一款基于MSP430的FM音頻頻譜分析儀的設計

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如果提前將余弦和正弦計算出來(lái)作為全局變量，計算kN W 就可以直接調用進(jìn)行加減計算，減少了大量的浮點(diǎn)運算時(shí)間，會(huì )以犧牲一點(diǎn)存儲器的代價(jià)獲得快速的系統響應。表1是編制的N=16時(shí)的余弦和正弦表。

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圖6表示的是FFT運算的流程圖，整個(gè)FFT程序包含在一個(gè)迭代的過(guò)程中，最后一層計算總是2-FFT蝶形運算，下面是蝶形運算和FFT計算的主程序段：

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當數據經(jīng)過(guò)FFT處理完畢以后，最后一步就是直觀(guān)地把數據顯示出來(lái)了，在這里我們采用了TFT液晶HD66772.

結合HD66772的操作時(shí)序圖，利用指令對其進(jìn)行讀寫(xiě)操作，可以對液晶的讀寫(xiě)進(jìn)行編程。MSP430F149與液晶HD66772模塊之間的連接分為控制總線(xiàn)和數據總線(xiàn)。在液晶屏上正確顯示信息，必須對液晶進(jìn)行兩個(gè)基本操作：第一，寫(xiě)入指令代碼;第二，寫(xiě)入顯示數據。

4.系統調試與運行

因為MSP430F149的主時(shí)鐘采用8MHz晶振，雖然系統的單條指令的執行時(shí)間僅為0.125μs,但是加上處理FFT的運算、ADC12采樣頻率和液晶的寫(xiě)入時(shí)間等影響，液晶的實(shí)際刷新頻率低于25Hz,產(chǎn)生嚴重的閃爍感。為了提高刷新頻率，將實(shí)心柱圖改為空心線(xiàn)條，每隔兩個(gè)空心細線(xiàn)條寫(xiě)入一個(gè)實(shí)心線(xiàn)條，這樣液晶的寫(xiě)入時(shí)間減少了2/3,既能保證顯示的結果的準確性，也不犧牲系統的寫(xiě)入HD66772液晶的GRAM的時(shí)間。解決了信號閃爍的問(wèn)題。圖7為輸入音頻信號后TFT液晶顯示的頻譜圖。

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圖7中將輸入信號30Hz-15KHz的音頻信號在頻域進(jìn)行了16等分，每一個(gè)柱子表示1KHz的頻率帶寬。從圖中可以看到一般音頻信號的能量集中在低頻段，隨著(zhù)頻率的升高音頻能量也越來(lái)越弱，這也是調頻廣播采用加權技術(shù)來(lái)提高性噪比的原因了。

4.結論

本方案通過(guò)ADC采樣輸入的音頻信號，ADC采樣完成以后，將數據進(jìn)行倒序排列并進(jìn)行FFT運算，結果通過(guò)TFT液晶顯示出來(lái)。由于采用的處理器的處理能力的原因，不能做到很高的采樣頻率和很精細的頻率分辨率，要提高系統的頻率分辨率，就需要增加采樣點(diǎn)數?？梢越柚鶳C的強大處理能力，將采樣的數據通過(guò)預留的串口傳送給PC,在PC上完成FFT運算以及顯示，這就是虛擬儀器的方式，實(shí)際工作中應用前景也非常大。