(毕业论文)单片机课设音频控制与分析.docVIP

燕山大学 课 程 设 计 说 明 书 题目：音频控制与分析 学院（系）： 电气工程学院 年级专业： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 教授 讲师 　 课程名称： “单片机原理及应用——数字信号处理”课程设计 基层教学单位： 指导教师： 学号 学生姓名 （专业）班级 仪表二班 设计题目 音频控制与分析 设 计 技 术 参 数 1、独立完成设计任务。 2、编程，上机调试。 3、连接硬件实验线路，实现所要求的功能。 4、完成设计，提交课程设计报告。 设 计 要 求 1、采用模块：pwm转换电路、单片机串口通信、Matlab信号处理工具箱实现功能： 2、用端口输出不同频率的脉冲，控制喇叭发出不同音调，通过单片机串口发送给PC系统。 3、对比不同信号的时域波形和频谱特性，设计软件分析界面。 4、扩展：基于信号分析结果，通过串口发送命令给单片机系统，控制相应的数码管或LED发光显示相应信号参数。 工 作 量 软件编程与硬件调试相结合，绘制设计流程图，编制相应软件界面，实现单片机控制与信号处理任务的综合应用 参 考 资 料 1）《微型计算机控制系统》 赖寿宏，机械工业出版社（教材） 2）《单片机及应用》李大友，高等教育出版社（教材） 3）《信号处理原理及应用》 谢平 等 机械工业出版社（教材） 4)《Matlab程序设计及其在信号处理中的应用》………………………………………………3 第2章 系统总体设计方案 ……………………………4 第3章单片机与matlab的串口通信……………………5 3.1 单片机的串口与matlab串口接线…………………5 3.2单片机的串口发送与接收……………………………5 第4章单片机的PWM模块…………………………………7 4.1 PWM的硬件连接与原理图……………………………7 第5章 音频的产生……………………………8 5.1硬件连接………………………………………………8 第6章 显示扩展……………………………………9 6.1数码管显示原理………………………………………9 6.2数码管硬件连接………………………………………10 第7章 系统整体调试结果及说明……………………11 第8章 课设心得及总结………………………………12 参考文献………………………………………………13 附录 摘要 本系统是通过单片机的音频采集功能采集音频信号,通过单片机的串口发送到上位机,然后由上位机用matlab软件,通过它的串口,将发送来的信号采集,经过matlab的处理,将数据显示在GUI界面上,最后将计算出的数据发送回单片机,控制单片机数码管的显示。本系统可应用在通过识别一段歌曲，然后电脑自动画出其歌谱。 51单片机是一种集CPU，RAM，FLASH ROM，I/O接口和定时中断系统于一体的微型计算机。只要有外加电源和晶体振荡器就可以独立完成对数字信号的算术运算，逻辑控制，串行通信等功能。由于单片机具有体积小，重量轻，功耗低，功能强，价格低，可靠性好等诸多优点，因而在仪器仪表，家用电器，数据采集等一些嵌入式控制领域被广泛应用。 当需要处理较复杂数据或需要对多个采集数据进行综合处理以及需要进行集散控制时，单片机的算术运算和逻辑运算能力显的不足，这时往往需要借助计算机系统。将单片机采集的数据通过串行口传给PC机，由PC机高级语言或数据库语言进行处理，或者实现PC机对远程单片机进行控制。因此，实现单片机与PC机之间的远程通信更具有实际意义。 系统总体设计方案 本次课程设计是自主产生音频信号来控制单片机上蜂鸣器发出声音，然后将声音采集到上位机，显示处理。扩展是上位机将处理完的数据发送到单片机让数码管显示。以下是流程图： 第三章单片机与matlab的串口通信 3.1单片机与matlab串口的硬件连接 PC机配置的RS232标准串行接口COM和单片机的串口连接,使用三线制( 收、发、地)实现数据传递, 用MAX232作为单片机与PC机间的电平转化芯片。串行通信总体设计原理图如图1所示。 为实现该系统的生成，主要包含两大模块，即单片机模块和通信模块。 3.2串行口通信 利用单片机串行口，实现两个实验台之间的串行通讯。其中一个实验台作为发送方，另一侧为接收方。发送方读入数据，并发送给接收方，接收方接收到数据后在数码管上显示。 51单片机的串行接口是一个全双工的接口，它可以作为UART（通用异步接受和发送器）用，也可以作为同步移位寄存器用。51