第三章第3课 科创板-声音采集

1、认识声音（yīn）传感器并（bìng）了解其工作原理；

2、掌握（wò）声音传感器数（shù）据采集的方法；

3、通过编（biān）程驱动噪声警报器的正常运行（háng）。

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声音传（chuán）感器（qì）简介——Science

声音传感器也可称为声（shēng）敏传感器，它是（shì）一种可以将在气体、液体或固体（tǐ）中传播的机械振动转换成电信号的器件（jiàn）或装置，它采用接触或非接触（chù）的方式检测信号。在电子电路中（zhōng），声（shēng）音传感器作为一种触发器件来使用（yòng），常见（jiàn）的触发方式是声音的有无。

声音传感器的（de）种类有很多，我们科（kē）创板用到的声（shēng）音传感器是电容式（shì）声音传感（gǎn）器。

二（èr）、声音传感器工作原理及应用——Engineering and Technology

STEAM百（bǎi）科

声音传（chuán）感器工作原理

声（shēng）音（yīn）传（chuán）感器（qì）内置一个对声音敏感的电（diàn）容式驻极体（tǐ）话筒，声波（bō）使话筒内的驻（zhù）极（jí）体薄膜振动，导（dǎo）致电容的（de）变化，从而产生（shēng）与（yǔ）之对（duì）应变化（huà）的（de）微（wēi）小电压。这一电压（yā）随（suí）后被（bèi）转化（huà）成0-5V的电压，经过A/D（A是（shì）模拟量，D是数据量）转（zhuǎn）换被数（shù）据（jù）采集器接受，并传送（sòng）给计算处（chù）理器；声音传感器也可以显示（shì）声音（yīn）的振（zhèn）动图象。

声（shēng）音传感器应用

1、日常生活

声（shēng）音（yīn）传感器对（duì）声音信号进（jìn）行采样（yàng），应用（yòng）到话筒（tǒng），录音机（jī），手机等器件中（zhōng）；声控照明灯内装（zhuāng）有声音传感器等等。

2、工业（yè）

缝纫设备生产厂家（jiā）大部（bù）分（fèn）已采用（yòng）电（diàn）子检测（cè）仪（yí）器（qì）来监测声（shēng）响，检验机器（qì）最大声源的产生处，测定零部件受（shòu）力大（dà）小、振动大（dà）小（xiǎo）等。

3、军事

声音（yīn）传感（gǎn）器利用（yòng）声波来确（què）定密闭集装箱内的材料化学组成，以此加强港（gǎng）口的安全防护；防御狙击手的袭击，声音传感系统能对狙击（jī）火力进行定位和分类，并提供狙击火力的（de）方（fāng）位角、仰角、射（shè）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力（lì），可以应用（yòng）于核磁共振成像（xiàng）的通信，是唯（wéi）一在核磁共振（zhèn）成像（xiàng）扫描（miáo）时，可以在病（bìng）人和（hé）医生之间进行通讯的麦克风。

三（sān）、试验（yàn）与科学——Technology and Math

1、声音采集

科（kē）创（chuàng）板板（bǎn）载声音传感器的管脚为39，而且声音（yīn）传感器采集（jí）的信号为模拟信号（hào），所（suǒ）以会用（yòng）到模数转换代码块，也称ADC（模拟量转换（huàn）为）。

认识“初始化（huà）模拟输（shū）入管（guǎn）脚”代码块（kuài）以（yǐ）及“获（huò）取模拟输入值（zhí）”代码块

两个代码块（kuài）均（jun1）位于“输入\输出”模（mó）块中。其中“初始化（huà）模拟输（shū）入管脚”代码（mǎ）块作用为（wéi）初始（shǐ）化指定管脚为模拟输入管脚；“获取模（mó）拟输入（rù）值（zhí）”代码块作用为获取（qǔ）指定管脚模拟（nǐ）输入的值（范围（wéi）为0~4095）。

认识“参考电压设置”代（dài）码（mǎ）块

“参考电（diàn）压设置”代码块位于“输入\输出”模块中，它的功（gōng）能是设置指（zhǐ）定模拟输（shū）入管脚（jiǎo）的参考电压（yā）为3.3V，这个代码块对（duì）于科（kē）创板板（bǎn）载的传（chuán）感器是（shì）非常必要的，如果（guǒ）没有设置，板载传感器的精度（dù）就会受到（dào）影响。

获取声音传感器数（shù）值程序如（rú）下：

将上（shàng）面的程序下载到科创（chuàng）板后，会发现信息菜单会有（yǒu）一列0，轻吹声音传感器探头会发现信息菜单出现一些数值（zhí），吹（chuī）得动静越（yuè）大，数值越大。

2、OLED屏幕联（lián）动（dòng）声音传感器

我们已经可以将声音传感器测得的数值在电脑上显（xiǎn）示（shì）出（chū）来了（le），那我们是不是也（yě）可以让（ràng）声音传感器测得的数值直接显示在（zài）OLED显示屏上呢（ne）？回答是（shì）：当然能。

认（rèn）识“转字符串”代码块（kuài）

“转字符（fú）串”代码（mǎ）块位于“文本”模块中，作用是将一个数字转（zhuǎn）化（huà）为一个字符串，换（huàn）句话就是将科创板不可显示的语言转换成科创板可（kě）显示的语言。

声音传（chuán）感器测得的数值直接显示在（zài）OLED显示屏上的程（chéng）序：

当（dāng）我们将这段程序下载到科（kē）创板中，运行后会（huì）发（fā）现OLED显示屏可以显示当前声音传感器测得（dé）的值了。

3、噪（zào）声警（jǐng）报器

我们已经学会将声音（yīn）传（chuán）感器的测得值变成我们可（kě）测可用的数值了，接（jiē）下来我们（men）就用这个（gè）值，做一个小创意。

现实生（shēng）活中，在医院、图书馆等需（xū）要安静的地方，总是有人不（bú）遵守（shǒu）公共秩序（xù），大声（shēng）喧哗（huá）。我们可（kě）以做一个噪声警报器，当喧（xuān）闹声达（dá）到（dào）了一定的强度时，大厅显示屏会显示警（jǐng）戒噪音值（zhí），蜂鸣器就（jiù）会报警，可以自动提醒这些人保持安静。

噪声警（jǐng）报器的工作过（guò）程是当声音传感（gǎn）器的（de）数值超过800时（科创板上的蜂鸣（míng）器与声音传（chuán）感（gǎn）器靠的太近，所以数值（zhí）设置偏（piān）高，自（zì）己做的话可根据实际情况而（ér）定），OLED显示屏显示（shì）voice>800，蜂鸣器（qì）发出2秒（miǎo）的警报声。

下面的代码可以发（fā）出滴滴声：

要响2秒，即需要执行10次（因为每次滴滴声的周期是（shì）200ms），这时我们（men）需（xū）要用（yòng）到一个for循环程（chéng）序：

噪声警报器的最终程序如下：

执行以上程序，噪声警报器（qì）就可（kě）以（yǐ）正常（cháng）工（gōng）作了。

四、延伸与扩展——Arts

想一想，能不能用声（shēng）音传感器结合OLED显示屏做一个声控灯呢，怎样去实现（xiàn）？

请以小（xiǎo）组的形式进（jìn）行合（hé）作，尝试做一（yī）个（gè）声（shēng）控（kòng）灯。

设计要求：

（当声音传感（gǎn）器测得数值大于500时，白灯（dēng）亮（liàng）3秒（miǎo），同时（shí）OLED显示屏（píng）显示灯亮；

（保（bǎo）证控（kòng）制方式安全（quán）可靠。