用51单片机处理音频信号-
2024-08-25编辑:本站
51单片机如何处理音频信号~
介绍基于DSP和FPGA的专业级音频处理开发板资料
采用TMS320C5409和Cyclone EP1C3T144C8 FPGA、作为主处理器、协处理器。采用24bit高精度音频专用AD/DA转换芯片,特别适合应用于电台、录音室等专业级音频处理设备开发。
该开发板是面向专业级音频开发而设计的硬件平台,主要集成了ALTERA的EP1C3,STC的MCU和cirrus公司的高保真度音频AD/DA,音频经AD/DA转换后的信噪比达到90dB,完全达到专业音频处理的水平。
硬件资源:
◆TMS320VC5409-100:32K字片内RAM,3个McBSP口,8bit的HPI口(支持
16bit非复用模式),支持外部总线到内部存储器的DMA操作,相对5402,5409的资
源要丰富一些,特别在多位高速音频信号处理中,外部DMA特性能使处理速度提高
很多.
◆EP1C3T144C8: 2910个LE,内置13个独立的128X36bit的RAM块,104个可用
I/O口,内置PLL. 大量的管脚和内置RAM(可做各种FIFO)为扩展专业视频接口提
供了足够的硬件资源.
◆SST39VF160/1601:2M Bytes flash芯片(1M*16bit),能容纳大量程序。 提供从该flash芯片Bootload DSP程序的例子代码。
◆Bootload SPI EEPROM CSI25256:32K*8bit,支持在线下载DSP程序,不须通过JTAG接口;
◆Sram:ISSI的IS61LV6416;64K*16bit;
◆点阵LCD接口:支持128*64的点阵屏;
◆128*64屏(绿底黑字,蓝底白字):61202或K0107芯片组;该屏为用户另选配
的器件.
◆音频AD/DA:Crystal公司的专业级音频AD/DA转换器,最高支持精度为24bit宽,
采样率为96K.综合信噪比超过90db.
◆STC89C58RD+:32K字节的单片机,为DSP提供良好和低价的用户接口,同时也为
DSP做高速信号处理节省了宝贵的时间,使DSP不必忙于做用户接口的工作.
◆预留HPI口,可方便与上位机通讯。
软件资源:
DSP定时中断的汇编程序和C语言程序;
McBSP程序;
16位并行接口的Bootload程序和实现过程;
SPI接口通过McBSP2接口Bootload的程序和过程,McBSP0配置程序;
音频频谱分析的演示程序:音频信号经FFT实时转换后送到LCD显示的目标文件;
多段均衡器设计过程的介绍;
CSL库应用的介绍;
应用CSL库进行DMA配置的介绍;
单片机相应的原代码,包括在线下载串口bootload程序的代码;
FPGA的原码;
该音频信号处理套件以高速DSP为核心信号处理器,FPGA为信号处理的协处理器,处理包括视音频时序对齐和部分硬解码过程,MCU为用户接口协处理器,实现LCD显示和键盘操作,该开发板是为专业音频信号处理度身订做的,同时它可以为静态图象处理提供廉价的开发平台.
4层PCB板设计,具有更强的抗干扰性和进一步降低了系统的噪声.
基于DSP和FPGA的专业音频处理开发板的特点:
1、 该音频处理平台的最高处理能力为96kHz,24 bits,综合信噪比达到90dB,而音频CD的极限值为44.1 kHz,16 bits,该平台的的音频处理质量要远远优于CD音频,主要用于专业音频如电台,电视台等要求较高的场合上的设备开发。
2、 使用cirrus公司性价比较高的音频处理芯片,差分输入输出,有很高的共模抑制能力,AD通道带片外运放前置驱动,DA通道带片外运放后级驱动和有源滤波,大大提高了系统的信噪比和驱动能力。
3、 该开发板源于已成功开发且量产的专业化音频处理设备,我们结合实际的开发流程,使用DSP-FPGA-MCU的设计框架,做到了用DSP做算法处理,FPGA做逻辑和时序对齐处理,MCU做用户接口。这种架构能很好的发挥DSP的高速处理性能,而不需耗费资源去管理接口,特别在跟专业视频AD/DA如SAA7114和SAA7121接口的时候,FPGA做端口操作和时序对齐就远远胜于DSP了,用户利用该系统做视频处理时,只需在FPGA中提取出有效的视频数据和开通PING和PONG两级FIFO,然后在DSP中利用DMA操作将数据PING-PONG进DSP就可以了。而EP1C3为我们提供了足够的RAM做缓冲FIFO,该功能为实际开发提供了很大方便,我们结合实际对DSP,FPGA, MCU管脚做了适当的扩充。用户可以方便地扩展自己的PCB板。
4、 该开发板提供了两种bootload方式,16bit并行flash和8bit串行EEPROM方式,提供整个bootload过程的源代码和上位机软件。串行EEPROM bootload方式提供了在线下载功能,通过计算机串口直接实现了DSP 16进制文件的烧写,省却了HPI接口bootload时对MCU重新编程的繁琐操作,同时将HPI口预留给用户使用。
5、 板上预留了点阵LCD接口,同时提供纵模LCD 12864的MCU驱动程序。音频处理类的产品一般需要一个比较大的LCD显示处理前后的音频数据信息,如输入音频的幅度波形,频谱图,处理后输出的幅度波形和频谱图等。在做均衡器处理时,通过点阵LCD,就能描出用户需要的各频段的增益曲线,这在产品开发中是非常有用的。
6、 该开发板定位在专业音频处理上,跟一般的DSP学习板有较大的区别,它提供了丰富的片级处理资源。为用户提供一个良好的二次开发平台,特别适合研究生和公司做音频或静态图像处理项目时使用。
FAQ:
1、该开发套件提供多少东西?
核心板+开关电源+音频线+串口线+开发资料光盘
2、5409相对于5402性能上有哪些改进和不同?
5409有32K*16bit片内RAM,较5402大1倍,5409有3个McBSP口,较5402多1个McBSP2口,其中McBSP2支持串行EEPROM bootload。支持非复用模式的16bit HPI接口,5402不支持。支持外部总线到内部RAM的DMA传输,5402不支持。但5409只有1个时钟Timer0,5402有2个时钟。
3、该平台做高速音频处理的依据是什么?
我们在该平台上开发过多段音频均衡器(基于IIR滤波器)和音频频谱分析及单峰干扰检测消除等项目,均取得较好的效果,只要在软件架构上做适当的配置,如利用FPGA和DSP结合做DMA数据传输通道,将DSP从数据传输中解放出来,同时关键程序使用汇编和C结合的方式编程,就能获得较高的处理性能。
4、使用串口bootload和使用并口flashrom bootload有什么优缺点?
我们提供2种方式的bootload方式的目的是让用户有更多的选择,一般在串口资源足够的话就用串口bootload方式,但5409有个问题是它只支持32k*8bit的串口EEPROM,因而当程序大于32K时就考虑用并口方式了。
5、能不能在FPGA芯片EP1C3中植入NIOS系统?
可以的,但是因为没有对EP1C3做 flashrom和sdram扩展,如果单纯在EPCS1中定制程序的话,程序容量就非常有限了。
详情请登陆 www.21control.com
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这个是51单片机实验及实践教程,从入门到精通,附有汇编,C源程序
http://www.51kaifa.com/bbs/viewthread.php?tid=154
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教程:http://www.dz863.com/MCS-51-1.htm
用单片机实现声音信号的MP3格式压缩 答:用51单片机将语音信号压缩成MP3格式的文件,感觉很凌乱···我做这个到不是用来真的听音乐,只不过是通过这个来联系单片机使用以及音频压缩算法的简单实现。原信号是人声,所以采样频... 用51单片机将语音信号压缩成MP3格式的文件,感觉很凌乱···我做这个到不是用来真的听音乐,只不过是通过这个来联系单片机使用以及...
如何将自己的声音制作成51单片机上能响的二进制?用到什么软件吗?_百度... 答:1)51单片机外部加上能进行音频转码的芯片,将数字信号转成语音信号。2)按照该芯片的要求,输出对应的数字信号。比如,芯片规定:字节0xe3=音调“哆”,那51单片机就发送0xe3,说明希望播放音调“哆”,一直不停的发送0xe3,就会听到一直不停的“哆”。3)一段音乐保存在外部flash里,51去读。格式你...
如何编写51单片机音乐程序 答:设计的相关音乐说明 要产生音频脉冲,只要算出某一音频的周期(1/频率),然后将此周期除以2,即为半周期时间。利用半周期时间定时这个半周期时间,每当计时到后就将输出的I/O反向,然后重复计时此半周期再对I/O反向,就可以在I/O脚上得到此频率的脉冲。记数脉冲值与频率的关系公式如:N=Fi/2/Fr...
单片机实现音乐喷泉的过程中如何对音频进行分频处理? 答:用AD芯片对音频采样,采样速度至少40KHZ,然后做FFT,精度你随便,估计有个256点就可以了。一来你是51,跑不快,二来音乐喷泉水柱不多,从低频到高频大概体现7、8个频点就够了。FFT程序网上找,一把一把的。
一个51单片机音乐播放器,请问电路图右边该如何连接 答:音频信号应该是从DAC取出,经运放、滤波后,再去功放(简单的或者一个运放,或者一个三极管,然后喇叭),这个你可以去参考该芯片的DAC电路;至于代码嘛,没有做过,倒想通过你去做这个实验,你得有个正弦波发生器,将所需要的音阶信号录下来,如:以国际标准音 A-la-440HZ为准 C - do - 261.6...
如何用51单片机RXD串口接收MIDI信号然后将命令转换到数码管显示_百度知 ... 答:接收函数差不多,可以申明一个数组来接受三个值。unsigned char recv[3];...void recive(void){ while(RI==0);recv[0]=SBUF;RI=0;while(RI==0);recv[1]=SBUF;RI=0;while(RI==0);recv[2]=SBUF;RI=0;}
51单片机制作的激光竖琴程序是什么? 答:本系统通过光敏电阻将光信号转化为电信号,再经由STC89C51单片机进行引脚的数据采集,获得信号后通过LM386放大音频信号,通过控制电路,控制扬声器发出相应频率声音,并将音符信息显示在1602液晶上。 硬件部分主要包含激光发射电路,激光接收电路,音频输出电路,以及液晶显示电路等,软件部分主要包括激光信号采集,液晶显示器的操作,以...
怎样用51单片机检测声音 答:首先要有传感器,将声音转为电信号,可以使用驻极体话筒,后面再加上音频放大电路,放大器输出接单片机的ADC(模数转换器)就可以了。单片机就可以通过编写相应的程序对声音识别处理,不过要做复杂的运算处理,需要使用DSP芯片,单片机的运算能力很有限。
无线扩音器的信号采集和处理流程是怎样的? 答:单片机智能控制 无线发射和接收模块由NRF24Z1和WM8738等元件组成,51单片机作为核心控制器,通过模拟I²C接口与它们协作,实现无线信号的传输和音频源的管理。单片机还能处理按键输入、无线状态监控等功能,让你的扩音器操作更加智能化。功率放大与声音输出 数字信号经过DA转换后,功放电路大展身手,通过...
...人的声音信号转化为电压信号,然后送给单片机处理,现在的问题是,效果... 答:通过MIC(咪头)将人的声音信号转化为电压信号,然后送给单片机处理,现在的问题是,效果不是很理想,就 是对着咪头吹气或者在咪头上敲击的时候电路图上的LED亮(此时转化出来的是低电平),而说话的时候,几乎没啥反应,怎样改进会让效果更好些,下面是图,,,望大神们帮帮忙哈谢谢啦... 是对着咪头吹气或者在咪头上...
要想单片机处理音频信号,需要加一个模数转化器件,这样单片机才能处理音频信号。ADC0804。.
需要采集声音信号并传输给PC机。
采集信号需要拾音器件,把声波转换成电信号,再把电信号转换成数字量。
拾音器件例如:驻极话筒,可以把声波转换成模拟信号,再用运算放大器进行放大;
电信号转换数字量,需要AD转换电路,很多新型的51单片机有ADC功能,没有的需要外接ADC芯片。
采样需要制定采样频率,例如每分钟采样8k次,或者22k次等等。数字量也分精度,例如8位,16位等等。
传输需要通讯,常用串口通讯,在PC端可以用“串口助手”等工具软件实现,需要手动保存数据;或者自己编程实现,可以自动保存,还可以对数据进行处理。
可以参考wave文件格式。
介绍基于DSP和FPGA的专业级音频处理开发板资料
采用TMS320C5409和Cyclone EP1C3T144C8 FPGA、作为主处理器、协处理器。采用24bit高精度音频专用AD/DA转换芯片,特别适合应用于电台、录音室等专业级音频处理设备开发。
该开发板是面向专业级音频开发而设计的硬件平台,主要集成了ALTERA的EP1C3,STC的MCU和cirrus公司的高保真度音频AD/DA,音频经AD/DA转换后的信噪比达到90dB,完全达到专业音频处理的水平。
硬件资源:
◆TMS320VC5409-100:32K字片内RAM,3个McBSP口,8bit的HPI口(支持
16bit非复用模式),支持外部总线到内部存储器的DMA操作,相对5402,5409的资
源要丰富一些,特别在多位高速音频信号处理中,外部DMA特性能使处理速度提高
很多.
◆EP1C3T144C8: 2910个LE,内置13个独立的128X36bit的RAM块,104个可用
I/O口,内置PLL. 大量的管脚和内置RAM(可做各种FIFO)为扩展专业视频接口提
供了足够的硬件资源.
◆SST39VF160/1601:2M Bytes flash芯片(1M*16bit),能容纳大量程序。 提供从该flash芯片Bootload DSP程序的例子代码。
◆Bootload SPI EEPROM CSI25256:32K*8bit,支持在线下载DSP程序,不须通过JTAG接口;
◆Sram:ISSI的IS61LV6416;64K*16bit;
◆点阵LCD接口:支持128*64的点阵屏;
◆128*64屏(绿底黑字,蓝底白字):61202或K0107芯片组;该屏为用户另选配
的器件.
◆音频AD/DA:Crystal公司的专业级音频AD/DA转换器,最高支持精度为24bit宽,
采样率为96K.综合信噪比超过90db.
◆STC89C58RD+:32K字节的单片机,为DSP提供良好和低价的用户接口,同时也为
DSP做高速信号处理节省了宝贵的时间,使DSP不必忙于做用户接口的工作.
◆预留HPI口,可方便与上位机通讯。
软件资源:
DSP定时中断的汇编程序和C语言程序;
McBSP程序;
16位并行接口的Bootload程序和实现过程;
SPI接口通过McBSP2接口Bootload的程序和过程,McBSP0配置程序;
音频频谱分析的演示程序:音频信号经FFT实时转换后送到LCD显示的目标文件;
多段均衡器设计过程的介绍;
CSL库应用的介绍;
应用CSL库进行DMA配置的介绍;
单片机相应的原代码,包括在线下载串口bootload程序的代码;
FPGA的原码;
该音频信号处理套件以高速DSP为核心信号处理器,FPGA为信号处理的协处理器,处理包括视音频时序对齐和部分硬解码过程,MCU为用户接口协处理器,实现LCD显示和键盘操作,该开发板是为专业音频信号处理度身订做的,同时它可以为静态图象处理提供廉价的开发平台.
4层PCB板设计,具有更强的抗干扰性和进一步降低了系统的噪声.
基于DSP和FPGA的专业音频处理开发板的特点:
1、 该音频处理平台的最高处理能力为96kHz,24 bits,综合信噪比达到90dB,而音频CD的极限值为44.1 kHz,16 bits,该平台的的音频处理质量要远远优于CD音频,主要用于专业音频如电台,电视台等要求较高的场合上的设备开发。
2、 使用cirrus公司性价比较高的音频处理芯片,差分输入输出,有很高的共模抑制能力,AD通道带片外运放前置驱动,DA通道带片外运放后级驱动和有源滤波,大大提高了系统的信噪比和驱动能力。
3、 该开发板源于已成功开发且量产的专业化音频处理设备,我们结合实际的开发流程,使用DSP-FPGA-MCU的设计框架,做到了用DSP做算法处理,FPGA做逻辑和时序对齐处理,MCU做用户接口。这种架构能很好的发挥DSP的高速处理性能,而不需耗费资源去管理接口,特别在跟专业视频AD/DA如SAA7114和SAA7121接口的时候,FPGA做端口操作和时序对齐就远远胜于DSP了,用户利用该系统做视频处理时,只需在FPGA中提取出有效的视频数据和开通PING和PONG两级FIFO,然后在DSP中利用DMA操作将数据PING-PONG进DSP就可以了。而EP1C3为我们提供了足够的RAM做缓冲FIFO,该功能为实际开发提供了很大方便,我们结合实际对DSP,FPGA, MCU管脚做了适当的扩充。用户可以方便地扩展自己的PCB板。
4、 该开发板提供了两种bootload方式,16bit并行flash和8bit串行EEPROM方式,提供整个bootload过程的源代码和上位机软件。串行EEPROM bootload方式提供了在线下载功能,通过计算机串口直接实现了DSP 16进制文件的烧写,省却了HPI接口bootload时对MCU重新编程的繁琐操作,同时将HPI口预留给用户使用。
5、 板上预留了点阵LCD接口,同时提供纵模LCD 12864的MCU驱动程序。音频处理类的产品一般需要一个比较大的LCD显示处理前后的音频数据信息,如输入音频的幅度波形,频谱图,处理后输出的幅度波形和频谱图等。在做均衡器处理时,通过点阵LCD,就能描出用户需要的各频段的增益曲线,这在产品开发中是非常有用的。
6、 该开发板定位在专业音频处理上,跟一般的DSP学习板有较大的区别,它提供了丰富的片级处理资源。为用户提供一个良好的二次开发平台,特别适合研究生和公司做音频或静态图像处理项目时使用。
FAQ:
1、该开发套件提供多少东西?
核心板+开关电源+音频线+串口线+开发资料光盘
2、5409相对于5402性能上有哪些改进和不同?
5409有32K*16bit片内RAM,较5402大1倍,5409有3个McBSP口,较5402多1个McBSP2口,其中McBSP2支持串行EEPROM bootload。支持非复用模式的16bit HPI接口,5402不支持。支持外部总线到内部RAM的DMA传输,5402不支持。但5409只有1个时钟Timer0,5402有2个时钟。
3、该平台做高速音频处理的依据是什么?
我们在该平台上开发过多段音频均衡器(基于IIR滤波器)和音频频谱分析及单峰干扰检测消除等项目,均取得较好的效果,只要在软件架构上做适当的配置,如利用FPGA和DSP结合做DMA数据传输通道,将DSP从数据传输中解放出来,同时关键程序使用汇编和C结合的方式编程,就能获得较高的处理性能。
4、使用串口bootload和使用并口flashrom bootload有什么优缺点?
我们提供2种方式的bootload方式的目的是让用户有更多的选择,一般在串口资源足够的话就用串口bootload方式,但5409有个问题是它只支持32k*8bit的串口EEPROM,因而当程序大于32K时就考虑用并口方式了。
5、能不能在FPGA芯片EP1C3中植入NIOS系统?
可以的,但是因为没有对EP1C3做 flashrom和sdram扩展,如果单纯在EPCS1中定制程序的话,程序容量就非常有限了。
详情请登陆 www.21control.com
=================================================================
这个是51单片机实验及实践教程,从入门到精通,附有汇编,C源程序
http://www.51kaifa.com/bbs/viewthread.php?tid=154
注册一下就可以下载
教程:http://www.dz863.com/MCS-51-1.htm