引言

音樂噴泉是現(xiàn)代科技與藝術(shù)的綜合，利用噴泉來表現(xiàn)音樂的美，令人賞心悅目。目前許多單位均推出了自己的音樂噴泉，取得了良好的效果。但縱觀這些音控產(chǎn)品，有的利用音樂的時域變化來控制噴泉，有的將音樂分成幾個頻段來控制噴泉的花型，且多采用低頻、中頻和高頻三個頻段來控制。缺點是都沒有在頻域上很好地展現(xiàn)音樂，因此不能很好地體現(xiàn)音樂的內(nèi)涵。本設(shè)計針對這些問題，提出了一種新的方法來控制噴泉的變化，通過噴泉水柱的噴射高低來實時地展現(xiàn)音樂的頻譜。

總體設(shè)計

首先對音頻信號進(jìn)行放大、濾波、采樣和A/D轉(zhuǎn)換等預(yù)處理，經(jīng)過DSP對音頻信號進(jìn)行傅立葉變換，可以得到音頻信號的頻譜，即各頻率對應(yīng)聲音信號的強度，通過變頻控制系統(tǒng)就可以將頻譜圖用噴泉的水柱表現(xiàn)出來，水柱的高低按線性比例反映音頻信號的幅度。設(shè)每次對音頻信號的采樣個數(shù)為n，系統(tǒng)總的結(jié)構(gòu)如圖(1)所示。

具體設(shè)計

芯片及功能模塊介紹
TLV320AIC23(簡稱AIC23)是一個高性能的多媒體數(shù)字語音編解碼器，它的內(nèi)部ADC和DAC轉(zhuǎn)換模塊帶有完整的數(shù)字濾波器。內(nèi)部有11個16位寄存器，控制接口具有SPI和I2C工作方式。數(shù)據(jù)傳輸寬度可以是16位，20位，24位和32位，采樣頻率范圍支持從8kHz到96kHz。在ADC采集達(dá)到96kHz時噪音為90-dBA，能夠高保真的保存音頻信號。在DAC轉(zhuǎn)換達(dá)到96kHz時噪音為100-dBA，能夠高品質(zhì)的數(shù)字回放音頻。

圖1 總體設(shè)計框圖

TMS320C6713是TI公司生產(chǎn)的一種高速數(shù)字信號處理器(DSP)，他采用先進(jìn)的超長指令字(VLIW)結(jié)構(gòu)，每時鐘周期可以執(zhí)行8條32b指令，最高時鐘頻率可以達(dá)到300MHz，指令周期最小3.3ns。該芯片具有豐富的片內(nèi)存儲器資源和多種片上外設(shè)，外部總的存儲器地址空間最大512MB，數(shù)據(jù)寬度為32b，可以支持SBRAM，SDRAM，SRAM，F(xiàn)ALSH和EPROM。

TMS320C6713中有兩個多通道緩沖串口(McBSP)，可以方便地利用這兩個McBSP完成對AIC23的控制和通信。

硬件連接

TMS320C6713與TLV320AIC23的連接
TMS320C6713的兩個多通道緩沖串口分別配置成I2C模式和SPI模式McBSP0作為數(shù)據(jù)的發(fā)送端口，McBSP1作為控制端口，對AIC23寫控制字TMS320C6713與AIC23的硬件連接圖如圖2所示。