專利名稱：一種語音播報及數(shù)模雙顯示的多功能儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多功能儀表，尤其是一種語音播報及數(shù)模雙顯示的多功能儀表，該多功能儀表除了具備普通數(shù)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(shù)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(shù)：
目前測量儀表基本上分為數(shù)字表與指針表兩大類，由于數(shù)字表和指針式儀表各有特點，各有它的不足；數(shù)字表可直接讀數(shù)，比較準(zhǔn)確、方便，指針式儀表則在測量參數(shù)變化過程方面具有不可替代的優(yōu)勢。在有些場合，如光線太強或光線很暗的情況下讀數(shù)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(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題與不足，本發(fā)明提供一種語音播報及數(shù)模雙顯示的多功能儀表，該多功能儀表采用液晶/指針雙顯示裝置，實現(xiàn)其數(shù)模雙顯示功能，還進(jìn)行測量結(jié)果的語音播報，不僅滿足了人機(jī)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(fù)工作，滿足不同場合、不同人群的需要，尤其能滿足初學(xué)者使用，便于學(xué)生實驗使用。技術(shù)方案一種語音播報及數(shù)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(qū)動模塊、單片機(jī)控制模塊、D/A轉(zhuǎn)換及整形濾波模塊、數(shù)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(qū)動模塊的輸入端；所述信號放大驅(qū)動模塊的輸出端接單片機(jī)控制模塊的輸入端；所述單片機(jī)控制模塊的第一輸出端接數(shù)字顯示單元，第二輸出端通過D/A轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換為易拾取的信號，并將轉(zhuǎn)換后的信號發(fā)送給信號放大驅(qū)動模塊；所述信號放大驅(qū)動模塊將轉(zhuǎn)換后的信號放大或衰減為易測量的信號，并傳輸給單片機(jī)控制模塊，并經(jīng)單片機(jī)控制電路完成信號的轉(zhuǎn)換、運算、控制等處理，得到處理后的模擬信號；所述處理后的模擬信號由單片機(jī)控制模塊中的A/D采樣電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；所述數(shù)字信號通過單片機(jī)控制模塊的第一輸出端輸入到數(shù)字顯示單元；所述數(shù)字信號通過D/A轉(zhuǎn)換及整形濾波模塊轉(zhuǎn)換為模擬信號，該模擬信號依次通過第二輸出端和驅(qū)動模塊輸入到模擬輸出單元，依次通過第三輸出端和驅(qū)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(zhuǎn)換電路，所述頻率信號再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，送至單片機(jī)控制模塊處理實現(xiàn)頻率的測量。所述的語音輸出單元是以凌陽SPCE061A單片機(jī)作為整個系統(tǒng)的控制中心，負(fù)責(zé)控制啟動溫度測量，接收測量數(shù)據(jù)，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(fù)責(zé)溫度的測量、采集，并將采集數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)端ロ傳送到SPCE061A單片機(jī)；由數(shù)字顯示單元顯示溫度值。所述頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路為f/U轉(zhuǎn)換器，所述f/U轉(zhuǎn)換器把被測頻率信號轉(zhuǎn)換成 直流電壓，然后再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成7段碼并驅(qū)動數(shù)字顯示單元顯示結(jié)果。所述數(shù)字顯示單元為液晶顯示模塊。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的語音播報及數(shù)模雙顯示的多功能儀表通過數(shù)字顯示單元和模擬輸出単元實現(xiàn)數(shù)字模擬雙顯示功能，通過語音輸出單元實現(xiàn)語音播報測量結(jié)果，除了可以通過基本測量模塊使儀表具備普通數(shù)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(shù)外，還通過頻率測量模塊和溫度測量模塊實現(xiàn)測量頻率、紅外語音報溫的功能。


圖I為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)框圖；圖2為本發(fā)明實施例的頻率測量原理圖；圖3為本發(fā)明實施例的紅外語音報溫原理圖；圖4為本發(fā)明實施例的液晶顯示接ロ圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)ー步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。如圖1-2所示，本實施例采用凌陽SPCE061單片機(jī)為主要控制芯片，利用SPCE061單片機(jī)8路A/D轉(zhuǎn)換功能，完成模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存為10位；SPCE061A片內(nèi)的10位DAC為雙通道方式，DAC具有兩種工作方式PWM驅(qū)動方式和音頻驅(qū)動方式，一路實現(xiàn)語音輸出，另一路驅(qū)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(guān)進(jìn)行選擇，輸入到相應(yīng)的A/D通道，同時將電壓信號輸入電壓比較器，當(dāng)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(jī)輸出的數(shù)字信號通過液晶顯示12864模塊實現(xiàn)數(shù)字顯示，12864數(shù)據(jù)為8位并行數(shù)據(jù)接ロ，外加數(shù)根控制線，與12864的接ロ采用無地址方式傳送，設(shè)置好寄存器工作狀態(tài)，即可直接傳送數(shù)據(jù)，SPCE061A的SIO接ロ最高傳輸率可達(dá)5Mb/S。數(shù)據(jù)的讀寫控制線由單片機(jī)的I/O線控制，LCD所需的時序延時由編好的位操作函數(shù)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?；緶y量單元與普通數(shù)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(zhuǎn)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作整形和緩沖的作用，CMOS定時器555I3構(gòu)成f/U轉(zhuǎn)換器。配A/D轉(zhuǎn)換器時，輸入頻率信號Uin經(jīng)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(huán)電壓放大。圖3中Dl和D2為輸入級雙向限幅二極管，可以將輸入頻率信號U' IN限制在0. 7V左右，起到保護(hù)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(jīng)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在這里作單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器使用，觸發(fā)脈沖為低電平有效。從第3腳輸出的脈沖序列通過R8、Wl和R9分壓，再經(jīng)過C4、R1(I、C5濾波，獲得平均值電壓。與f 嚴(yán)格成正比，這就是利用555實現(xiàn)f/U轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)；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(quán)利要求
1.一種語音播報及數(shù)模雙顯示的多功能儀表，其特征在于包括頻率測量模塊、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(qū)動模塊、單片機(jī)控制模塊、D/A轉(zhuǎn)換及整形濾波模塊、數(shù)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(qū)動模塊的輸入端；所述信號放大驅(qū)動模塊的輸出端接單片機(jī)控制模塊的輸入端；所述單片機(jī)控制模塊的第一輸出端接數(shù)字顯示單元，第二輸出端通過D/A轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換為易拾取的信號，并將轉(zhuǎn)換后的信號發(fā)送給信號放大驅(qū)動模塊；所述信號放大驅(qū)動模塊將轉(zhuǎn)換后的信號放大或衰減為易測量的信號，并傳輸給單片機(jī)控制模塊，并經(jīng)單片機(jī)控制電路完成信號的轉(zhuǎn)換、運算、控制等處理，得到處理后的模擬信號；所述處理后的模擬信號由單片機(jī)控制模塊中的A/D采樣電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；所述數(shù)字信號通過單片機(jī)控制模塊的第一輸出端輸入到數(shù)字顯示單元; 所述數(shù)字信號通過D/A轉(zhuǎn)換及整形濾波模塊轉(zhuǎn)換為模擬信號，該模擬信號依次通過第二輸出端和驅(qū)動模塊輸入到模擬輸出單元，依次通過第三輸出端和驅(qū)動模塊輸入到語音輸出單元。
2.如權(quán)利要求I所述的語音播報及數(shù)模雙顯示的多功能儀表，其特征在于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(zhuǎn)換電路，所述頻率信號再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，送至單片機(jī)控制模塊處理實現(xiàn)頻率的測量。
3.如權(quán)利要求I所述的語音播報及數(shù)模雙顯示的多功能儀表，其特征在于所述的語音輸出單元是以凌陽SPCE061A單片機(jī)作為整個系統(tǒng)的控制中心，負(fù)責(zé)控制啟動溫度測量，接收測量數(shù)據(jù)，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(fù)責(zé)溫度的測量、采集，并將采集數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)端口傳送到SPCE061A單片機(jī)；由數(shù)字顯示單元顯示溫度值。
4.如權(quán)利要求2所述的語音播報及數(shù)模雙顯示的多功能儀表，其特征在于所述頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路為f/u轉(zhuǎn)換器，所述f/U轉(zhuǎn)換器把被測頻率信號轉(zhuǎn)換成直流電壓，然后再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成7段碼并驅(qū)動數(shù)字顯示單元顯示結(jié)果。
5.如權(quán)利要求1、3或4所述的語音播報及數(shù)模雙顯示的多功能儀表，其特征在于所述數(shù)字顯示單元為液晶顯示模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種語音播報及數(shù)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(qū)動模塊、單片機(jī)控制模塊、D/A轉(zhuǎn)換及整形濾波模塊、數(shù)字顯示單元、模擬輸出單元和語音輸出單元。本發(fā)明通過數(shù)字顯示單元和模擬輸出單元實現(xiàn)數(shù)字模擬雙顯示功能，通過語音輸出單元實現(xiàn)語音播報測量結(jié)果，除了可以通過基本測量模塊使儀表具備普通數(shù)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(shù)外，還通過頻率測量模塊和溫度測量模塊實現(xiàn)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(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者鄭明輝 申請人:江蘇科技大學(xué)