带语音功能的温湿度测量仪设计

湿度测量部分采用频率输出电路，因此软件编程时，利用单片机的定时/计数功能得到与湿度值有关的频率值，再转换成相应的湿度值。单片机中有两个定时/计数器，利用定时器TimerB定时1s，在这段时间内，计数器TimerA采用外部中断源EXT1(下降沿触发)作为时钟源，从0x0000开始计数，利用定时中断，定时时间到则进入中断程序，保存计数值。执行完中断程序后，停止定时器定时和计数器计数，此时保存的计数值就是接到IOB2端口的输出频率，再根据频率与相对湿度的关系转换成相应的湿度值。

3、语音播放程序设计

凌阳SPCE061A单片机支持语音播放所要求的硬件和软件的全部功能。硬件方面：SPCE061A有两类D/A转换通道，一类是直接采用数/模转换的DAC方式，另一类是采用脉宽调制的PWM驱动方式。两类实现方式实质都是将数字信号转换成模拟信号输出。本系统采用双通道数/模转换DAC方式，将数字信号转换成模拟信号输出，经信号放大后，由扬声器输出。软件方面：SPCE061A自带有多种音频压缩算法，可分别实现高保真音乐、普通话等语音效果[6]，本系统采用SACM_S480音频压缩算法将录制的语音文件压缩成凌阳音频格式，语音播放程序调用语音文件进行测量结果播报。

语音播放程序框图如图6所示。语音播放程序主要完成D/A转换器、TimerA定时器和音量的初始化，从ROM里取出预先压缩好的语音数据，解压缩后存放在播放队列中，中断服务程序定时地从播放队列中读取数据，从D/A转换器转换后送扬声器发出声音。本系统设计温湿度显示和播放整数部分，在程序中分别对温度和湿度测量结果计算十位和个位，判断十位是否为零，如果十位是零，则直接播放个位;如果十位不是零，再判断个位是否为零，如果个位是零，则直接返回，播放十位;如果个位不是零，则播放个位。

4、测试结果及误差分析

表1是采用本装置得到的恒温箱温度实测值与标准二类水银温度计的测量温度值以及误差。表2是在25℃下室内环境中，通过空气加湿器调节湿度，采用便携式露点湿度检测仪(精度1% RH)测量的环境湿度与本系统测试的湿度值对比及误差。

从表1可以看出，DS18B20的温度测量比较稳定，本设计中温度分辨率为0.5℃，如果调整传感器的分辨率可将测温精度提高到0.1℃。表2的数据可以看出，HS1101由于容易受到环境因素的干扰，误差控制在5%范围之内，当湿度超过80%时，由于湿度过大达到饱和状态，系统无法测量出湿度。

5、结论

本文开发的集数据采集、处理、显示及语音提示一体的便携式测量仪，可用于室内温湿度测量，温度测量范围0～80℃，精度0.5℃;湿度测量范围0～80%RH，精度5%RH。温湿度测量结果可通过液晶模块实时显示及按键控制进行语音播报。采用数字式温度传感器、频率测量技术及单片机智能技术，本系统具有较高的稳定性和准确性。

参考文献

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