一種語音播報的智能型數字萬用表的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種智能的型數字萬用表，尤其是一種基于單片機的帶語音播報功能的智能型數字萬用表。
【背景技術】
[0002]自從1977年世界上首臺手持式數字萬用表問世以來，研宄者在萬用表的功能和設計上不斷創新，新品迭出。數字萬用表是電測技術中的一種常用儀表，它把電子技術、計算技術、自動化技術的成果和電測技術結合在一起，以其操作方便、讀數準確、體積小巧、攜帶方便等優點成為現代測量中不可缺少的儀器，它可以測量直流電流、交流電流、直流電壓、交流電壓、電阻、電容、二極管的正向壓降等，正在許多領域取代模擬式(即指針式)萬用表。具有使用方便、靈敏度高、測量速度快、量程寬、過載能力強、輸人阻抗高、指示值具有客觀性(不存在視覺誤差)、擴展能力強等優點。
[0003]數字萬用表(DMM)亦稱數字多用表，是目前在電子檢測及維修工作中最常用、最得力的一種工具類數字儀表。它采用的數字化測量技術，通過對連續的模擬量(直流輸入電壓)的采樣將其轉換成不連續、離散的數字量，并以十進制數字形式顯示出來。由于內部采用了運放電路，內阻可以做得很大，往往在IM歐或更大(即可以得到更高的靈敏度)。這使得對被測電路的影響可以更小，測量精度較高。傳統的指針式萬用表功能單一、精度低，已經不能滿足數字化時代的需求，而采用單片A/D轉換器構成的數字萬用表，具有讀數方便、精度高，測試功能強、集成度高、微功耗、抗干擾能力強等特點，另外帶有單片機的智能型數字萬用表更是具有自動校準，自動測量，自動數據處理和實時通訊等多種功能。
[0004]目前，數字萬用表已被廣泛用于電子及電工測量、工業自動化儀表、自動測試系統等智能化測量領域，示出強大的生命力。與此同時，由DMM擴展而成的各種通用及專用數字儀器儀表，也把電量及非電量測量技術提高到嶄新水平。
[0005]本設計結合數字語音和控制技術中的應用優勢而設計一款能“說話”的智能型數字式萬用電表。該數字式萬用電表可以將測量值直接告訴測量者。語音發聲功能彌補了以往產品人機交互界面單調乏味的缺陷。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的在于設計一種帶語音播報的數字萬用表，該實用新型除了常規萬用表的測試功能外，還可以將萬用表的測量值直接以語音播報的方式告訴測量者。
[0007]本實用新型的目的是這樣實現的:
[0008]一種語音播報的智能型數字萬用表，由DCV模塊、DCA模塊、ACV模塊、ACA模塊、CAP模塊、HFE模塊、電阻測量電路、二極管測量電路、語音播放電路、自動關機電路和LCD顯示電路組成，所述的DCV模塊、DCA模塊、ACV模塊、ACA模塊、CAP模塊、HFE模塊、電阻測量電路、二極管測量電路連接有轉換開關，轉換開關連接控制模塊、控制模塊連接有LCD顯示電路和驅動，驅動連接語音播放電路；所述的自動關機電路連接單片機。
[0009]所述控制模塊為SPCE061單片機和外圍電路，所述的外圍電路為放大電路和電壓平移電路；所述的外圍電路有3個按鍵，一個語音芯片的器件；測量直流電壓采用誤差較小的精密金屬電阻；測量直流電流和交流電流公用了轉換開關中的幾檔，通過按鍵開關K3來確定是測量直流電流還是交流電流，當K3按下時測量交流電流，當K3彈起時測量直流電流；測量電阻電路采用分段測量，電壓信號從U7B的第五腳輸入，經U7B放大，設置1A21、OA3的屬性可以改變放大后電壓的范圍。
[0010]本實用新型的結構特點及有益效果:
[0011]1、該實用新型針對數字萬用表，語音發聲功能彌補了以往同類產品人機交互單調乏味的缺點，增強了用戶體驗；
[0012]2、采用單片機作為控制芯片，具有低功耗、低成本、體積小的優點，對于野外作業等領域具有特殊的應用意義；
[0013]3、各個系統以及各個模塊之間采用串口通信協議，保證了信號傳輸的穩定性。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的系統原理結構圖；
[0015]圖2為本實用新型的系統程序流程圖；
[0016]圖3為本實用新型的直流電壓測量電路原理圖；
[0017]圖4為本實用新型整流和濾波電路原理圖；
[0018]圖5為LED顯示程序流程圖；
[0019]圖6為語音播報電路原理圖；
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本實用新型的原理和具體連接關系做更詳細地描述:
[0021]實施例1
[0022]結合圖1，圖1是本實用新型的系統原理結構圖；
[0023]一種語音播報的智能型數字萬用表，它是由DCV模塊、DCA模塊、ACV模塊、ACA模塊、CAP模塊、HFE模塊、電阻測量電路、二極管測量電路、控制模塊、語音播放電路、自動關機電路和IXD顯示電路組成，所述的DCV模塊、DCA模塊、ACV模塊、ACA模塊、CAP模塊、HFE模塊、電阻測量電路、二極管測量電路連接有轉換開關，轉換開關連接控制模塊、控制模塊連接有LCD顯示電路和驅動，驅動連接語音播放電路；所述的自動關機電路連接單片機。
[0024]所述控制模塊為SPCE061單片機和外圍電路，所述的外圍電路為放大電路和電壓平移電路；所述的外圍電路有3個按鍵，一個語音芯片的器件；測量直流電壓采用誤差較小的精密金屬電阻；測量直流電流和交流電流公用了轉換開關中的幾檔，通過按鍵開關K3來確定是測量直流電流還是交流電流，當K3按下時測量交流電流，當K3彈起時測量直流電流；測量電阻電路采用分段測量，電壓信號從U7B的第五腳輸入，經U7B放大，設置1A21、OA3的屬性可以改變放大后電壓的范圍。
[0025]采用該單片機語音處理功能，控制單元將采集到的電壓、電流或電阻信息，與J3語音輸出接口連接，DAC輸出信號經Ql放大，進行語音轉化，然后輸出，由語音發生單元的外接喇叭播報當前測試的數值，完成測試過程。
[0026]實施例2
[0027]圖2為本實用新型的系統程序流程圖；
[0028]當系統上電后開始進行系統的初始化，主要包括控制器的初始化和各個系統的初始條件初始化；系統初始化之后，進入循環，在這個循環里的運作可以分為三部分:鍵盤掃描、根據鍵值設置子狀態、根據子狀態作相應的操作；在程序中定義了基狀態和子狀態兩個狀態；基狀態包括UART開啟和UART關閉兩種情況；子狀態包括錄音、播放、循環播放、重復播放、下載、上傳、停止共7種情況。
[0029]實施例3
[0030]圖3為本實用新型的直流電壓測量電路原理圖；
[0031]圖中R46—R52為分壓電阻，均米用相對誤差為±0.5%的精密金屬電阻，電阻的總和為10M，U5(74HC4051)為多路模擬開關，通過1A9、10A10、1All控制其通道，用于選擇不同的量程，直流電壓測量電路以200mV為基本量程，共設5檔；經過分壓電阻分壓后，每一檔(通過74HC4051的第三腳)輸出的電壓都變為在200mV以內的數值，該數值再經放大電路放大后送到SPCE061單片機檢測。
[0032]實施例4
[0033]圖4為本實用新型整流和濾波電路原理圖；
[0034]U7A(TL062C)和二極管D7等組成交流/直流轉換器，其中D7是整流二極管，D8是保護二極管；U7A接成同相放大器，R53為負反饋電阻，C20為頻率補償電容，C21、C18為隔直電容，避免直流分量引起測量誤差；由U7A放大后的交流電壓信號經隔直電容C18輸出，當信號正半周時D7導通、D8截止，電流通路為U7A—〉C18—〉D7—〉R42—〉R43—〉VR2—>COM(模擬地)；信號負半周時D8導通、D7截止電流通路為COM—〉VR2—〉R43—〉R45—>D8—〉C18—〉U7A。從整流二極管D7負端輸出的信號是脈動直流電壓，經過R40、C16濾波后得到平均值電壓V0，送至數字式直流電壓表頭進行測量。
[0035]實施例5
[0036]圖5為LED顯示程序流程圖；
[0037]IXD的刷新頻率為32Hz，通過256Hz中斷實現，系統每進入一次中斷，計數值加1，循環到7，至此IXD被刷新一次。
[0038]實施例6
[0039]圖6為語音播報電路原理圖；
[0040]每次測量結束，將測量值語音播報給使用者，SPCE061A具有中J3是語音輸出接口，外接喇叭，DAC輸出信號經Ql放大，然后輸出語音信息。
【主權項】
1.一種語音播報的智能型數字萬用表，其特征在于:它是由DCV模塊、DCA模塊、ACV模塊、ACA模塊、CAP模塊、HFE模塊、電阻測量電路、二極管測量電路、控制模塊、語音播放電路、自動關機電路和IXD顯示電路組成，所述的DCV模塊、DCA模塊、ACV模塊、ACA模塊、CAP模塊、HFE模塊、電阻測量電路、二極管測量電路連接有轉換開關，轉換開關連接控制模塊、控制模塊連接有LCD顯示電路和驅動，驅動連接語音播放電路；所述的自動關機電路連接單片機。
2.根據權利要求1所述的一種語音播報的智能型數字萬用表，其特征在于:所述控制模塊為SPCE061單片機和外圍電路，所述的外圍電路為放大電路和電壓平移電路；所述的外圍電路有3個按鍵，一個語音芯片的器件；測量直流電壓采用誤差較小的精密金屬電阻；測量直流電流和交流電流公用了轉換開關中的幾檔，通過按鍵開關K3來確定是測量直流電流還是交流電流，當K3按下時測量交流電流，當K3彈起時測量直流電流；測量電阻電路采用分段測量，電壓信號從U7B的第五腳輸入，經U7B放大，設置10A21、0A3的屬性可以改變放大后電壓的范圍。
【專利摘要】本實用新型涉及一種語音播報的智能型數字萬用表，包括DCV模塊、DCA模塊、ACV模塊、ACA模塊、CAP模塊、HFE模塊、電阻測量電路、二極管測量電路、控制模塊、語音播放電路、自動關機電路和LCD顯示電路組成，所述的DCV模塊、DCA模塊、ACV模塊、ACA模塊、CAP模塊、HFE模塊、電阻測量電路、二極管測量電路連接有轉換開關，轉換開關連接控制模塊、控制模塊連接有LCD顯示電路模塊核心采用SPCE061單片機和外圍電路；外圍電路有3個按鍵，一個語音芯片的器件。數字萬用表可檢測多個信號，該智能數字萬用表不但可存數碼顯示上顯示數據，還可通過語言播報數值的大小。
【IPC分類】G01R15-12
【公開號】CN204439695
【申請號】CN201420723796
【發明人】王永剛, 胡晶
【申請人】哈爾濱金都太陽能科技有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2014年11月27日