第三章第3课 科创板（bǎn）-声音采集

1、认识声（shēng）音传感器并（bìng）了解其工作原理（lǐ）；

2、掌握声音传感器数（shù）据（jù）采集的方法；

3、通过编程（chéng）驱动噪声警报（bào）器的（de）正常运行。

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声音传感器简（jiǎn）介——Science

声音传感器也可称为（wéi）声敏传感器，它（tā）是一种可以将在气体、液体或固（gù）体中传播的机械（xiè）振动转换成电信号的器（qì）件或装置，它采用接触或非接触的方式检测信号（hào）。在电子电路中，声（shēng）音传（chuán）感（gǎn）器（qì）作为一种触发器（qì）件来（lái）使用，常（cháng）见的触发方式（shì）是声（shēng）音（yīn）的有无。

声音（yīn）传感器的种类（lèi）有（yǒu）很多，我们科创（chuàng）板用到的声音传感器是电容式声音传（chuán）感器。

二、声音传感（gǎn）器工（gōng）作原（yuán）理（lǐ）及应（yīng）用——Engineering and Technology

STEAM百科

声音传感（gǎn）器工作原（yuán）理

声音传感器内置一个（gè）对声（shēng）音敏感（gǎn）的电（diàn）容（róng）式驻极体（tǐ）话筒，声（shēng）波使话筒内的驻极体薄（báo）膜振动，导致电（diàn）容的（de）变化，从（cóng）而产生与（yǔ）之对应变化（huà）的微小电（diàn）压（yā）。这一电压（yā）随后被转化成0-5V的电压，经过（guò）A/D（A是模拟量（liàng），D是数据量）转换被（bèi）数据采（cǎi）集器接受（shòu），并传送给计算处理器；声音传感器也可（kě）以显示（shì）声音（yīn）的振动图象。

声音传感器应用

1、日（rì）常生（shēng）活

声音传感器（qì）对声音信（xìn）号进行采样，应用到话筒，录音机，手机（jī）等器件中；声控照明灯内装有声音传感（gǎn）器等等。

2、工业

缝纫设备生产（chǎn）厂家大部分已采（cǎi）用电子检（jiǎn）测仪器来监（jiān）测声响，检验机器最大声源的（de）产生处（chù），测定零部（bù）件（jiàn）受力（lì）大小、振动大小等。

3、军（jun1）事

声音传感（gǎn）器利用（yòng）声波来确定密闭集装箱内的材（cái）料化学（xué）组成，以此加强港口的安全防护；防御狙（jū）击手的袭击，声（shēng）音传（chuán）感（gǎn）系统能对（duì）狙（jū）击（jī）火（huǒ）力进（jìn）行（háng）定位和分类，并提供（gòng）狙（jū）击火力的（de）方位（wèi）角、仰角、射程、口径和误差距离等。

4、医疗

光纤麦克风具有对磁场天然的抗干扰能（néng）力，可以应用于核磁共振成像的通（tōng）信（xìn），是唯一在核（hé）磁（cí）共振成像扫（sǎo）描（miáo）时，可以在（zài）病（bìng）人和医生之间进（jìn）行通讯的麦克风。

三、试验与科学——Technology and Math

1、声（shēng）音采集

科创板板载声音传感器的（de）管脚（jiǎo）为39，而且声音传感（gǎn）器采集的信（xìn）号为（wéi）模拟信号，所（suǒ）以会用到模数（shù）转换（huàn）代码块，也（yě）称ADC（模拟量转换为）。

认识“初始化（huà）模（mó）拟输（shū）入管脚（jiǎo）”代码块以及（jí）“获取模（mó）拟输（shū）入值”代码（mǎ）块

两个代码（mǎ）块均位（wèi）于“输（shū）入\输出”模块中。其中“初始化（huà）模拟输入管脚”代码块（kuài）作（zuò）用为（wéi）初始化（huà）指（zhǐ）定管脚为模拟输入管脚；“获取模（mó）拟输（shū）入值（zhí）”代（dài）码块作用为获取指定管脚模拟（nǐ）输入（rù）的值（范（fàn）围（wéi）为（wéi）0~4095）。

认识“参考（kǎo）电压设置（zhì）”代码块

“参考电压（yā）设置”代码块位（wèi）于“输入\输出”模块中，它的（de）功能是设置指定模拟（nǐ）输入管脚的参考电压为（wéi）3.3V，这个代码块（kuài）对（duì）于科创（chuàng）板板载的传感（gǎn）器（qì）是非（fēi）常必要的，如果没有设置，板载传感器的（de）精度就会受到影响。

获取（qǔ）声音（yīn）传感器数值（zhí）程（chéng）序如（rú）下（xià）：

将上（shàng）面的程序（xù）下载到科创板（bǎn）后（hòu），会发现信息菜单会有一列0，轻吹声音传感（gǎn）器探头会发现信息菜（cài）单（dān）出（chū）现（xiàn）一些数值，吹得动静越大，数值越大。

2、OLED屏幕联（lián）动声音传感器

我们已（yǐ）经可以将声音传感器测（cè）得的数值在（zài）电（diàn）脑上显示出来了，那我们是不是也可以让声音传感器测得的数值（zhí）直接显示（shì）在OLED显示屏上（shàng）呢？回（huí）答是（shì）：当然能（néng）。

认识“转字符（fú）串”代（dài）码块

“转字符串”代码块（kuài）位于“文本”模（mó）块（kuài）中，作用是将一（yī）个数字转化为一个字（zì）符串，换（huàn）句话就是（shì）将（jiāng）科创（chuàng）板（bǎn）不可显（xiǎn）示的语言转换成（chéng）科创板可显示的语言。

声音（yīn）传感器测（cè）得的数值直（zhí）接显示在OLED显（xiǎn）示（shì）屏上的程序：

当我（wǒ）们将这段程序下载到科创板中，运行后会（huì）发（fā）现OLED显示屏可以显示（shì）当前声音传感器（qì）测得的（de）值（zhí）了。

3、噪声警报器

我们已（yǐ）经学会将声音（yīn）传感器的测得值（zhí）变成我们可测可用的数值了（le），接下（xià）来（lái）我们（men）就用（yòng）这个值，做一个小（xiǎo）创意。

现（xiàn）实生活中，在医（yī）院（yuàn）、图书馆等需要安静的地方，总是有（yǒu）人不遵守公共秩（zhì）序，大声喧哗。我们可以做一个噪声警报（bào）器，当喧闹（nào）声（shēng）达到了一定的强度时（shí），大厅（tīng）显示屏会显示警戒噪音值，蜂（fēng）鸣器（qì）就会（huì）报警，可以自动（dòng）提醒这些（xiē）人（rén）保持安静。

噪声警报（bào）器的工作过程是当声音传感器的数值（zhí）超过（guò）800时（科创板上（shàng）的蜂鸣（míng）器（qì）与声音传感器靠的太近，所以数（shù）值设置偏高（gāo），自己做的话可根据实际（jì）情况而定），OLED显示屏显示（shì）voice>800，蜂鸣器发出2秒的警报声。

下面的代码可以发出滴滴声：

要响2秒，即需要执行10次（cì）（因为（wéi）每（měi）次滴滴声的周（zhōu）期是200ms），这时我们需要用到一个for循环（huán）程（chéng）序：

噪声警报器（qì）的最终（zhōng）程序如下：

执行以（yǐ）上程序（xù），噪声警报器就可以正常工作了。

四、延（yán）伸与扩展（zhǎn）——Arts

想（xiǎng）一想（xiǎng），能（néng）不能用声音传感器结合OLED显示屏（píng）做一个声（shēng）控灯呢，怎样去实现？

请以小（xiǎo）组的形式进行合作，尝试做一个声控灯。

设计要求：

（当（dāng）声音传（chuán）感器测得数值大于500时，白灯亮3秒，同（tóng）时OLED显示屏（píng）显示灯亮；

（保（bǎo）证控制方式安全可靠。