基于DSPIC30F6014A單片機的智能家居音頻信號分析儀的設計
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目前，大多數(shù)音頻信號處理儀不但體積大而且價格貴，在一些特殊方面難以普及使用，而嵌入式系統(tǒng)分析儀具有小巧可靠的特點，所以開發(fā)基于特殊功能單片機的音頻分析儀器是語音識別的基礎，具有很好的現(xiàn)實意義。信號分析原理是將信號從時間域轉換成頻率域，使原始信號中不明顯特性變得明顯，便于分析處理。對于音頻信號來說，其主要特征參數(shù)為幅度譜、功率譜。該音頻信號分析儀的工作過程為：對音頻信號限幅放大、模數(shù)轉換、快速傅里葉變換(FFT，時域到頻域的轉換)、特征值提取；從到音頻信號的幅度譜，進而得到音頻信號的功率譜。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/172240.htm 1 硬件設計
“智能家居”(SmartHome)也稱智能住宅。家居網(wǎng)絡智能控制系統(tǒng)就是利用先進的計算機技術、通訊技術和嵌入式技術，將家中的各種設備通過家庭網(wǎng)絡連接成系統(tǒng)。整個智能家居系統(tǒng)的構成如圖1所示。在該系統(tǒng)中，對于某些家用電器設備的監(jiān)測與控制需要進行音頻信號的分析。
本設計選用Microchip公司的
(1)經(jīng)過采樣、A／D轉換完成后，清除A／D使能標志，得到離散化的數(shù)字信號。
(2)調用周期判定函數(shù)，實現(xiàn)對信號周期性的分析。
(3)調用FFT變換函數(shù)，對離散信號的快速傅里葉變換，實現(xiàn)時域到頻域的變換。
(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的子樣本點數(shù)N=512，故采樣頻率fs=51 200 Hz(fs≤N△f)、采樣周期Ts=1／51 200 s(采樣周期一采樣時間+轉換時間)。因振蕩頻率為7．37 MHz，故指令周期TCY=(1／7．37)×4=O．5μs。
實際控制：轉換時間為14個TAD(為正確A／D轉換，TAD=333．33 ns)。所以，配置A／D自動采樣時間為6個TAD，A／D轉換時鐘為16TCY，則A／D轉換總時間為0．092 ms，采樣頻率為10．87 kHz。
A／D模塊工作在系統(tǒng)時鐘源、自動轉換模式，每完成一次轉換進入一次中斷。在程序中應該定義一個采樣點數(shù)的結構體，用于存放A／D采集到的數(shù)據(jù)，每個結構體內包括一個實部和一個虛部。在中斷服務子程序中，由A／D模塊采集到的數(shù)字量存儲到結構體的實部，共進行采樣點數(shù)次轉換，中斷服務子程序的流程如圖4所示。
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