外，還通過頻率測量模塊和溫度測量模塊實現測量頻率、紅外語音報溫的功能。
圖I為本發明實施例的系統框圖；圖2為本發明實施例的頻率測量原理圖；圖3為本發明實施例的紅外語音報溫原理圖；圖4為本發明實施例的液晶顯示接ロ圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例，進ー步闡明本發明，應理解這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍，在閱讀了本發明之後，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落於本申請所附權利要求所限定的範圍。如圖1-2所示，本實施例採用凌陽SPCE061單片機為主要控制晶片，利用SPCE061單片機8路A/D轉換功能，完成模擬信號轉換為數位訊號，A/D轉換結果寄存為10位；SPCE061A片內的10位DAC為雙通道方式，DAC具有兩種工作方式PWM驅動方式和音頻驅動方式，一路實現語音輸出，另一路驅動指針表頭。輸入變換模塊把輸入信號變換為O 5V (或3. 3V)的電壓信號，通過功能選擇模塊中的波段開關進行選擇，輸入到相應的A/D通道，同時將電壓信號輸入電壓比較器，當電壓信號超過量程(過載)，可通過語音輸出單元語音提示改變量程。凌陽SPCE061單片機輸出的數位訊號通過液晶顯示12864模塊實現數字顯示，12864數據為8位並行數據接ロ，外加數根控制線，與12864的接ロ採用無地址方式傳送，設置好寄存器工作狀態，即可直接傳送數據，SPCE061A的SIO接ロ最高傳輸率可達5Mb/S。數據的讀寫控制線由單片機的I/O線控制，LCD所需的時序延時由編好的位操作函數直接控制，編程時不須考慮SPCE061A與12864接ロ的時間要求，簡化了編程。基本測量單元與普通數字萬用表功能相同。頻率測量単元如圖3所示，主要包括運算放大器opo/C^CMOS六反相器CD4069^2, CMOS定時器555I3，再配以A/D轉換器。其中運算放大器θΡ07^^ι作電壓放大器,CMOS六反相器(^)4069幾2作整形和緩衝的作用，CMOS定時器555I3構成f/U轉換器。配A/D轉換器時，輸入頻率信號Uin經過限流電阻R1加至運算放大器OPO77c^同相輸入端，利用運算放大器〇P07/Ci作開環電壓放大。圖3中Dl和D2為輸入級雙向限幅二極體，可以將輸入頻率信號U' IN限制在0. 7V左右，起到保護作用。圖3中Cl為隔直電容，RjPR4是偏置電阻，可將CMOS六反相器cD4069lC2輸出信號經稱合電容C2稱合到CMOS定時器555^3的第2腳。R5、R6也是偏置電阻，R7為定時電阻，C3為定時電容。CMOS定時器555在這裡作單穩態觸發器使用，觸發脈衝為低電平有效。從第3腳輸出的脈衝序列通過R8、Wl和R9分壓，再經過C4、R1(I、C5濾波，獲得平均值電壓。與f 嚴格成正比，這就是利用555實現f/U轉換的原理。溫度測量單元如圖4所示，紅外測溫模塊TNl引出5個引腳，其中V和G分別接電源和地即可；D接61板I0A15，傳輸給61板測量數據；C接61板的I0A14，通過I0A14就可以檢測到紅外測溫模塊時鐘；A接61板的I0A13，這樣只要從I0A13輸出低電平，就可以啟動測溫。權利要求
1.一種語音播報及數模雙顯示的多功能儀表，其特徵在於包括頻率測量模塊、基本測量模塊、溫度測量模塊、輸入變換模塊、功能選擇模塊、信號放大驅動模塊、單片機控制模塊、D/A轉換及整形濾波模塊、數字顯示單元、模擬輸出單元和語音輸出單元；所述基本測量模塊、頻率測量模塊和溫度測量模塊的輸出端均與功能選擇模塊的輸入端連接，功能選擇模塊的輸入端與輸入變換模塊的輸入端連接；所述輸入變換模塊的輸出端接信號放大驅動模塊的輸入端；所述信號放大驅動模塊的輸出端接單片機控制模塊的輸入端；所述單片機控制模塊的第一輸出端接數字顯示單元，第二輸出端通過D/A轉換及整形濾波模塊接模擬輸出單元，第三輸出端接語音輸出單元；所述基本測量模塊包括測量直流電壓、直流電流、交流電壓、交流電流、電阻、電感和電容的模塊； 基本測量模塊、頻率測量模塊和溫度測量模塊將各自的檢測信號通過功能選擇模塊傳輸給輸入變換模塊；所述輸入變換模塊將接收到的檢測信號轉換為易拾取的信號，並將轉換後的信號發送給信號放大驅動模塊；所述信號放大驅動模塊將轉換後的信號放大或衰減為易測量的信號，並傳輸給單片機控制模塊，並經單片機控制電路完成信號的轉換、運算、控制等處理，得到處理後的模擬信號；所述處理後的模擬信號由單片機控制模塊中的A/D採樣電路轉換成數位訊號；所述數位訊號通過單片機控制模塊的第一輸出端輸入到數字顯示單元; 所述數位訊號通過D/A轉換及整形濾波模塊轉換為模擬信號，該模擬信號依次通過第二輸出端和驅動模塊輸入到模擬輸出單元，依次通過第三輸出端和驅動模塊輸入到語音輸出單元。
2.如權利要求I所述的語音播報及數模雙顯示的多功能儀表，其特徵在於所述頻率測量模塊將檢測到的頻率信號傳輸給輸入變換模塊中的頻率/電壓轉換電路，所述頻率信號再進行A/D轉換，送至單片機控制模塊處理實現頻率的測量。
3.如權利要求I所述的語音播報及數模雙顯示的多功能儀表，其特徵在於所述的語音輸出單元是以凌陽SPCE061A單片機作為整個系統的控制中心，負責控制啟動溫度測量，接收測量數據，計算溫度值，同時通過音頻輸出通道播報溫度值；溫度測量模塊紅外測溫模塊負責溫度的測量、採集，並將採集數據通過數據埠傳送到SPCE061A單片機；由數字顯示單元顯示溫度值。
4.如權利要求2所述的語音播報及數模雙顯示的多功能儀表，其特徵在於所述頻率/電壓轉換電路為f/u轉換器，所述f/U轉換器把被測頻率信號轉換成直流電壓，然後再經過A/D轉換器轉換成7段碼並驅動數字顯示單元顯示結果。
5.如權利要求1、3或4所述的語音播報及數模雙顯示的多功能儀表，其特徵在於所述數字顯示單元為液晶顯示模塊。
全文摘要
本發明公開了一種語音播報及數模雙顯示的多功能儀表，包括頻率測量模塊、溫度測量模塊、輸入變換模塊、功能選擇模塊、信號放大驅動模塊、單片機控制模塊、D/A轉換及整形濾波模塊、數字顯示單元、模擬輸出單元和語音輸出單元。本發明通過數字顯示單元和模擬輸出單元實現數字模擬雙顯示功能，通過語音輸出單元實現語音播報測量結果，除了可以通過基本測量模塊使儀表具備普通數字萬用表可以測量直流電壓、直流電流、交流電壓，交流電流、電阻、電感、電容等參數外，還通過頻率測量模塊和溫度測量模塊實現測量頻率、紅外語音報溫的功能。
文檔編號G01D7/12GK102628882SQ20121010086
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月6日 優先權日2012年4月6日
發明者鄭明輝 申請人:江蘇科技大學