基于DSPIC30F6014A單片機的音頻信號分析儀的設計
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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(shù)、通訊技術(shù)和嵌入式技術(shù)，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(gòu)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(zhuǎn)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(diào)用周期判定函數(shù)，實現(xiàn)對信號周期性的分析。
(3)調(diào)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換時間為14個TAD(為正確A／D轉(zhuǎn)換，TAD=333．33 ns)。所以，配置A／D自動采樣時間為6個TAD，A／D轉(zhuǎn)換時鐘為16TCY，則A／D轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換模式，每完成一次轉(zhuǎn)換進入一次中斷。在程序中應該定義一個采樣點數(shù)的結(jié)構(gòu)體，用于存放A／D采集到的數(shù)據(jù)，每個結(jié)構(gòu)體內(nèi)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(jié)構(gòu)體的實部，共進行采樣點數(shù)次轉(zhuǎn)換，中斷服務子程序的流程如圖4所示。
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