【正文】 些信號(hào)進(jìn)行分析，可以測(cè)量信號(hào)的頻率成分和各頻率的功率。在論文的撰寫和修改過程中，特別感謝張先庭老師和趙永建同學(xué)的幫助。 本系統(tǒng)采用 TI 公司的 DSP 平臺(tái)制作音頻處理器，通過測(cè)試，基本可用于均衡效果的模擬和諸如混響 等音效功能，可以有很強(qiáng)的靈活性和可擴(kuò)展性。音頻處理是當(dāng)今的一大熱門，基于 DSP 技術(shù)的音頻處理器更是以其無(wú)以倫比的優(yōu)勢(shì)成為業(yè)界研究的主題。 } } 開 始初 始 化 設(shè) 置L C D 顯 示 設(shè) 置鍵 盤 掃 描有 鍵 按 下 否 ？判 斷 鍵 值12345 6顯 示 處 理顯 示YN結(jié) 束 圖 鍵盤掃描程序流程圖 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 顯示程序主要是對(duì)分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，起到人機(jī)對(duì)話的作用，顯示程序流程圖如下： 開 始顯 示 總 功 率 的 前 兩 個(gè) 頻 率 分 量 的頻 率 值 和 共 功 率 值顯 示 周 期 測(cè) 量 值 和 正 弦 線 號(hào) 的 失 真 度顯 示 實(shí) 時(shí) 測(cè) 量 值：頻 率 值 和 功 率 值結(jié) 束 圖 顯示程序流程圖 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 33 第 7 章 系統(tǒng)調(diào)試 首先應(yīng)對(duì)電路板作細(xì)致的檢查，防止短路和斷路情況的發(fā)生。i++) { if((OldKeyamp。 } break。主程序流程圖如圖 所示。一次讀寫一個(gè)像素。 其中 74LVC245 作為一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖器連接 DSP 和顯示器， 74LVC245 的 XD07接 DSP 的 XD07，寫信號(hào) XWE 與顯示器的 XWE 及 DSP 的 XWE 相連， DSP 的PB2 腳接顯示器的 CS 端作為片選信號(hào)， PB3,PB4 與顯示器的 A0,A1 相連作為地址選擇線。 =1。 //CSU=1 VoltPort=(int*)C_VoltAddr。 R/C 的下跳沿將啟動(dòng)一次新的轉(zhuǎn)換 ， 在轉(zhuǎn)換的同時(shí)將輸出前一次轉(zhuǎn)換的結(jié)果 ；在轉(zhuǎn)換結(jié)束之后 ， 輸出本次轉(zhuǎn)換結(jié)果。其電路原理圖如圖 。 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 4）偏移誤差 (Offset Error) 輸入信號(hào)為零時(shí)輸出信號(hào)不為零的值 ,可外接電位器調(diào)至最小。分辯率又稱精度 ,通常以數(shù)字信號(hào)的位數(shù)來表示。輸出電壓能夠在較大范圍內(nèi)跟隨輸入電壓作線性變化，輸出信號(hào)和輸入信號(hào)可以完全隔開， 可以做多級(jí)放大器的中間級(jí)，即緩沖級(jí) 以及輸入、輸出信號(hào)同相等特點(diǎn)。通過 Q1A1R1 環(huán)路和Q2A2R2 環(huán)路反饋使通過輸入器件 Q1 和 Q2 的集電極電流保持恒定，由此使輸入電壓加在外部增益設(shè)置電阻器 RG 的兩端。它 是一種只用一個(gè)外部電阻就能設(shè)置放大倍數(shù)為 11000的低功耗、高精度儀表放大器。與運(yùn)算放大器一樣，其輸出阻抗很低，在低頻段通常僅有幾毫歐 。 根據(jù)題目要求，需加入 50 ? 的輸入阻抗進(jìn)行匹配，解決的辦法就是在信號(hào)源加入一個(gè) 50 ? 的負(fù)載，從而達(dá)到阻抗匹配的作用。通 過紅、綠、藍(lán)的混合，總共可以得到 256 種顏色。 的顯示存儲(chǔ)器同液晶屏 幕上的像素點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，用戶可以把這個(gè)存儲(chǔ)器理解為 “顯示映像 ”存儲(chǔ)器。 (5)單 +5V 電源供電 ,可方便地用于單片機(jī)、微機(jī)系統(tǒng) ,而不需另加電源。 16位 A/D 轉(zhuǎn)換器應(yīng)用得最多的是串行輸出 A/D 轉(zhuǎn)換器 ,但串 行輸出 A/D 轉(zhuǎn)換器與并行總線接口麻煩 ,讀數(shù)慢 ,在一些對(duì)采樣頻率要求很高的場(chǎng)合不適用。 高達(dá) 56 個(gè)可配置通用目的 I/O 引腳 。 兩個(gè) UART 接口模塊 (SCI)。 8 通道 16 位的 PWM。 數(shù)學(xué)運(yùn)算表； 外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展接口 (F2812): 最多 IMB 的尋址空間 。 與 TMS320F24x/F240x 系列數(shù)字信號(hào)處理器代碼兼容。 支持 JTAG 邊界掃描接口。該系列數(shù)字信號(hào)處理器還集成了 128KB 的 Flash 存儲(chǔ)器， 4KB 的引導(dǎo) ROM，數(shù)學(xué)運(yùn)算表以及 ZKB 的 OTPROM，從而大大改善了應(yīng)用的靈活性。 （ 5）可重復(fù)性好。最后，經(jīng)過處理后的數(shù)字樣值再經(jīng) D/A 變換轉(zhuǎn)換為模擬樣值，之后再進(jìn)行內(nèi)插和平滑濾波就可得到連續(xù)的模擬波形 DSP 系統(tǒng)的特點(diǎn) 及設(shè)計(jì)過程 數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)是以數(shù)字信號(hào)處理為基礎(chǔ)，因此具有數(shù)字處理的全部特點(diǎn)： （ 1）接口方便。哈佛結(jié)構(gòu)、流水線操作、專用的硬件乘法器、特殊的 DSP指令，再加上集成電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可使 DSP 的指令周期在 100ns 以下。處理器可以并行處理 24 條指令，每條指令處于流水線的不同階段。 TMS320 系列處理器是軟件可編程器件，所以具有通用微處理器的方便靈活的特點(diǎn)。近年來，由于半導(dǎo)體制造工藝的發(fā)展和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)等方面的改進(jìn)， DSP 芯片的功能越來越強(qiáng)大，這使得信號(hào)處理研究的重點(diǎn)很大程度上可以放在軟件算法上，而不用像過去那樣需要過多的考慮硬件實(shí)現(xiàn)。具體設(shè)計(jì)框圖如圖 。根據(jù)課題要求，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖如圖 。 方案 1：以單片機(jī) +FPGA 為核心實(shí)現(xiàn)。 輸入阻抗為 50Ω ；輸入信號(hào)電壓范圍（峰 峰值）為 100mV～ 5V；輸入信號(hào)包含的頻率成分范圍： 200Hz～ 10kHz；頻率分辨力至少要達(dá)到 100Hz。這個(gè)是由式 (25)從頻率軸方向來解釋的。由此引出了語(yǔ)音信號(hào)的短時(shí)分析。一般在 510kHZ 的采樣頻率下， N 可選為 100200。因此，語(yǔ)音信號(hào)的幅度分析也可用于估計(jì)語(yǔ)音信號(hào)的特征。 通常在對(duì)某音頻測(cè)量分析時(shí)，將某種己知信號(hào) 或未 知信號(hào) 輸入該系統(tǒng)，然后從輸出端獲取輸出信號(hào)進(jìn)行分析，從而了解該 信號(hào) 的一些特性，這就是音頻分析的一般方法。傅立葉變換是進(jìn)行頻譜分析的基礎(chǔ)，信號(hào)的頻譜分析是指按信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)，求取其分量的幅值、相位等按頻率分布規(guī)律，建立以頻率為橫軸的各種 “譜 ”，如幅度譜、相位譜。聲音的三個(gè)要素是 音調(diào) 、 音強(qiáng) 和 音色 。智能儀器分析功能由軟件設(shè)定，可以不斷的升級(jí)換代，用戶也能自行修改，同時(shí)還能與人工智能技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)能計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合，使用起來非常方便。 60 年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，信號(hào)處理 由模擬式向數(shù)字式轉(zhuǎn)換，發(fā)展的是以 FFT 計(jì)算原理制成的數(shù)字式信號(hào)分析儀。該儀器除具備一般的音頻參數(shù)測(cè)量外， UP350 還可分析數(shù)字音頻信號(hào)，采樣率高達(dá) 192kHz，可用于數(shù)字音頻設(shè)備測(cè)量和模擬 /數(shù)字混合接口的相關(guān)應(yīng)用。但往往由于成型儀器的價(jià)格昂貴，使得這部分的實(shí)驗(yàn)無(wú)法得以實(shí)施。s highspeed digital signal processor, through the AD converter, sampling the audio signal, discrete the continuous signal, and then through the FFT fast Fourier transform puting, analysis and processing the audio signal in the time domain and frequency domain and the various frequency ponents Power and other indicators , and then display the spectrum signals through highresolution LCD . The System is mainly posed of the audio signal preprocessing module, A / D converter module, keyboard and display modules. The audio signal preprocessing module,which processing the input signal, such as smoothing filter, A / D converter module is to quantify the signal acquisition, keyboard and display module is to display the signal processing and humanmachine dialogue. The system can accurately measure the frequency range of audio signals for 200Hz10KHz, its range to 100 mVpp5Vpp, resolution is divided into 20 Hz. Power measurement accuracy of up to one percent, and it can accurately measure the cycle of the Periodic signal, it is the ideal solution for audio signal analyzer. Keyword: Audio Signal Analyzer TMS320F2812 FFT fast Fourier transform Signature of supervisor: 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄 第 1 章 緒論 選題的背景及意義 .................................................................................................... 1 音頻信號(hào)分析儀的現(xiàn)狀和趨勢(shì) ................................................................................ 1 主要研究?jī)?nèi)容和整體結(jié)構(gòu) ........................................................................................ 2 第 2 章 音頻信號(hào)的綜合概述 音頻信號(hào) .................................................................................................................... 4 音頻信號(hào)的特點(diǎn) ........................................................................................................ 4 音頻信號(hào)分析的基本原理 ........................................................................................ 4 音頻信號(hào)分析方法 .................................................................................................... 5 第 3 章 音頻信號(hào)分析儀的總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 .................................................................................................................... 8 方案比較 .................................................................................................................... 8 第 4 章 系統(tǒng)芯片介紹 DSP 芯片 ................................................................................................................... 10 TMS320F2812 ........................................................................................................... 12 ADS7805 芯片 .......................................................................................................... 15 液晶顯示 ......................................................................................... 17 第 5 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 信號(hào)預(yù)處理模塊 ....................................................................................................... 19 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 ..................................