专利名称：一种语音播报及数模双显示的多功能仪表的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多功能仪表，尤其是一种语音播报及数模双显示的多功能仪表，该多功能仪表除了具备普通数字万用表测量直流电压、直流电流、交流电压，交流电流、电阻、电感、电容等参数的基本测量功能外，还具有测量频率、红外语音报温的功能。
背景技术：
目前测量仪表基本上分为数字表与指针表两大类，由于数字表和指针式仪表各有特点，各有它的不足；数字表可直接读数，比较准确、方便，指针式仪表则在测量参数变化过程方面具有不可替代的优势。在有些场合，如光线太强或光线很暗的情况下读数看不清更显十分必要，在测量如充电电压变化过程，指针显示则更加直观。

发明内容
发明目的针对现有技术存在的问题与不足，本发明提供一种语音播报及数模双显示的多功能仪表，该多功能仪表采用液晶/指针双显示装置，实现其数模双显示功能，还进行测量结果的语音播报，不仅满足了人机对话的功能，同时具有高精度，高过载，过载自动报警，消除过载自动恢复工作，满足不同场合、不同人群的需要，尤其能满足初学者使用，便于学生实验使用。技术方案一种语音播报及数模双显示的多功能仪表，包括频率测量模块、基本测量模块、温度测量模块、输入变换模块、功能选择模块、信号放大驱动模块、单片机控制模块、D/A转换及整形滤波模块、数字显示单元、模拟输出单元和语音输出单元；所述基本测量模块、频率测量模块和温度测量模块的输出端均与功能选择模块的输入端连接，功能选择模块的输入端与输入变换模块的输入端连接；所述输入变换模块的输出端接信号放大驱动模块的输入端；所述信号放大驱动模块的输出端接单片机控制模块的输入端；所述单片机控制模块的第一输出端接数字显示单元，第二输出端通过D/A转换及整形滤波模块接模拟输出单元，第三输出端接语音输出单元；所述基本测量模块包括测量直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、电阻、电感和电容的模块；基本测量模块、频率测量模块和温度测量模块将各自的检测信号通过功能选择模块传输给输入变换模块；所述输入变换模块将接收到的检测信号转换为易拾取的信号，并将转换后的信号发送给信号放大驱动模块；所述信号放大驱动模块将转换后的信号放大或衰减为易测量的信号，并传输给单片机控制模块，并经单片机控制电路完成信号的转换、运算、控制等处理，得到处理后的模拟信号；所述处理后的模拟信号由单片机控制模块中的A/D采样电路转换成数字信号；所述数字信号通过单片机控制模块的第一输出端输入到数字显示单元；所述数字信号通过D/A转换及整形滤波模块转换为模拟信号，该模拟信号依次通过第二输出端和驱动模块输入到模拟输出单元，依次通过第三输出端和驱动模块输入到语音输出单兀。
所述频率測量模块将检测到的频率信号传输给输入变换模块中的频率/电压转换电路，所述频率信号再进行A/D转换，送至单片机控制模块处理实现频率的測量。所述的语音输出单元是以凌阳SPCE061A单片机作为整个系统的控制中心，负责控制启动温度測量，接收测量数据，计算温度值，同时通过音频输出通道播报温度值；温度測量模块红外测温模块负责温度的測量、采集，并将采集数据通过数据端ロ传送到SPCE061A单片机；由数字显示单元显示温度值。所述频率/电压转换电路为f/U转换器，所述f/U转换器把被测频率信号转换成 直流电压，然后再经过A/D转换器转换成7段码并驱动数字显示单元显示結果。所述数字显示单元为液晶显示模块。有益效果与现有技术相比，本发明提供的语音播报及数模双显示的多功能仪表通过数字显示单元和模拟输出単元实现数字模拟双显示功能，通过语音输出单元实现语音播报测量结果，除了可以通过基本测量模块使仪表具备普通数字万用表可以测量直流电压、直流电流、交流电压，交流电流、电阻、电感、电容等參数外，还通过频率测量模块和温度测量模块实现测量频率、红外语音报温的功能。


图I为本发明实施例的系统框图；图2为本发明实施例的频率测量原理图；图3为本发明实施例的红外语音报温原理图；图4为本发明实施例的液晶显示接ロ图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例，进ー步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图1-2所示，本实施例采用凌阳SPCE061单片机为主要控制芯片，利用SPCE061单片机8路A/D转换功能，完成模拟信号转换为数字信号，A/D转换结果寄存为10位；SPCE061A片内的10位DAC为双通道方式，DAC具有两种工作方式PWM驱动方式和音频驱动方式，一路实现语音输出，另一路驱动指针表头。输入变换模块把输入信号变换为O 5V (或3. 3V)的电压信号，通过功能选择模块中的波段开关进行选择，输入到相应的A/D通道，同时将电压信号输入电压比较器，当电压信号超过量程(过载)，可通过语音输出单元语音提示改变量程。凌阳SPCE061单片机输出的数字信号通过液晶显示12864模块实现数字显示，12864数据为8位并行数据接ロ，外加数根控制线，与12864的接ロ采用无地址方式传送，设置好寄存器工作状态，即可直接传送数据，SPCE061A的SIO接ロ最高传输率可达5Mb/S。数据的读写控制线由单片机的I/O线控制，LCD所需的时序延时由编好的位操作函数直接控制，编程时不须考虑SPCE061A与12864接ロ的时间要求，简化了编程。基本测量单元与普通数字万用表功能相同。频率测量単元如图3所示，主要包括运算放大器opo/C^CMOS六反相器CD4069^2, CMOS定时器555I3，再配以A/D转换器。其中运算放大器θΡ07^^ι作电压放大器,CMOS六反相器(^)4069几2作整形和缓冲的作用，CMOS定时器555I3构成f/U转换器。配A/D转换器时，输入频率信号Uin经过限流电阻R1加至运算放大器OPO77c^同相输入端，利用运算放大器〇P07/Ci作开环电压放大。图3中Dl和D2为输入级双向限幅二极管，可以将输入频率信号U' IN限制在0. 7V左右，起到保护作用。图3中Cl为隔直电容，RjPR4是偏置电阻，可将CMOS六反相器cD4069lC2输出信号经稱合电容C2稱合到CMOS定时器555^3的第2脚。R5、R6也是偏置电阻，R7为定时电阻，C3为定时电容。CMOS定时器555在这里作单稳态触发器使用，触发脉冲为低电平有效。从第3脚输出的脉冲序列通过R8、Wl和R9分压，再经过C4、R1(I、C5滤波，获得平均值电压。与f 严格成正比，这就是利用555实现f/U转换的原理。温度测量单元如图4所示，红外测温模块TNl引出5个引脚，其中V和G分别接电源和地即可；D接61板I0A15，传输给61板测量数据；C接61板的I0A14，通过I0A14就可以检测到红外测温模块时钟；A接61板的I0A13，这样只要从I0A13输出低电平，就可以启动测温。权利要求
1.一种语音播报及数模双显示的多功能仪表，其特征在于包括频率测量模块、基本测量模块、温度测量模块、输入变换模块、功能选择模块、信号放大驱动模块、单片机控制模块、D/A转换及整形滤波模块、数字显示单元、模拟输出单元和语音输出单元；所述基本测量模块、频率测量模块和温度测量模块的输出端均与功能选择模块的输入端连接，功能选择模块的输入端与输入变换模块的输入端连接；所述输入变换模块的输出端接信号放大驱动模块的输入端；所述信号放大驱动模块的输出端接单片机控制模块的输入端；所述单片机控制模块的第一输出端接数字显示单元，第二输出端通过D/A转换及整形滤波模块接模拟输出单元，第三输出端接语音输出单元；所述基本测量模块包括测量直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、电阻、电感和电容的模块； 基本测量模块、频率测量模块和温度测量模块将各自的检测信号通过功能选择模块传输给输入变换模块；所述输入变换模块将接收到的检测信号转换为易拾取的信号，并将转换后的信号发送给信号放大驱动模块；所述信号放大驱动模块将转换后的信号放大或衰减为易测量的信号，并传输给单片机控制模块，并经单片机控制电路完成信号的转换、运算、控制等处理，得到处理后的模拟信号；所述处理后的模拟信号由单片机控制模块中的A/D采样电路转换成数字信号；所述数字信号通过单片机控制模块的第一输出端输入到数字显示单元; 所述数字信号通过D/A转换及整形滤波模块转换为模拟信号，该模拟信号依次通过第二输出端和驱动模块输入到模拟输出单元，依次通过第三输出端和驱动模块输入到语音输出单元。
2.如权利要求I所述的语音播报及数模双显示的多功能仪表，其特征在于所述频率测量模块将检测到的频率信号传输给输入变换模块中的频率/电压转换电路，所述频率信号再进行A/D转换，送至单片机控制模块处理实现频率的测量。
3.如权利要求I所述的语音播报及数模双显示的多功能仪表，其特征在于所述的语音输出单元是以凌阳SPCE061A单片机作为整个系统的控制中心，负责控制启动温度测量，接收测量数据，计算温度值，同时通过音频输出通道播报温度值；温度测量模块红外测温模块负责温度的测量、采集，并将采集数据通过数据端口传送到SPCE061A单片机；由数字显示单元显示温度值。
4.如权利要求2所述的语音播报及数模双显示的多功能仪表，其特征在于所述频率/电压转换电路为f/u转换器，所述f/U转换器把被测频率信号转换成直流电压，然后再经过A/D转换器转换成7段码并驱动数字显示单元显示结果。
5.如权利要求1、3或4所述的语音播报及数模双显示的多功能仪表，其特征在于所述数字显示单元为液晶显示模块。
全文摘要
本发明公开了一种语音播报及数模双显示的多功能仪表，包括频率测量模块、温度测量模块、输入变换模块、功能选择模块、信号放大驱动模块、单片机控制模块、D/A转换及整形滤波模块、数字显示单元、模拟输出单元和语音输出单元。本发明通过数字显示单元和模拟输出单元实现数字模拟双显示功能，通过语音输出单元实现语音播报测量结果，除了可以通过基本测量模块使仪表具备普通数字万用表可以测量直流电压、直流电流、交流电压，交流电流、电阻、电感、电容等参数外，还通过频率测量模块和温度测量模块实现测量频率、红外语音报温的功能。
文档编号G01D7/12GK102628882SQ20121010086
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者郑明辉 申请人:江苏科技大学