基于DSPIC30F6014A單片機的智能家居音頻信號分析儀的設計

目前，大多數音頻信號處理儀不但體積大而且價(jià)格貴，在一些特殊方面難以普及使用，而嵌入式系統分析儀具有小巧可靠的特點(diǎn)，所以開(kāi)發(fā)基于特殊功能單片機的音頻分析儀器是語(yǔ)音識別的基礎，具有很好的現實(shí)意義。信號分析原理是將信號從時(shí)間域轉換成頻率域，使原始信號中不明顯特性變得明顯，便于分析處理。對于音頻信號來(lái)說(shuō)，其主要特征參數為幅度譜、功率譜。該音頻信號分析儀的工作過(guò)程為：對音頻信號限幅放大、模數轉換、快速傅里葉變換(FFT，時(shí)域到頻域的轉換)、特征值提??；從到音頻信號的幅度譜，進(jìn)而得到音頻信號的功率譜。

　　本設計選用Microchip公司的

　　(1)經(jīng)過(guò)采樣、A／D轉換完成后，清除A／D使能標志，得到離散化的數字信號。

　　(2)調用周期判定函數，實(shí)現對信號周期性的分析。

　　(3)調用FFT變換函數，對離散信號的快速傅里葉變換，實(shí)現時(shí)域到頻域的變換。

　　(4)顯示輸入信號的頻譜。

　　(5)計算信號的功率譜及計算最大功率。

　　(6)顯示信號的功率譜及最大功率。

　　2．1 A／D采樣

　　理論分析：因12位的A／D模塊，故量化單位為1／212，因頻率分辨率△f=100 Hz、FFT的子樣本點(diǎn)數N=512，故采樣頻率fs=51 200 Hz(fs≤N△f)、采樣周期Ts=1／51 200 s(采樣周期一采樣時(shí)間+轉換時(shí)間)。因振蕩頻率為7．37 MHz，故指令周期TCY=(1／7．37)×4=O．5μs。

　　實(shí)際控制：轉換時(shí)間為14個(gè)TAD(為正確A／D轉換，TAD=333．33 ns)。所以，配置A／D自動(dòng)采樣時(shí)間為6個(gè)TAD，A／D轉換時(shí)鐘為16TCY，則A／D轉換總時(shí)間為0．092 ms，采樣頻率為10．87 kHz。

　　A／D模塊工作在系統時(shí)鐘源、自動(dòng)轉換模式，每完成一次轉換進(jìn)入一次中斷。在程序中應該定義一個(gè)采樣點(diǎn)數的結構體，用于存放A／D采集到的數據，每個(gè)結構體內包括一個(gè)實(shí)部和一個(gè)虛部。在中斷服務(wù)子程序中，由A／D模塊采集到的數字量存儲到結構體的實(shí)部，共進(jìn)行采樣點(diǎn)數次轉換，中斷服務(wù)子程序的流程如圖4所示。

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