CN204439695U - 一种语音播报的智能型数字万用表 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种语音播报的智能型数字万用表，包括DCV模块、DCA模块、ACV模块、ACA模块、CAP模块、HFE模块、电阻测量电路、二极管测量电路、控制模块、语音播放电路、自动关机电路和LCD显示电路组成，所述的DCV模块、DCA模块、ACV模块、ACA模块、CAP模块、HFE模块、电阻测量电路、二极管测量电路连接有转换开关，转换开关连接控制模块、控制模块连接有LCD显示电路模块核心采用SPCE061单片机和***电路；***电路有3个按键，一个语音芯片的器件。数字万用表可检测多个信号，该智能数字万用表不但可存数码显示上显示数据，还可通过语言播报数值的大小。

Description

一种语音播报的智能型数字万用表

技术领域

本实用新型涉及一种智能的型数字万用表，尤其是一种基于单片机的带语音播报功能的智能型数字万用表。

背景技术

自从1977年世界上首台手持式数字万用表问世以来，研究者在万用表的功能和设计上不断创新，新品迭出。数字万用表是电测技术中的一种常用仪表，它把电子技术、计算技术、自动化技术的成果和电测技术结合在一起，以其操作方便、读数准确、体积小巧、携带方便等优点成为现代测量中不可缺少的仪器，它可以测量直流电流、交流电流、直流电压、交流电压、电阻、电容、二极管的正向压降等，正在许多领域取代模拟式(即指针式)万用表。具有使用方便、灵敏度高、测量速度快、量程宽、过载能力强、输人阻抗高、指示值具有客观性(不存在视觉误差)、扩展能力强等优点。

数字万用表(DMM)亦称数字多用表，是目前在电子检测及维修工作中最常用、最得力的一种工具类数字仪表。它采用的数字化测量技术，通过对连续的模拟量(直流输入电压)的采样将其转换成不连续、离散的数字量，并以十进制数字形式显示出来。由于内部采用了运放电路,内阻可以做得很大,往往在1M欧或更大(即可以得到更高的灵敏度)。这使得对被测电路的影响可以更小，测量精度较高。传统的指针式万用表功能单一、精度低，已经不能满足数字化时代的需求，而采用单片A/D转换器构成的数字万用表，具有读数方便、精度高，测试功能强、集成度高、微功耗、抗干扰能力强等特点，另外带有单片机的智能型数字万用表更是具有自动校准，自动测量，自动数据处理和实时通讯等多种功能。

目前，数字万用表已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试***等智能化测量领域，示出强大的生命力。与此同时，由DMM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。

本设计结合数字语音和控制技术中的应用优势而设计一款能“说话”的智能 型数字式万用电表。该数字式万用电表可以将测量值直接告诉测量者。语音发声功能弥补了以往产品人机交互界面单调乏味的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种带语音播报的数字万用表，该实用新型除了常规万用表的测试功能外，还可以将万用表的测量值直接以语音播报的方式告诉测量者。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种语音播报的智能型数字万用表，由DCV模块、DCA模块、ACV模块、ACA模块、CAP模块、HFE模块、电阻测量电路、二极管测量电路、语音播放电路、自动关机电路和LCD显示电路组成，所述的DCV模块、DCA模块、ACV模块、ACA模块、CAP模块、HFE模块、电阻测量电路、二极管测量电路连接有转换开关，转换开关连接控制模块、控制模块连接有LCD显示电路和驱动，驱动连接语音播放电路；所述的自动关机电路连接单片机。

所述控制模块为SPCE061单片机和***电路，所述的***电路为放大电路和电压平移电路；所述的***电路有3个按键，一个语音芯片的器件；测量直流电压采用误差较小的精密金属电阻；测量直流电流和交流电流公用了转换开关中的几档，通过按键开关K3来确定是测量直流电流还是交流电流，当K3按下时测量交流电流，当K3弹起时测量直流电流；测量电阻电路采用分段测量，电压信号从U7B的第五脚输入，经U7B放大，设置IOA2I、OA3的属性可以改变放大后电压的范围。

本实用新型的结构特点及有益效果：

1、该实用新型针对数字万用表，语音发声功能弥补了以往同类产品人机交互单调乏味的缺点，增强了用户体验；

2、采用单片机作为控制芯片，具有低功耗、低成本、体积小的优点，对于野外作业等领域具有特殊的应用意义；

3、各个***以及各个模块之间采用串口通信协议，保证了信号传输的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的***原理结构图；

图2为本实用新型的***程序流程图；

图3为本实用新型的直流电压测量电路原理图；

图4为本实用新型整流和滤波电路原理图；

图5为LED显示程序流程图；

图6为语音播报电路原理图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的原理和具体连接关系做更详细地描述：

实施例1

结合图1，图1是本实用新型的***原理结构图；

一种语音播报的智能型数字万用表，它是由DCV模块、DCA模块、ACV模块、ACA模块、CAP模块、HFE模块、电阻测量电路、二极管测量电路、控制模块、语音播放电路、自动关机电路和LCD显示电路组成，所述的DCV模块、DCA模块、ACV模块、ACA模块、CAP模块、HFE模块、电阻测量电路、二极管测量电路连接有转换开关，转换开关连接控制模块、控制模块连接有LCD显示电路和驱动，驱动连接语音播放电路；所述的自动关机电路连接单片机。

所述控制模块为SPCE061单片机和***电路，所述的***电路为放大电路和电压平移电路；所述的***电路有3个按键，一个语音芯片的器件；测量直流电压采用误差较小的精密金属电阻；测量直流电流和交流电流公用了转换开关中的几档，通过按键开关K3来确定是测量直流电流还是交流电流，当K3按下时测量交流电流，当K3弹起时测量直流电流；测量电阻电路采用分段测量，电压信号从U7B的第五脚输入，经U7B放大，设置IOA2I、OA3的属性可以改变放大后电压的范围。

采用该单片机语音处理功能，控制单元将采集到的电压、电流或电阻信息，与J3语音输出接口连接，DAC输出信号经Q1放大，进行语音转化，然后输出，由语音发生单元的外接喇叭播报当前测试的数值，完成测试过程。

实施例2

图2为本实用新型的***程序流程图；

当***上电后开始进行***的初始化，主要包括控制器的初始化和各个***的初始条件初始化；***初始化之后，进入循环，在这个循环里的运作可以分为三部分：键盘扫描、根据键值设置子状态、根据子状态作相应的操作；在程序中定义了基状态和子状态两个状态；基状态包括UART开启和UART关闭两种情况；子状态包括录音、播放、循环播放、重复播放、下载、上传、停止共7种情况。

实施例3

图3为本实用新型的直流电压测量电路原理图；

图中R46—R52为分压电阻，均采用相对误差为±0.5％的精密金属电阻，电阻的总和为10M，U5(74HC4051)为多路模拟开关，通过IOA9、IOA10、IOA11控制其通道，用于选择不同的量程，直流电压测量电路以200mV为基本量程，共设5档；经过分压电阻分压后，每一档(通过74HC4051的第三脚)输出的电压都变为在200mV以内的数值，该数值再经放大电路放大后送到SPCE061单片机检测。

实施例4

图4为本实用新型整流和滤波电路原理图；

U7A(TL062C)和二极管D7等组成交流/直流转换器，其中D7是整流二极管，D8是保护二极管；U7A接成同相放大器，R53为负反馈电阻，C20为频率补偿电容，C21、C18为隔直电容，避免直流分量引起测量误差；由U7A放大后的交流电压信号经隔直电容C18输出，当信号正半周时D7导通、D8截止，电流通路为U7A—>C18—>D7—>R42—>R43—>VR2—>COM(模拟地)；信号负半周时D8导通、D7截止电流通路为COM—>VR2—>R43—>R45—>D8—>C18—>U7A。从整流二极管D7负端输出的信号是脉动直流电压，经过R40、C16滤波后得到平均值电压V0，送至数字式直流电压表头进行测量。

实施例5

图5为LED显示程序流程图；

LCD的刷新频率为32Hz，通过256Hz中断实现，***每进入一次中断，计数值加1，循环到7，至此LCD被刷新一次。 

实施例6

图6为语音播报电路原理图；

每次测量结束，将测量值语音播报给使用者，SPCE061A具有中J3是语音输出接口，外接喇叭，DAC输出信号经Q1放大，然后输出语音信息。

Claims (2)

1.一种语音播报的智能型数字万用表，其特征在于：它是由DCV模块、DCA模块、ACV模块、ACA模块、CAP模块、HFE模块、电阻测量电路、二极管测量电路、控制模块、语音播放电路、自动关机电路和LCD显示电路组成，所述的DCV模块、DCA模块、ACV模块、ACA模块、CAP模块、HFE模块、电阻测量电路、二极管测量电路连接有转换开关，转换开关连接控制模块、控制模块连接有LCD显示电路和驱动，驱动连接语音播放电路；所述的自动关机电路连接单片机。

2.根据权利要求1所述的一种语音播报的智能型数字万用表，其特征在于：所述控制模块为SPCE061单片机和***电路，所述的***电路为放大电路和电压平移电路；所述的***电路有3个按键，一个语音芯片的器件；测量直流电压采用误差较小的精密金属电阻；测量直流电流和交流电流公用了转换开关中的几档，通过按键开关K3来确定是测量直流电流还是交流电流，当K3按下时测量交流电流，当K3弹起时测量直流电流；测量电阻电路采用分段测量，电压信号从U7B的第五脚输入，经U7B放大，设置IOA2I、OA3的属性可以改变放大后电压的范围。