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作者:淄博职业学院 马飞,张旭芬</p><p>
0 引言</p><p>
随着微电子和信息技术的快速发展,以单片机为代表的数字技术发展日新月异。单片机由于具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,而广泛应用于各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理。事实上,通过采用单片机来进行控制,可以实现仪器仪表的数字化、智能化和微型化。本文通过对比选择采用了Lpc2148芯片解决方案来实现音频分析仪的设计。</p><br>
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1.1 信号处理原理分析
在对音频信号进行分析的过程中,本文采用了快速傅立叶变换FFT算法,即首先对音频信号进行离散化处理,然后进行FFT运算,求出信号各个离散频率点的功率数值,并得到离散化的功率谱,最后在频域计算被测音频信号的总功率。
1.2 系统的选择
在处理器的选择上,通常可以选择8位、16位或者是32位的MCU。但是,由于在处理信号的过程中,通常会用到快速傅立叶变换FFF算法,所以需要进行大量的浮点运算,而且一个浮点要占用四个字节,故在处理过程要占用大量的内存,同时浮点运算时间也很慢,所以采用普通的8位MCU和16位MCU一般难以在一定的时间内完成运算。综合考虑系统内存的大小以及运算速度,本系统选用Philips公司的32位单片机LPC2148。该芯片具有32 KB的RAM,而时钟频率高达60 MHz,所以,对于浮点运算,不论是在速度上,还是在内存上都能够很快的处理。在信号采样方式上,由于本系统所选用的32位MCU芯片LPC2148是60 MHz的单指令周期处理器,定时精度为16.7 ns,可以实现40.96 kHz的采样率,而且控制方便,成本便宜,所以,本设计由MCU进行直接采样,而不采用DDS芯片配合FIFO对信号进行采集。
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