第三（sān）章第3课 科创板-声音（yīn）采集（jí）

1、认识（shí）声音传感（gǎn）器（qì）并了解其工（gōng）作原（yuán）理；

2、掌握（wò）声音传（chuán）感器数据采集的方法（fǎ）；

3、通（tōng）过编程驱（qū）动噪（zào）声（shēng）警报器的（de）正常运行。

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声音传感器简介——Science

声音传感器也可称为声敏（mǐn）传（chuán）感器（qì），它是（shì）一种可以将在气（qì）体、液（yè）体（tǐ）或固（gù）体中传播（bō）的机（jī）械振动转换（huàn）成电信号的器件或装置，它采用接触或非接触的方式检测信（xìn）号。在电子电路中，声音传感（gǎn）器作（zuò）为一种（zhǒng）触发器件来使用（yòng），常见的触发（fā）方（fāng）式是声音的（de）有无。

声音传感（gǎn）器的种（zhǒng）类有很多，我（wǒ）们科创板用到的声音传感器是电容式（shì）声音传感器。

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

STEAM百科

声音传感器工（gōng）作（zuò）原理（lǐ）

声音传感器内置一个对（duì）声音敏感的电容式驻极体（tǐ）话筒，声波使话筒内的（de）驻（zhù）极体薄膜振动，导致电（diàn）容的（de）变化，从而产生与之对应变化的微小电压。这（zhè）一电压（yā）随后被转化（huà）成（chéng）0-5V的（de）电（diàn）压（yā），经过A/D（A是模拟（nǐ）量，D是数据量（liàng））转换被数据采集器接受（shòu），并传送给计算处理器；声音传感器也可（kě）以显（xiǎn）示（shì）声音的振动图象。

声音传感器应用

1、日常生活（huó）

声音传感器对声音信号进行采样，应用到话（huà）筒，录音机（jī），手机（jī）等器（qì）件中；声控照明灯内装（zhuāng）有声（shēng）音传感器等等。

2、工业

缝纫设备生产（chǎn）厂家大部分已采用电子检测仪器（qì）来监测（cè）声（shēng）响，检验机器最大声源（yuán）的（de）产生处，测定零部件（jiàn）受力（lì）大（dà）小、振动大小等。

3、军事

声音传感器利（lì）用声波来（lái）确（què）定密（mì）闭（bì）集装箱（xiāng）内的材料（liào）化学组（zǔ）成，以此加（jiā）强港口的安全防护；防御狙击手的袭（xí）击，声音传（chuán）感系（xì）统能对狙击火力进行定位和分类，并提供（gòng）狙击（jī）火力（lì）的方（fāng）位角、仰（yǎng）角、射（shè）程、口径和误（wù）差距离等。

4、医疗（liáo）

光纤麦克风（fēng）具有对（duì）磁场天然的抗干扰能力（lì），可以应用（yòng）于核磁共振成像的通信，是唯一在核磁共振成像扫（sǎo）描时，可以在病人和医生之间进行通讯的麦克风（fēng）。

三、试验与科学——Technology and Math

1、声音采集

科（kē）创板板载声音传（chuán）感器的管脚为39，而（ér）且声音传感器采集（jí）的信（xìn）号为（wéi）模拟（nǐ）信号，所以会用到模数转（zhuǎn）换代码块（kuài），也（yě）称ADC（模（mó）拟量转换（huàn）为（wéi））。

认识“初（chū）始化模拟输入管脚（jiǎo）”代码块以及（jí）“获取模（mó）拟（nǐ）输入值”代（dài）码块（kuài）

两（liǎng）个代码块均位于“输入（rù）\输（shū）出”模块（kuài）中。其中（zhōng）“初始化模拟（nǐ）输入管脚”代码块作用为初始化指定管脚为模拟输入管脚；“获取模拟（nǐ）输（shū）入值”代码块作（zuò）用为获取（qǔ）指定管脚模拟（nǐ）输入（rù）的值（范围为0~4095）。

认识“参考电压设（shè）置”代（dài）码块

“参（cān）考电压设置”代码块位（wèi）于“输入\输出”模块中，它的功能是设置（zhì）指定模（mó）拟输入（rù）管脚的参考电压为（wéi）3.3V，这个（gè）代码块（kuài）对于科创板板（bǎn）载的（de）传感器是非常（cháng）必要的，如果没（méi）有设置，板载传（chuán）感（gǎn）器（qì）的精度就会受（shòu）到影响。

获取声音传感器数值程序如下：

将上面的（de）程序下载到科创板后（hòu），会发现信息（xī）菜单会有一列（liè）0，轻吹声（shēng）音传感器探头会发现信息菜单出现一些（xiē）数值（zhí），吹得动静越大，数（shù）值越大（dà）。

2、OLED屏幕联动声音（yīn）传感器

我们已经可以将声音传（chuán）感器（qì）测得的数值在电（diàn）脑上显示（shì）出来了，那我（wǒ）们是不是也可以让声音传（chuán）感器测得的（de）数值直接显示在OLED显示屏上呢？回答是：当然能。

认识（shí）“转字符串”代码块

“转字（zì）符（fú）串（chuàn）”代码块位于“文本”模块（kuài）中，作用是将一个（gè）数字转化为一个字符串，换句话（huà）就是将科（kē）创（chuàng）板不可（kě）显示的语（yǔ）言（yán）转（zhuǎn）换成科创板可显示的语（yǔ）言。

声音传感器测（cè）得的数值直接显（xiǎn）示（shì）在OLED显示屏上的程序（xù）：

当我（wǒ）们（men）将这段（duàn）程序下载到（dào）科（kē）创板中，运行后会发现OLED显示（shì）屏可以显示当（dāng）前声音传感器测（cè）得（dé）的值了。

3、噪声警报器

我们已经学会将声音（yīn）传感器的（de）测得值（zhí）变成我们可测可用的数值了，接下来我们就（jiù）用（yòng）这个值，做一（yī）个小创意。

现实（shí）生活中，在医院、图（tú）书馆等需（xū）要安（ān）静的地方，总（zǒng）是有（yǒu）人不遵守公共秩序，大声喧哗。我们可以做一个噪声警（jǐng）报器（qì），当喧闹声达到了一定的强度时，大厅显示屏会显示警戒噪音值，蜂鸣（míng）器就会报警，可（kě）以自动提醒这些人保持（chí）安静。

噪声警（jǐng）报器的工（gōng）作过程是当（dāng）声音（yīn）传感器（qì）的数值超过800时（科创（chuàng）板（bǎn）上的蜂鸣器与声音传感器靠的太近，所以数值设置偏高（gāo），自（zì）己做的话（huà）可根据实（shí）际情（qíng）况而定），OLED显（xiǎn）示屏显示voice>800，蜂鸣器发出2秒的警报声。

下面的代码可以发（fā）出滴滴（dī）声：

要响2秒，即需要（yào）执行10次（cì）（因为每次滴滴声的（de）周（zhōu）期是（shì）200ms），这时我们需（xū）要（yào）用（yòng）到一个（gè）for循环程序：

噪（zào）声警报（bào）器的最终程（chéng）序如下：

执行以（yǐ）上程（chéng）序，噪声警报器（qì）就（jiù）可以正常工作了。

四、延伸与扩（kuò）展（zhǎn）——Arts

想一（yī）想，能不能用声音传感器结（jié）合OLED显示（shì）屏做一个声控灯呢，怎样（yàng）去实现？

请以小组的（de）形式（shì）进（jìn）行合作，尝试做一个声（shēng）控灯。

设计要（yào）求：

（当声音传感器测得数值大于500时，白灯亮3秒，同时OLED显示屏显示（shì）灯（dēng）亮；

（保证控制方式（shì）安全可（kě）靠。