器输入信号的采集、存储以及定时,通过RS-232串行接口向PC机发送数据,同时实现语音数据编码处理、存储、解码处理以及D/A转换等功能。下位机主
程序框图如图3所示,而中断子程序和语音子程序在此不再赘述。另一部分是数据分析软件,它采用Visual C++6.0开发系统,具有一个良好的人机操作界面,可以随时测量和采集传感器的任意参数,并可查看系统任一通道的响应曲线以及历史运行记录。
图4是本系统的上位机虚拟仪器中的测量结果和数据分析窗口,其中显示出的8个通道的传感器在正常空气中的元件电阻阻值为RO,当注入两种已知浓度不同的气体时,元件电阻阻值分别为R1和R2,以此可计算出它在这两种情况下的灵敏度。图5是随机抽取的第一通道传感器的响
应曲线,它能较全面地反映出某一通道的传感器在设定
图3 程序框图 时间内的输出特性。从图中可看出,第一通道的被测气敏
元件在注入已知浓度气体的情况下,在2S左右阻值达到稳定,即传感器输出开始稳定。输出特性参数见图5窗口显示数据,可判断、比较元件是否符合标准要求。
图4 微机虚拟仪器分析窗口 图5 响应曲线
五、语音功能的实现
气敏传感器测试系统的语音功能的实现,主要体现在当测量传感器数据的同时, 扬声器中会发出语音提示,如"开始测量"、"开始测量电阻RO"、"开始测量电阻R1"、"开始测量电阻R2"、"开始响应曲线绘制"、"复位"等。 当测量结束后,系统会播报:"RO测量完毕"、"R1测量完毕"、"R2测量完毕"等。
语音处理大致可以分为A/D转换、编码处理、存储、解码处理以及D/A转换等步骤。SPCE061A单片机具有内置自动增益控制功能的麦克风输入方式,同时具备双通道10 位DAC方式的音频输出功能,因此可以解决上述语音处理问题。SPCE061A的开发软件具有一个SACM-LI库,可以将A/D、编码、解码、存储、D/A做成相应的模块, 对于每个模块都有其应用程序接口API,在了解每个模块所要实现的功能及其参数的内容后,调用该API函数即可实现语音处理功能。对于
常用的SACM-A2000和SACM-480两种放音算法则要涉及到语音资源的添加问题,即将所需要的WAV文件按照需要的
压缩比进行压缩,变成资源表形式在程序中调用。这样,当把录制好的语音文件经过压缩存入存储器后,在程序执行过程中调用该语音模块的API函数即可实现语音输出功能了。
六、结语
本设计是选用凌阳SPCE061A单片机作为气敏传感器测试系统的控制核心,测试系统具有语音播报功能,测试的精度达到了0.5%,适合于气敏传感器生产及研制单位用来批量地检测传感器的性能指标,具有较高的实用价值。
参 考 文 献
[1] 陈杰,黄鸿. 传感器与检测技术[M],北京:高等教育出版社,2003
[2] 何希才,薛永毅. 传感器及其应用实例[M],北京:机械工业出版社,2004
[3] 彭传正,林春景. 凌阳单片机原理与实践[M],北京:北京航空航天大学出版社,2006
[4] 罗亚非. 凌阳十六位单片机应用基础[M],北京:北京航天航空航天大学出版社,2001
(原刊于《中国科技信息》2007年第6期)