基于dsp和usb的声音信号采集系统的设计（可复制）.pdf

摘要声音信号广泛存在于日常生活和工业生产过程中,具有实时性和稳定性等特点,声音信号的检铡与处理对工业过程的故障诊断具有重要的意义,因此本文设计了一套针对铝电解槽生产过程的声音信号采集与处理系统,并论述了硬件和软件的具体实现方案。硬件系统主要包括?椤⒌缭茨?椤;荒?椤⒗┱勾娲⑵髂?椤传输模块。?檠∮芒蚬镜腡酒筛次坏缏贰⑹敝拥缏贰涌诘缏纷槌伞;ü齅口实现的。扩了程序区和数据区存储器,4娉绦蛟创耄琒峁┏绦蛟放空间。在数据传输上,采用蚉公司的酒⑿。计包括绦蛏杓啤固件程序设计、驱动程序设计和应用软件设计绦蛑饕J茿//绦颍迪稚粜藕诺牟杉氩シ牛⒏鼍咛。固件程序是软件开发中的重点,先从总体上介绍了固件程序的设计思想及,随后详细介绍了各层次程序的设计过程,并给出了各层流程图和部分源代:备驱动程序采用ぞ呖7ⅰV骰τ贸绦蛑饕L峁┮桓鲇押玫娜采集系统进行控制并显示采集后数据。已完成了基于蛈的声音信号采集和处理系统的设计,实现了基本的集功能。使用芟叽涫荩I粜藕挪杉低秤爰扑慊涞耐ㄑ琔,声音信号道路。北方工业大学硕士学位论文
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论文研究背景及意义声音信号采集与处理系统的研究现状、存在的问题及发展趋势在现场各种类型的信号中,声音信号是很常见的信号,并且具有实时性、精确性和稳定性等特点,所以检测现场声音信号具有独特的优越性【縜随着声音信号处理技术和微电子技术的发展,带动了声音信号采集处理系统的快速发展。声音信号采集处理系统是运用数字信号处理的方法对现场采集的声音信号进行实时分析,为现场状况的预测提供精确的数据分析依据,现已经在故障检测、灾害预防、军事等方面得到了广泛的应在铝电解生产过程中,铝电解槽内强大的电流产生强大磁场,强大的磁场和强电流的相互作用产生电磁力,使熔体缃庵屎吐烈发生循环流动和界面波动口】;同时由于铝电解槽阳极产生的二氧化碳和一氧化碳气体的排出会引起熔体的旋转和波动;熔体的剧烈运动,会使一次电解出来的金属铝又被从铝电解槽阳极排除的气体氧化,因此,熔体循环流动、界面波动以及铝电解槽内阳极气体的排出和阳极效应的出现都将伴随有相应的特征声音【俊于是本文设计了一套针对铝电解槽生产过程的声音信号采集处理系统。此系统在线采集铝电解槽生产过程中的特征声音信号,运用数字信号处理技术对这些信号进行实时处理和分析,克服了检测某些参数存在的实时性较差,数据处理及传输速度慢等缺点,并与其他参数测量及其分析结果结合在—起,共同做出铝电解槽运行状况的判断,这样能更好地控制铝电解槽正常生产,提高铝的产量,获得更大的经济效益,而且可以应用于各种类型的铝电解槽【俊早期的声信号处理均是模拟处理。在年代以前,对声信号最常用的滤波、相关、谱分析等运算,部分采用模拟电路来实现。这一时期的典型产品,如钠灯仪、日本相关器等世界著名产品,都是采用模拟电路的技术实现的。它们广泛使用于各种声信号的处理和分析的系统之中。模拟处理的缺点是:精度较差、信号处理能力低、功能单一而没有灵活性、很难构成大型的实时信号处理系统。在实时运算和现场使用上亦存在着运算速度、体积、重量、可靠性、稳定性及成本高等多方面用,取得良好的效果网。的不足。北方工业大学硕士学位论文
搠脎踔到了长足的发展,同时也使数字信号处理理论得以赛观【哂蟹岣坏挠布年代诞生的单片机将计算机的、⒍ㄊ辩弧酒骱投嘀諪涌诩成在一片芯片上,形成芯片级的计算机。它具有集成度高、体积小、性价比高、控制功能强、接口扩展能力等诸多优点,弥补了模拟电路处理声信号的不足之处,单片机应用于声信号处理系统中,对声信号进行实时处理和控制。但有个很明显的缺点就是数学运算能力差,它可以应用在一些对采样信号数学处理较为简单的领域。而一些要求对信号的数学处理比较复杂的工业领域来说,单片机就显得力不从心了。还有就是在和上位机之间的数据传输问题上。以前的信号采集系统一般都通过系统总线也就是通道总线、微型计算机总线或板级总线和上位机系统相连,它是微型计算机最重要的—种总线。微型机总线一般有以下几种标准:.等,其数据地址不同,以适应不同的应用系统。虽然他们的传输速度比较快,分别为///捎赑涌谧试从邢耷倚枰6越涌诳ǖ挠布试唇泻理的配置,因此扩展难度很大嘲。为了解决功能扩展接口插卡最头疼的配置问题,九十年代推出了即插即用接口卡标准虸,由即插即用基本输入输出系统和即插即用操作系统完成对接口卡资源的自动配置,以使功能扩展接口卡的使用变得相对简单方便,但功能扩展接口卡仍存在以下问题:第一,接口卡的配置必须停机,并需打开机箱进行安装和拆卸,这个过程仍需要一定层次的技术支持,即插即用技