基于单片机声音分贝采集和显示控制系统设计

**单片机设计介绍，基于单片机声音分贝采集和显示控制系统设计

一 概要

  基于单片机声音分贝采集和显示控制系统设计，主要目标是实现声音分贝的实时采集、处理以及显示。下面是对该系统设计的概要介绍：

一、系统概述

该系统以单片机为核心控制器，通过集成传感器模块、信号处理电路以及显示模块，实现对声音分贝的采集、转换、处理以及显示。系统的主要功能包括实时检测环境声音分贝大小，通过显示模块直观展示分贝值，并可根据需求设定分贝报警范围，当声音分贝超过设定阈值时触发声光报警。

二、硬件设计

单片机：作为系统的核心控制器，负责接收传感器信号、处理数据以及控制其他模块的工作。选择适合项目需求的单片机型号，确保其具有足够的处理能力和稳定性。
传感器模块：采用高灵敏度的声音传感器，用于实时采集环境声音信号。传感器应具有较宽的测量范围和较高的精度，以满足系统对声音分贝检测的要求。
信号处理电路：对传感器采集到的声音信号进行放大、滤波和模数转换等处理，以便单片机能够准确读取和处理信号。
显示模块：采用液晶显示屏或其他合适的显示设备，用于实时显示检测到的声音分贝值。显示模块应具有清晰的显示效果和易于阅读的界面。
报警电路：包括声光报警装置，当声音分贝超过设定阈值时触发报警，提醒用户注意环境声音变化。
三、软件设计

数据采集与处理：编写程序控制单片机读取传感器数据，对声音信号进行必要的处理和分析，得到准确的声音分贝值。
显示控制：根据处理后的声音分贝值，控制显示模块实时更新显示内容，确保用户能够直观了解当前环境声音情况。
报警设置与处理：允许用户通过按键或其他输入设备设定分贝报警范围。当声音分贝超过设定值时，触发报警电路进行声光报警。
四、系统调试与优化

在系统设计和实现过程中，需要进行不断的调试和优化。通过调整传感器参数、优化信号处理算法、改进显示模块的显示效果等方式，提高系统的稳定性和准确性。

五、安全性与可靠性考虑

在设计过程中，需要充分考虑系统的安全性和可靠性。例如，可以采用电源隔离技术、过流过压保护电路等措施，确保系统在异常情况下能够安全运行。同时，还需要对系统进行严格的测试和验证，确保其在实际应用中的稳定性和可靠性。

综上所述，基于单片机声音分贝采集和显示控制系统设计是一个涉及硬件和软件设计的综合性项目。通过合理的硬件选型、电路设计以及软件编程，可以实现对声音分贝的实时采集、处理以及显示，为各种应用场景提供有力的支持。

二、功能设计

基于单片机声音分贝采集和显示控制系统设计，实时检测声音分贝大小，并可以通过手动设定分贝报警范围，当超过设定范围时则发生声光报警。包括的电路有声光报警电路，传感器采集电路，显示电路，温度补偿电路，电源电路，单片机电路，按键电路等。

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25