单片机的噪声监测系统
随着社会的进步，时代的发展，人们发明创造出了更多便于我们生活享受的东西，但水能载舟亦能覆舟，更多的环境污染包围着我们，其中，噪声污染就是我们每天必须面对的问题。因此，噪声监测这个话题也逐渐被国家列入重点研究的方向，希望从源头做起，更有效全面的提高人们的整体生活质量。但由于各种问题，目前完整的噪声监测系统造价高昂，无法大范围投入使用。在本设计中主要以单片机为核心，构成一种简单有效的监测噪声的系统，并且具有实现简单、精度高，可用于实际进行噪声监测等优点。当传声器接收到噪声信号并转换成电压信号后，输入到信号处理电路中，经过电路放大耦合的作用，使整个信号幅度满足单片机处理的需求，然后通过LCD液晶屏显示，从而实现噪声实时监测的功能。
目录
1. 绪论 1
1.1噪声监测系统的选题背景 1
1.2噪声的概述 1
1.3国内外研究现状 2
1.4课题研究内容 3
2．噪声监测系统的总体设计 4
2.1 任务分析 4
2.2系统设计方案 4
2.3传声器电路的设计 5
2.3.1传声器简介 5
2.3.2 传声器模块 6
2.4运算放大电路的设计 7
2.4.1 OPA335芯片简介 7
2.4.2 运算放大模块 8
2.5单片机系统的设计 9
2.5.1单片机芯片的介绍 9
2.5.2单片机核心模块 9
2.6 显示及指示电路的设计 11
2.6.1显示电路的设计 11
2.6.2指示电路的设计 13
3. 噪声监测系统的软件设计 14
3.1开发环境的选择 14
3.2 程序文件结构 14
3.3 控制流程 15
3.4 主要算法 16
3.5 其它程序 19
4. 系统调试与分析 21
4.1 硬件调试 21
4.2 软件调试 22
4.3 数据测试与分析 22
4.4 调试故障及原因分析 25
结论 26
参
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
考文献 27
附录一 硬件系统原理图 28
附录二 元器件清单 29
致谢 30
1. 绪论
1.1噪声监测系统的选题背景
社会发展日新月异，一方面人们享受着因高科技带来的便利服务，但是另一方面人们也在同时承受着因此而来的各种环境污染。每天清晨，嘈杂的汽车喇叭声将人从睡梦中吵醒；午夜时分，仍有施工单位在进行高度强作业使人无法安寝。此类种种，想必都是让人无法忍受的。如果一个人长期处于充满噪声的环境中，在对身体健康产生危害的同时，还会对一个人的心理产生影响，使人急躁、易爆易怒[1]。
我们国家逐渐对噪声监测这方面加以重视，可以发现很多大城市的繁华街区和居民区目前都已经安装了噪声监测仪器，来实时监测区域噪声以作警示之用[2]。但由于造价高昂，实施困难，无法作为民用品普遍推广使用，因此本设计中介绍以一种增强型51单片机为核心，从而研发一种新的低成本、便携式数字显示环境噪声监测系统。
1.2噪声的概述
从物理的角度来看，当发声体以波的形式在一定介质中进行不规则振动时所产生的声音即为噪音。是一种强弱变化没有规律、杂乱无章的声音[15]。对人们的休息、学习和工作都有干扰的作用，还会引起人心理以及生理的变化。
当今社会的噪声来源主要由以下几个方面：
（1）交通噪声：由交通工具运行时所产生。这种噪声源存在十分广泛，而且流动性很强，音量大。
（2）工业噪声：由工业生产劳动中所产生。这种噪声源都是当机器或者高速运转的设备工作时所产生。
（3）施工噪声：由建筑物施工的现场所产生。由于施工现场中存在大型动力机械的使用情况，就会需要频繁的运输材料和机械，由此产生了噪声源。
（4）生活噪声：各种交易娱乐场所、体育比赛、商业活动等各种社会活动中产生的喧闹声，以及各种家电产生的嘈杂声。
同时，噪声还带来了许多危害：
妨碍正常作息，影响工作效率
人的一生大概要花费将近三分之一的时间在睡眠中，睡眠是消除疲劳、恢复体力和维持健康的必要条件[14]。如果在一个充满噪声的环境中，人无法得到适当充分的放松，就难以入眠或者易被惊醒。尤其是老人和小孩对这方面更为敏感。当人无法入眠时，整个生理机构就不能正常运转，就会影响到第二天的工作和学习，久而久之，整个人会感到异常的疲倦或者四肢无力，甚至会神经衰弱[3]。
损伤听觉器官
其实不难发现，当我们从高强度作业车间里出来，会发现耳朵总是嗡嗡作响，甚至无法听清对方的说话声音，需要恢复一段时间。其实这是人体听觉器官对外界环境的一种保护性反应，如果人长时间处在强烈噪声的环境中，会导致听觉器官损伤，造成听力下降的后果[14]。
影响人体的生理机构
如果人长时间处于噪声的环境中，会刺激到中枢神经系统，导致大脑整个出现兴奋和抑制失调的现象，容易产生头昏、耳鸣、失眠等症状，情况严重的话甚至导致精神错乱[5]。而且对于这种情况，相信一般的药物治疗无法产生任何效果，除非远离噪声源，才能明显的好转[6]。
1.3国内外研究现状
国外环境监测工作开始的比较早，发展的也比较全面，许多发达国家目前已经能够做到自动测量、数据处理、传输、共享等功能，由于同时应用了计算机的相关功能，整个噪声监测系统都能达到较高的水平。在20世纪60年代以前，普遍使用电子管的实验室仪器；20世纪70年代以后，开始研发小型化的噪声测量仪器，经过多年研究和改革，数字式声级计已经开始逐步替代指针式人工读数声级计[13]。
由于我国城市在建设、交通、工业等社会方面的高速发展，导致噪声污染的现象相当严重，城市间充斥着喇叭声、起地基和工厂轰鸣的声音，而且目前的广场舞也成为了噪声的一大来源，干扰着人们正常的休息与睡眠。因此我国相关部门已经开始逐步开展环境噪声污染的防治工作，第一步就是在各地区成立了环境保护机构。监测交通噪声时，按自然路段布点；监测环境噪声时，按测量区域内等面积网格法均匀布点[13]。
对于噪声监测仪器的研究设计方面，我们国家早在20世纪60年代就开始研究生产指针式人工读数声级计，但由于声级计体积大、精度低、测量误差大等缺点一直无法投入使用，直到20世纪80年代中期，我国开始着手开发具有数据自动采集、存贮以及处理功能的噪声自动监测仪器，噪声监测这方面才开始得到改善[13]。近些年，我们国家已经进一步追求噪声监测仪的小型化、便携等功能，不得不说发展迅速，跨越了很大一步。
1.4课题研究内容
基于单片机的噪声监测系统，主要就是经过采集、处理、显示一系列步骤后监测到的噪声强度，并用分贝来表示。
第1章绪论中主要介绍噪声监测这个课题的选题背景、研究意义以及关于噪声的基本知识。
目录
1. 绪论 1
1.1噪声监测系统的选题背景 1
1.2噪声的概述 1
1.3国内外研究现状 2
1.4课题研究内容 3
2．噪声监测系统的总体设计 4
2.1 任务分析 4
2.2系统设计方案 4
2.3传声器电路的设计 5
2.3.1传声器简介 5
2.3.2 传声器模块 6
2.4运算放大电路的设计 7
2.4.1 OPA335芯片简介 7
2.4.2 运算放大模块 8
2.5单片机系统的设计 9
2.5.1单片机芯片的介绍 9
2.5.2单片机核心模块 9
2.6 显示及指示电路的设计 11
2.6.1显示电路的设计 11
2.6.2指示电路的设计 13
3. 噪声监测系统的软件设计 14
3.1开发环境的选择 14
3.2 程序文件结构 14
3.3 控制流程 15
3.4 主要算法 16
3.5 其它程序 19
4. 系统调试与分析 21
4.1 硬件调试 21
4.2 软件调试 22
4.3 数据测试与分析 22
4.4 调试故障及原因分析 25
结论 26
参
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
考文献 27
附录一 硬件系统原理图 28
附录二 元器件清单 29
致谢 30
1. 绪论
1.1噪声监测系统的选题背景
社会发展日新月异，一方面人们享受着因高科技带来的便利服务，但是另一方面人们也在同时承受着因此而来的各种环境污染。每天清晨，嘈杂的汽车喇叭声将人从睡梦中吵醒；午夜时分，仍有施工单位在进行高度强作业使人无法安寝。此类种种，想必都是让人无法忍受的。如果一个人长期处于充满噪声的环境中，在对身体健康产生危害的同时，还会对一个人的心理产生影响，使人急躁、易爆易怒[1]。
我们国家逐渐对噪声监测这方面加以重视，可以发现很多大城市的繁华街区和居民区目前都已经安装了噪声监测仪器，来实时监测区域噪声以作警示之用[2]。但由于造价高昂，实施困难，无法作为民用品普遍推广使用，因此本设计中介绍以一种增强型51单片机为核心，从而研发一种新的低成本、便携式数字显示环境噪声监测系统。
1.2噪声的概述
从物理的角度来看，当发声体以波的形式在一定介质中进行不规则振动时所产生的声音即为噪音。是一种强弱变化没有规律、杂乱无章的声音[15]。对人们的休息、学习和工作都有干扰的作用，还会引起人心理以及生理的变化。
当今社会的噪声来源主要由以下几个方面：
（1）交通噪声：由交通工具运行时所产生。这种噪声源存在十分广泛，而且流动性很强，音量大。
（2）工业噪声：由工业生产劳动中所产生。这种噪声源都是当机器或者高速运转的设备工作时所产生。
（3）施工噪声：由建筑物施工的现场所产生。由于施工现场中存在大型动力机械的使用情况，就会需要频繁的运输材料和机械，由此产生了噪声源。
（4）生活噪声：各种交易娱乐场所、体育比赛、商业活动等各种社会活动中产生的喧闹声，以及各种家电产生的嘈杂声。
同时，噪声还带来了许多危害：
妨碍正常作息，影响工作效率
人的一生大概要花费将近三分之一的时间在睡眠中，睡眠是消除疲劳、恢复体力和维持健康的必要条件[14]。如果在一个充满噪声的环境中，人无法得到适当充分的放松，就难以入眠或者易被惊醒。尤其是老人和小孩对这方面更为敏感。当人无法入眠时，整个生理机构就不能正常运转，就会影响到第二天的工作和学习，久而久之，整个人会感到异常的疲倦或者四肢无力，甚至会神经衰弱[3]。
损伤听觉器官
其实不难发现，当我们从高强度作业车间里出来，会发现耳朵总是嗡嗡作响，甚至无法听清对方的说话声音，需要恢复一段时间。其实这是人体听觉器官对外界环境的一种保护性反应，如果人长时间处在强烈噪声的环境中，会导致听觉器官损伤，造成听力下降的后果[14]。
影响人体的生理机构
如果人长时间处于噪声的环境中，会刺激到中枢神经系统，导致大脑整个出现兴奋和抑制失调的现象，容易产生头昏、耳鸣、失眠等症状，情况严重的话甚至导致精神错乱[5]。而且对于这种情况，相信一般的药物治疗无法产生任何效果，除非远离噪声源，才能明显的好转[6]。
1.3国内外研究现状
国外环境监测工作开始的比较早，发展的也比较全面，许多发达国家目前已经能够做到自动测量、数据处理、传输、共享等功能，由于同时应用了计算机的相关功能，整个噪声监测系统都能达到较高的水平。在20世纪60年代以前，普遍使用电子管的实验室仪器；20世纪70年代以后，开始研发小型化的噪声测量仪器，经过多年研究和改革，数字式声级计已经开始逐步替代指针式人工读数声级计[13]。
由于我国城市在建设、交通、工业等社会方面的高速发展，导致噪声污染的现象相当严重，城市间充斥着喇叭声、起地基和工厂轰鸣的声音，而且目前的广场舞也成为了噪声的一大来源，干扰着人们正常的休息与睡眠。因此我国相关部门已经开始逐步开展环境噪声污染的防治工作，第一步就是在各地区成立了环境保护机构。监测交通噪声时，按自然路段布点；监测环境噪声时，按测量区域内等面积网格法均匀布点[13]。
对于噪声监测仪器的研究设计方面，我们国家早在20世纪60年代就开始研究生产指针式人工读数声级计，但由于声级计体积大、精度低、测量误差大等缺点一直无法投入使用，直到20世纪80年代中期，我国开始着手开发具有数据自动采集、存贮以及处理功能的噪声自动监测仪器，噪声监测这方面才开始得到改善[13]。近些年，我们国家已经进一步追求噪声监测仪的小型化、便携等功能，不得不说发展迅速，跨越了很大一步。
1.4课题研究内容
基于单片机的噪声监测系统，主要就是经过采集、处理、显示一系列步骤后监测到的噪声强度，并用分贝来表示。
第1章绪论中主要介绍噪声监测这个课题的选题背景、研究意义以及关于噪声的基本知识。
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