本發(fā)明涉及一種基于單片機(jī)的實(shí)時嵌入式可調(diào)控噪聲檢測及消噪裝置，屬于電子產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在日常生活和工業(yè)化生產(chǎn)中，噪聲是不可避免產(chǎn)生的。噪聲是一種環(huán)境污染，尤其在城市和工業(yè)區(qū)里，嚴(yán)重干擾著人們的日常生活，也危害著人們的身體健康。傳統(tǒng)的干擾消除器，只能消除某一分貝范圍內(nèi)的噪音，無法做到針對不同情況下的噪音，以達(dá)到消除的目的，而且沒有反饋機(jī)制，無法讓人們直觀知道有沒有達(dá)到噪音消除的目的。因此，本發(fā)明設(shè)計(jì)出一種可在不同噪音環(huán)境下消除噪音并帶有反饋機(jī)制的消噪裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：本發(fā)明提供了一種基于單片機(jī)的實(shí)時嵌入式可調(diào)控噪聲檢測及消噪裝置，用來解決傳統(tǒng)消噪裝置只能消除單一噪音，無法根據(jù)環(huán)境的改變而可調(diào)消噪的問題，以及是否消噪了無法反饋的問題。

本發(fā)明技術(shù)方案是：一種基于單片機(jī)的實(shí)時嵌入式可調(diào)控噪聲檢測及消噪裝置，包括干擾源1、噪聲檢測電路2、干擾接收電路3、整形電路4、放大電路5、a/d轉(zhuǎn)換器6、單片機(jī)7、移相器8、信號發(fā)生器9、電源電路10；

所述噪聲檢測電路2與干擾源1連接，檢測干擾源產(chǎn)生的噪聲，干擾接收電路3與噪聲檢測電路2連接，接收噪聲信號，整形電路4與干擾接收電路3連接，放大電路5與整形電路4連接，a/d轉(zhuǎn)換器6與放大電路5連接，單片機(jī)7連接a/d轉(zhuǎn)換器6和移相器8，移相器8與信號發(fā)生器9連接，電源電路10連接單片機(jī)7、移相器8、a/d轉(zhuǎn)換器6、放大電路5、整形電路4。

所述噪聲檢測電路2包括拾音器mic、電阻r14、電阻r15、電阻r16、電阻r17、電阻r18、電阻r19、電阻r20、電阻r21、電阻r22、電阻r23、電容c8、電容c9、電容c10、電容c11、三極管q3、滑動變阻器rp1、滑動變阻器rp2、變壓器t1071a、變壓器t1071b；其中電阻r14與電容c8并聯(lián)后一端接拾音器mic，電阻r15與滑動變阻器rp1串聯(lián)后與電阻r14并聯(lián)，滑動變阻器rp1的另一端接變壓器t1071a的輸入端；電阻r19一端與滑動變阻器rp1連接后與變壓器t1071a并聯(lián)；電阻r16與電容c8并聯(lián)后接變壓器t1071a輸入端；電阻r17與電容c9并聯(lián)后與電阻r18串聯(lián)然后接變壓器t1071b輸入端，變壓器t1071a的輸出端接變壓器t1071b的輸入端，電阻r20與變壓器t1071b并聯(lián)，變壓器t1071b的輸出端與電容c11串聯(lián)后接三極管q3；電容c10一端接地，另一端與電阻r21、電阻r22串聯(lián)后再與電容c11并聯(lián)，并聯(lián)后的一端接入三極管q3；三極管q3與電阻r23串聯(lián)后與滑動變阻器rp2并聯(lián)。

所述干擾接收電路3和整形電路4包括拾音器mic、聯(lián)動開關(guān)sb1、聯(lián)動開關(guān)sb2、電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4、電阻r5、電阻r6、電阻r7、電阻r8、電阻r9、電阻r10、電阻r11、電阻r12、電阻r13、電容c1、電容c2、電容c3、電容c4、電容c5、電容c6、電容c7、二極管d1、三極管q1、三極管q2、雙電壓比較器lm393；其中拾音器mic一端接聯(lián)動開關(guān)sb2，電阻r1和電容c1并聯(lián)后的一段接拾音器mic，電阻r1的另一端接聯(lián)動開關(guān)sb1；二極管d1與電阻r4串聯(lián)后一端接聯(lián)動開關(guān)sb2，另一端與電容c1的正極連接；電容c3和電阻r8并聯(lián)后一端與三極管q2連接，另一端與電阻r2、電阻r3并聯(lián)；電阻r6和電容c4并聯(lián)后，一端接聯(lián)動開關(guān)sb2，另一端與電阻r5串聯(lián)后接三極管q1；電阻r7與電容c2串聯(lián)后一端接三極管q1，另一端與三極管q2連接，電阻r7與電容c2串聯(lián)后與電阻r9并聯(lián)；電容c6、電容c7并聯(lián)后一端接地，另一端與電阻r3并聯(lián)；電容c5一端與電容c2連接，另一端與電阻r11串聯(lián)后接芯片lm393的ina+管腳；芯片lm393的管腳ina+、gnd、inb-均接地；電阻r10一端接電源，另一端接芯片lm393的管腳outa；電阻r12一端接電源，另一端接芯片lm393的管腳outb；電阻r13一端接芯片lm393的管腳inb-。

所述移相電路8包括數(shù)字控制電位器芯片x9241、電阻r24、電阻r25、電阻r26、電阻r27、電容c15、電容c16、lm358雙運(yùn)算放大器u8a、u8b；其中電阻r24接lm358雙運(yùn)算放大器u8a的反相輸入端，電阻r25與u8a并聯(lián)，電容c15一端接地，另一端與u8a的正相輸入端連接；u8a的輸出端與電阻r26串聯(lián)后與lm358雙運(yùn)算放大器u8b的反相輸入端連接；電容c16一段接地，另一端與u8b的正相輸入端連接；電阻r27與u8b并聯(lián)；lm358雙運(yùn)算放大器的輸出端接入單片機(jī)的p0.4端口；芯片x9241的管腳a0、a2、vss、a1、a3均接地，管腳vcc接5v電壓，管腳vw1接u8b的正相輸入端，管腳vl1接u8a的輸出端，管腳vw0接u8a的正相輸入端，管腳vl0接電阻r24的一端。

所述信號發(fā)生電路9包括電阻r31、電阻r32、電阻r33、電阻r34、電阻r35、電阻r36、電阻r37、電阻r38，電容c17、電容c18、電容c19、電容c20、電容c21、電容c22、電容c23、電容c24、電容c25、二極管d3、二極管d4、音頻功率放大器tda2030a、tda2030b、揚(yáng)聲器；其中電阻r31一端接地，另一端與電容c17并聯(lián)后接入音頻功率放大器tda2030a的輸入端；電容c20一端接地，另一端與電阻r32串聯(lián)后接入音頻功率放大器tda2030a的輸入端；電阻r33與tda2030a并聯(lián)；電容c18、c19并聯(lián)接電壓正極；電阻r34一端接地，另一端接入音頻功率放大器tda2030b的輸入端；電容c23一端接地，另一端與電阻r35串聯(lián)后接入音頻功率放大器tda2030b的輸入端；電阻r36與tda2030b并聯(lián)；電容c24、c25并聯(lián)后一端接地，另一端接電源負(fù)極；二極管d3一端接電源負(fù)極，另一端接tda2030a的輸出端；二極管d4一端接電源負(fù)極，另一端接tda2030b的輸出端；電阻r37一端接地，另一端與電容c21串聯(lián)后與揚(yáng)聲器并聯(lián)；電阻r38一端接地，另一端與電容c22串聯(lián)后與揚(yáng)聲器并聯(lián)。

所述單片機(jī)電路7包括單片機(jī)芯片、電阻r28、電阻r29、電阻r30、電容c12、電容c13、電容c14、晶振y1、三極管q4、二極管d2、聯(lián)動開關(guān)sb1、sb2、繼電器kt1、led燈led1、led2；其中電容c12一端接電源，另一端接單片機(jī)芯片的rst管腳；電阻r28一端接地，另一端接單片機(jī)芯片的rst管腳；電容c13、c14并聯(lián)后一端接地，電容c13和晶振y1并聯(lián)后一端接單片機(jī)芯片的xtal2管腳，電容c14和晶振y1并聯(lián)后一端接單片機(jī)芯片的xtal1管腳；三極管q4一端接電源12v，一端接單片機(jī)的p0.0管腳，一端接二極管d2；繼電器kt1一端接二極管d2，另一端接聯(lián)動開關(guān)sb1、sb2；led燈led1與電阻r29串聯(lián)后一端接地，另一端接單片機(jī)芯片的管腳p0.1；led燈led2與電阻r30串聯(lián)后一端接地，另一端接單片機(jī)芯片的管腳p0.2。

所述電源電路10包括220v轉(zhuǎn)15v變壓器t1、220v轉(zhuǎn)9v變壓器t2、整流橋a、整流橋b、電容c26、電容c27、電容c28、電容c29、三端穩(wěn)壓集成電路芯片lm7812、三端穩(wěn)壓集成電路芯片lm7805、二極管d5、電阻r39；其中t1與整流橋a連接后與電容c26并聯(lián)接入lm7812的vin管腳；電容c27接lm7812的vout管腳；t2與整流橋b連接后與電容c28并聯(lián)再與電阻r39和二極管d5并聯(lián)后接入lm7805的vin管腳；電容c29接lm7805的vout管腳。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，實(shí)用性強(qiáng)，操作便捷，適用性強(qiáng)，可以針對不同產(chǎn)生噪聲的場景來設(shè)定不同的消噪值，能對用戶產(chǎn)生直觀的是否消除成功的反饋結(jié)果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接圖；

圖2是本實(shí)發(fā)明的噪聲檢測電路圖；

圖3是本發(fā)明的干擾接收電路和整形電路圖；

圖4是本發(fā)明的移相電路圖；

圖5是本發(fā)明的信號發(fā)生電路圖；

圖6是本發(fā)明的單片機(jī)電路圖；

圖7是本發(fā)明的電源電路圖。

圖中1-7各標(biāo)號為：1-干擾源、2-噪聲檢測電路、3-干擾接收電路、4-整形電路、5-放大電路、6-a/d轉(zhuǎn)換器、7-單片機(jī)、8-移相器、9-信號發(fā)生器、10-電源電路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：如圖1-7所示，一種基于單片機(jī)的實(shí)時嵌入式可調(diào)控噪聲檢測及消噪裝置，包括干擾源1、噪聲檢測電路2、干擾接收電路3、整形電路4、放大電路5、a/d轉(zhuǎn)換器6、單片機(jī)7、移相器8、信號發(fā)生器9、電源電路10；

所述噪聲檢測電路2與干擾源1連接，檢測干擾源產(chǎn)生的噪聲，干擾接收電路3與噪聲檢測電路2連接，接收噪聲信號，整形電路4與干擾接收電路3連接，放大電路5與整形電路4連接，a/d轉(zhuǎn)換器6與放大電路5連接，單片機(jī)7連接a/d轉(zhuǎn)換器6和移相器8，移相器8與信號發(fā)生器9連接，電源電路10連接單片機(jī)7、移相器8、a/d轉(zhuǎn)換器6、放大電路5、整形電路4。

本實(shí)施例作為優(yōu)選方案的具體的電路設(shè)計(jì)如下所示：

所述噪聲檢測電路2包括拾音器mic、電阻r14、電阻r15、電阻r16、電阻r17、電阻r18、電阻r19、電阻r20、電阻r21、電阻r22、電阻r23、電容c8、電容c9、電容c10、電容c11、三極管q3、滑動變阻器rp1、滑動變阻器rp2、變壓器t1071a、變壓器t1071b；其中電阻r14與電容c8并聯(lián)后一端接拾音器mic，電阻r15與滑動變阻器rp1串聯(lián)后與電阻r14并聯(lián)，滑動變阻器rp1的另一端接變壓器t1071a的輸入端；電阻r19一端與滑動變阻器rp1連接后與變壓器t1071a并聯(lián)；起到保護(hù)變壓器的作用；電阻r16與電容c8并聯(lián)后接變壓器t1071a輸入端；電阻r17與電容c9并聯(lián)后與電阻r18串聯(lián)然后接變壓器t1071b輸入端，變壓器t1071a的輸出端接變壓器t1071b的輸入端，電阻r20與變壓器t1071b并聯(lián)，起到保護(hù)變壓器的作用；變壓器t1071b的輸出端與電容c11串聯(lián)后接三極管q3；電容c10一端接地，另一端與電阻r21、電阻r22串聯(lián)后再與電容c11并聯(lián)，并聯(lián)后的一端接入三極管q3；三極管q3與電阻r23串聯(lián)后與滑動變阻器rp2并聯(lián)。

所述干擾接收電路3和整形電路4包括拾音器mic、聯(lián)動開關(guān)sb1、聯(lián)動開關(guān)sb2、電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4、電阻r5、電阻r6、電阻r7、電阻r8、電阻r9、電阻r10、電阻r11、電阻r12、電阻r13、電容c1、電容c2、電容c3、電容c4、電容c5、電容c6、電容c7、二極管d1、三極管q1、三極管q2、雙電壓比較器lm393；其中拾音器mic一端接聯(lián)動開關(guān)sb2，電阻r1和電容c1并聯(lián)后的一段接拾音器mic，電阻r1的另一端接聯(lián)動開關(guān)sb1；二極管d1與電阻r4串聯(lián)后一端接聯(lián)動開關(guān)sb2，另一端與電容c1的正極連接；電容c3和電阻r8并聯(lián)后一端與三極管q2連接，另一端與電阻r2、電阻r3并聯(lián)；電阻r6和電容c4并聯(lián)后，一端接聯(lián)動開關(guān)sb2，另一端與電阻r5串聯(lián)后接三極管q1；電阻r7與電容c2串聯(lián)后一端接三極管q1，另一端與三極管q2連接，電阻r7與電容c2串聯(lián)后與電阻r9并聯(lián)；電容c6、電容c7并聯(lián)后一端接地，另一端與電阻r3并聯(lián)；電容c5一端與電容c2連接，另一端與電阻r11串聯(lián)后接芯片lm393的ina+管腳；芯片lm393的管腳ina+、gnd、inb-均接地；電阻r10一端接電源，另一端接芯片lm393的管腳outa；電阻r12一端接電源，另一端接芯片lm393的管腳outb；電阻r13一端接芯片lm393的管腳inb-。

所述移相電路8包括數(shù)字控制電位器芯片x9241、電阻r24、電阻r25、電阻r26、電阻r27、電容c15、電容c16、lm358雙運(yùn)算放大器u8a、u8b；其中電阻r24接lm358雙運(yùn)算放大器u8a的反相輸入端，電阻r25與u8a并聯(lián)，電容c15一端接地，另一端與u8a的正相輸入端連接；u8a的輸出端與電阻r26串聯(lián)后與lm358雙運(yùn)算放大器u8b的反相輸入端連接；電容c16一段接地，另一端與u8b的正相輸入端連接；電阻r27與u8b并聯(lián)；起到限流保護(hù)電路的作用，lm358雙運(yùn)算放大器的輸出端接入單片機(jī)的p0.4端口；芯片x9241的管腳a0、a2、vss、a1、a3均接地，管腳vcc接5v電壓，管腳vw1接u8b的正相輸入端，管腳vl1接u8a的輸出端，管腳vw0接u8a的正相輸入端，管腳vl0接電阻r24的一端。

所述信號發(fā)生電路9包括電阻r31、電阻r32、電阻r33、電阻r34、電阻r35、電阻r36、電阻r37、電阻r38，電容c17、電容c18、電容c19、電容c20、電容c21、電容c22、電容c23、電容c24、電容c25、二極管d3、二極管d4、音頻功率放大器tda2030a、tda2030b、揚(yáng)聲器；其中電阻r31一端接地，另一端與電容c17并聯(lián)后接入音頻功率放大器tda2030a的輸入端；電容c20一端接地，另一端與電阻r32串聯(lián)后接入音頻功率放大器tda2030a的輸入端；電阻r33與tda2030a并聯(lián)，起到保護(hù)作用；電容c18、c19并聯(lián)接電壓正極；電阻r34一端接地，另一端接入音頻功率放大器tda2030b的輸入端；電容c23一端接地，另一端與電阻r35串聯(lián)后接入音頻功率放大器tda2030b的輸入端；電阻r36與tda2030b并聯(lián)起到保護(hù)作用；電容c24、c25并聯(lián)后一端接地，另一端接電源負(fù)極；二極管d3一端接電源負(fù)極，另一端接tda2030a的輸出端；二極管d4一端接電源負(fù)極，另一端接tda2030b的輸出端；電阻r37一端接地，另一端與電容c21串聯(lián)后與揚(yáng)聲器并聯(lián)；電阻r38一端接地，另一端與電容c22串聯(lián)后與揚(yáng)聲器并聯(lián)。

所述單片機(jī)電路7包括單片機(jī)芯片、電阻r28、電阻r29、電阻r30、電容c12、電容c13、電容c14、晶振y1、三極管q4、二極管d2、聯(lián)動開關(guān)sb1、sb2、繼電器kt1、led燈led1、led2；其中電容c12一端接電源，另一端接單片機(jī)芯片的rst管腳；電阻r28一端接地，另一端接單片機(jī)芯片的rst管腳；電容c13、c14并聯(lián)后一端接地，電容c13和晶振y1并聯(lián)后一端接單片機(jī)芯片的xtal2管腳，電容c14和晶振y1并聯(lián)后一端接單片機(jī)芯片的xtal1管腳；三極管q4一端接電源12v，一端接單片機(jī)的p0.0管腳，一端接二極管d2；繼電器kt1一端接二極管d2，另一端接聯(lián)動開關(guān)sb1、sb2；led燈led1與電阻r29串聯(lián)后一端接地，另一端接單片機(jī)芯片的管腳p0.1；led燈led2與電阻r30串聯(lián)后一端接地，另一端接單片機(jī)芯片的管腳p0.2。

所述電源電路10包括220v轉(zhuǎn)15v變壓器t1、220v轉(zhuǎn)9v變壓器t2、整流橋a、整流橋b、電容c26、電容c27、電容c28、電容c29、三端穩(wěn)壓集成電路芯片lm7812、三端穩(wěn)壓集成電路芯片lm7805、二極管d5、電阻r39；其中t1與整流橋a連接后與電容c26并聯(lián)接入lm7812的vin管腳；電容c27接lm7812的vout管腳；t2與整流橋b連接后與電容c28并聯(lián)再與電阻r39和二極管d5并聯(lián)后接入lm7805的vin管腳；電容c29接lm7805的vout管腳。

本發(fā)明的工作原理是：

針對要用到該裝置的環(huán)境，比如紡織車間、鋼鐵廠、水泥廠，具體應(yīng)用到排風(fēng)口、發(fā)動機(jī)等裝置上，首次使用該消噪裝置時，當(dāng)噪聲檢測電路2檢測到噪聲后，首先與單片機(jī)7（可以采用c51系列單片機(jī)，具體的可以為p89061x2或at89c2051）連接的led燈led1亮為紅色，然后調(diào)節(jié)噪聲檢測電路2的滑動變阻器rp2。調(diào)節(jié)過程中觀察燈的變化，若led1紅燈滅而led2綠燈亮，則說明噪聲成功消除。我們只要在該場景中，將滑動變阻器值設(shè)定為綠燈亮?xí)r的值，就能達(dá)到消噪的目的，是否消噪成功也能通過led燈的顏色變化反饋到用戶。

該裝置在工作過程中，噪聲檢測電路2檢測到待處理的噪聲，單片機(jī)電路中單片機(jī)的p1.2管腳與噪聲檢測電路2連接?；瑒幼冏杵鱮p2電阻值的不同對應(yīng)的聲音強(qiáng)度不同，根據(jù)首次使用后設(shè)定的滑動變阻器rp2的電阻值確定為噪聲后，通過管腳p1.2將噪聲信號傳給單片機(jī)，單片機(jī)的p0.0管腳接繼電器電路，啟動繼電器kt1，開關(guān)sb2閉合，干擾接收和整形電路3開始工作。整形電路將受到干擾的或者不符合要求的信號整形成較好的脈沖，將信號的幅度進(jìn)行規(guī)范同時將信號的寬度進(jìn)行規(guī)范，以便單片機(jī)可以正確識別。單片機(jī)的p0.3管腳、p0.4管腳與移相電路4連接，p0.5管腳接信號發(fā)生電路5。在移相電路4中，對噪聲信號進(jìn)行移位，將波形反相后傳到信號發(fā)生電路5，這樣就有一個與原噪聲信號相反的信號，兩者的幅值相反等大，可以相消，從而達(dá)到噪聲消除的目的。在這個過程中，若噪聲能成功消除，則led2綠燈一直亮著，若led1紅燈亮說明噪聲沒有被消除，需要調(diào)節(jié)滑動變阻器rp2的值來重新設(shè)定。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。