一、系统结构
1.基本要求
(1)话音/功率放大器增益均可调; (2)带通滤波器:通带为300Hz~3.4kHz ; (3)ADC:采样频率f s=8kHz,字长不小于8位; (4)语音存储时间≥10秒; (5)DAC:变换频率f c=8kHz,字长不小于8位; (6)回放语音质量良好。2.发挥部分
在保证语音质量的前提下:
(1)减少系统噪声电平,增加自动音量控制功能; (2)语音存储时间增加至20秒以上; (3)提高存储器的利用率(在原有存储容量不变的前提下,提高语音存储时间); (4)把采集的语音信号在显示屏上显示。
二、咪头放大电路设计
1、电路仿真
2、要点:
(1) 系统的增益主要通过R5这个滑动变阻器来控制,咪头采集的信号的幅值,必须控制好,否则在进入AD转换后会导致失真。
(2) 必要时可不需要第二级运放电路,第二级电路只是起一个转接下一级的作用。
(3) 由于咪头采集的信号不仅仅是音频信号,所以之后必须加入一个带通滤波过滤掉无用信号。
三、带通滤波器的设计
1、设计软件
2、电路仿真
3、设计要点
(1)选取高Q值,且斜率比较陡的电路较好。
(2)一般需要强制阶数,要不电路太庞大
(3)明白调节增益的关键电阻。
四、AD0809设计
1、程序如下:
#ifndef _ADC0809_H#define _ADC0809_H#include "stm32f10x.h"#include "init.h"#include "stm32f10x_gpio.h"#include "stm32f10x_tim.h"//ADC0809µÄ¿ØÖƶË-GPIOA#define CLK GPIO_Pin_0//µØÖ·ÊÖ¶¯ÉèÖÃ//#define A GPIO_Pin_1//#define B GPIO_Pin_11//#define C GPIO_Pin_3#define ALE GPIO_Pin_4 //µØÖ·Ëø´æÔÊÐíÐźÅÊäÈë¶Ë£¬ALE=1£¬µØÖ·Ëø´æ#define ST GPIO_Pin_5 //ת»»Æô¶¯ÐźÅ#define OE GPIO_Pin_6 //Êä³öÔÊÐí¿ØÖƶˣ¬OE=1,Êä³öת»»Êý¾Ý//ADC0809µÄÊý×ÖÊä³ö-GPIOB#define D0 GPIO_Pin_0#define D1 GPIO_Pin_1#define D2 GPIO_Pin_2#define D3 GPIO_Pin_3#define D4 GPIO_Pin_4#define D5 GPIO_Pin_5#define D6 GPIO_Pin_6#define D7 GPIO_Pin_7#define EOC GPIO_Pin_8 //ת»»½áÊøÐźţ¬EOC=1ʱ£¬×ª»»½áÊøvoid adc0809_init(void);u8 adc0809_input(void); //AD²ÉÑùvoid ADC0809_Clock(void); //ADC0809Clock²¨#endif
#include "adc0809.h"#include "gpio.h"#include "timer.h"#include "pbdata.h"void adc0809_init(void){ //Êä³ö¹Ü½Å set_out(GPIOA, CLK|ALE|ST|OE); //ÊäÈë¹Ü½Å set_FIN(GPIOB, D0|D1|D2|D3|D4|D5|D6|D7|EOC); timer2_pwm(600*1000, 0.5); //A0¹Ü½Å set_outL(GPIOA, ALE);//µØÖ·ÊÖ¶¯ÉèÖÃ// set_outL(GPIOA, A);// set_outL(GPIOA, B);// set_outL(GPIOA, C); delay_us(5); set_outH(GPIOA, ALE); //µØÖ·Ëø´æ}u8 adc0809_input() //AD²ÉÑù{ u8 val; //ST²úÉúÉÏÉýÑغÍϽµÑØ£ºÉÏÉýÑØ£¬¼Ä´æÆ÷ÇåÁ㣻ϽµÑØ£º¿ªÊ¼ADת»» set_outH(GPIOA,ST); delay_us(5); set_outL(GPIOA, ST); delay_us(5); while(read_in(GPIOB, EOC) == 0); //ת»»¹ý³Ì // EXTI_GenerateSWInterrupt(EXTI_Line14); set_outH(GPIOA,OE); //Êä³öÔÊÐí¿ØÖƶˣ¬OE=1,Êä³öת»»Êý¾Ý val = read_in(GPIOB, D0)*0x0001 + read_in(GPIOB, D1)*0x0002 + read_in(GPIOB, D2)*0x0004 + read_in(GPIOB, D3)*0x0008 + read_in(GPIOB, D4)*0x0010 + read_in(GPIOB, D5)*0x0020 + read_in(GPIOB, D6)*0x0040 + read_in(GPIOB, D7)*0x0080; set_outL(GPIOA,OE); return val;}
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这里是程序中的调用:
adc0809_init();val = adc0809_input();DtoB(valB,val);set_outL(GPIOC,ILE);delay_us(5);
2、要点
(1) AD需要单片机提供500KHz的方波作为时钟信号,当你提供500KHz的时钟信号时,AD0809便会以8KHz的频率进行采样。
(2) 程序中需要巧妙使用EOC提供的转换停止信号,进行采集,以及接下来的储存和DA转化所应该采取的频率基础来源。
(3) AD0809的参考电压只能是正,且不能大于10V。
五、DA0832使用
1、程序如下
#include "stm32f10x.h"//DAC0832µÄÊý×ÖÊäÈë-GPIOC#define DI0 GPIO_Pin_0#define DI1 GPIO_Pin_1#define DI2 GPIO_Pin_2#define DI3 GPIO_Pin_3#define DI4 GPIO_Pin_4#define DI5 GPIO_Pin_5#define DI6 GPIO_Pin_6#define DI7 GPIO_Pin_7#define ILE GPIO_Pin_8void da0832_init(void);void DtoB(int valB[],int val);
#include "adc0809.h"#include "gpio.h"#include "timer.h"#include "pbdata.h"void adc0809_init(void){ //Êä³ö¹Ü½Å set_out(GPIOA, CLK|ALE|ST|OE); //ÊäÈë¹Ü½Å set_FIN(GPIOB, D0|D1|D2|D3|D4|D5|D6|D7|EOC); timer2_pwm(600*1000, 0.5); //A0¹Ü½Å set_outL(GPIOA, ALE);//µØÖ·ÊÖ¶¯ÉèÖÃ// set_outL(GPIOA, A);// set_outL(GPIOA, B);// set_outL(GPIOA, C); delay_us(5); set_outH(GPIOA, ALE); //µØÖ·Ëø´æ}u8 adc0809_input() //AD²ÉÑù{ u8 val; //ST²úÉúÉÏÉýÑغÍϽµÑØ£ºÉÏÉýÑØ£¬¼Ä´æÆ÷ÇåÁ㣻ϽµÑØ£º¿ªÊ¼ADת»» set_outH(GPIOA,ST); delay_us(5); set_outL(GPIOA, ST); delay_us(5); while(read_in(GPIOB, EOC) == 0); //ת»»¹ý³Ì // EXTI_GenerateSWInterrupt(EXTI_Line14); set_outH(GPIOA,OE); //Êä³öÔÊÐí¿ØÖƶˣ¬OE=1,Êä³öת»»Êý¾Ý val = read_in(GPIOB, D0)*0x0001 + read_in(GPIOB, D1)*0x0002 + read_in(GPIOB, D2)*0x0004 + read_in(GPIOB, D3)*0x0008 + read_in(GPIOB, D4)*0x0010 + read_in(GPIOB, D5)*0x0020 + read_in(GPIOB, D6)*0x0040 + read_in(GPIOB, D7)*0x0080; set_outL(GPIOA,OE); return val;}
2、要点
(1) DA0832芯片输出的是电流信号,也就是说DA出来的是电流量,我们需要外接一个运放来转换成电压信号。
(2) DA0832芯片输出时候的频率应该由EOC来控制。
(3) DA0832芯片输出会产生反相的作用
(4) DA0832与AD0809在直通时,会产生低频干扰,但由于是采集回放系统,所以很好的避免这个问题。否则需要采取软件去抖动的方法。
六、SD储存
1、程序如下
#ifndef _SD_H#define _SD_H#include "stm32f10x.h"#include "pbdata.h"#include "stm32f10x.h"#include "usart1.h"#include "stm32f10x_gpio.h"#include "SD_driver.h"#define LED_D1_ON() (GPIOA->ODR &= ~GPIO_Pin_8)#define LED_D1_OFF() (GPIOA->ODR |= GPIO_Pin_8)void ConfigurationLED(void);void InitSys(void);void InitBSP(void);#endif
#include "SD.h"void ConfigurationLED(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE); /** * LED -> PB1 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);}void InitSys(void){ SystemInit();}/***************************************************************************************/void InitBSP(void){ ConfigurationUsart1(); ConfigurationLED(); printf("\r\n this is a SD Test demo \r\n"); USART1_printf(USART1, "\r\n this is a SD Test demo \r\n"); USART1_printf(USART1, "\r\n ("__DATE__ " - " __TIME__ ") \r\n"); ConfigurationSDCard(); while(1) { if(TestSD_ReadWriteFunction()) { printf ( "SD ReadWriteFunction success !\n"); break; } LED_D1_ON(); //D1 printf ( "SD ReadWriteFunction error !\n"); }}
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完整版的AD DA SD程序(仅仅main函数)
u16 sound_p = 0; InitSys(); InitBSP(); set_out(GPIOA,Pin8); extern_interrupt_init(); adc0809_init(); da0832_init(); set_outL(GPIOA, ST); set_out(GPIOA,Pin11); //timer3_init(10000); //¶¨Ê±Æ÷ÖжÏÅäÖà //RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, DISABLE); while(1) { if(function == Function_In) { val = adc0809_input(); music[i++]=val; // printf("\r %d \n",val); if(i>=512) { i=0; if(SD_WriteSingleBlock(++Sector_pointer_In, music)) { // printf("Write Error!"); } } } if(function==Function_Out) { set_outL(GPIOA, ST); delay_us(5); set_outH(GPIOA,ST); delay_us(5); set_outL(GPIOA, ST); delay_us(5); while(read_in(GPIOB, EOC) == 0); //ת»»¹ý³Ì if((Sector_pointer_Out<=Sector_pointer_In)&&(Sector_pointer_In!=0)) { if(i==0) { if(SD_ReadSingleBlock(++Sector_pointer_Out, music)) { // printf("Read Error!"); } } DtoB(valB,music[i++]); // printf("\r %d \n",music[i-1]); GPIO_SetBits(GPIOC, DI0*valB[0] + DI1*valB[1] + DI2*valB[2] + DI3*valB[3] + DI4*valB[4] + DI5*valB[5] + DI6*valB[6] + DI7*valB[7]); GPIO_ResetBits(GPIOC, DI0*(1-valB[0]) + DI1*(1-valB[1]) + DI2*(1-valB[2]) + DI3*(1-valB[3]) + DI4*(1-valB[4]) + DI5*(1-valB[5]) + DI6*(1-valB[6]) + DI7*(1-valB[7])); if(i>=512) { i=0; } } else { function=Function_Stop; }
}
七、功率放大电路
1、采用TDA2030A作为功放芯片,电路如下:
2、要点:
(1)需要调节C7的电容,去掉直流分量。。。虽然不知道为什么会有,在测试的时候220nF会产生10V的直流分量。
(2)需要改变R1来控制增益。
八、总PCB设计
要点:
(1)各级电路之间要用短接帽的方式隔开
(2)电源排针需要多接几个,弄成一排。
(3)电源要用大电容小电容进行滤波
(4)半手工PCB版由于工艺。。最好是把铜线布宽点。