基于ARM的钢琴调磁针装置的研发

摘要

本文研究的是一种基于ARM的钢琴调校装置，具有携带方便、易于操作、价格低廉等优点。系统先将钢琴按键发出的声音信号经过拾音器转换为电信号，经过ARM控制UDA1341来进行模数转换，再对所得数据进行处理便可得到钢琴按键的基波频率，并在LCD上显示实测频率与标准频率值，根据两者的频率差值调整钢琴琴弦的松紧，最终达到钢琴调校的目的。
　　硬件平台以三星公司的S3C2440A芯片为核心，设计了信号采集电路、数据存储电路、电源电路、键盘控制电路、通讯接口电路、LCD显示和触屏接口电路。软件以Qt Creator为编程环境，程序主要包括对UDA1341初始化的控制，信号采集的控制，信号的模数转换，数字信号的FFT运算和数据界面显示的程序设计。在嵌入式系统方面，完成了系统开发环境的搭建、Linux系统的相关移植以及驱动的开发与测试。对钢琴调校装置所使用的FFT控制算法进行了仿真，得到了基频信号的频谱图，完成了应用系统的控制界面设计。
　　本文研发的钢琴调校装置可以精确的测量钢琴按键的基波频率，由标准频率与实测频率的数据比较可为钢琴的调校工作提供了一种新的方法和客观依据。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外的研究现状及分析

1．2．1 钢琴校音器发展现状

1．2．2 时频分析技术发展现状

1．3 主要研究内容

第2章 钢琴调校装置总体方案设计

2．1 钢琴调校装置实现的理论依据

2．2 钢琴调校装置性能指标和功能

2．2．1 钢琴调校装置的性能指标

2．2．2 钢琴调校装置的主要功能

2．3 钢琴调校装置系统组成

2．3．1 硬件平台

2．3．2 软件平台

2．4 本章小结

第3章 基于ARM的钢琴调校装置硬件设计及实现

3．1 S3C2440A嵌入式微处理器

3．1．1 S3C2440A主要特征

3．1．2 S3C2440A工作模式

3．1．3 S3C2440A地址分配空间

3．2 信号采集电路

3．2．1 信号调理电路

3．2．2 模数转换电路

3．2．3 IIS数据格式

3．3 键盘控制电路

3．4 数据存储电路

3．4．1 FLASH存储单元

3．4．2 SDRAM存储单元

3．4．3 存储系统地址分配

3．5 电源电路

3．6 通讯接口电路

3．6．1 网络接口电路

3．6．2 RS232电路

3．7 LCD和触屏接口电路

3．8 本章小结

第4章 基于ARM的钢琴调校装置软件设计及实现

4．1 UDA1341的初始化

4．2 搭建交叉编译环境

4．3 嵌入式Linux内核的移植

4．3．1 Linux内核源码目录结构

4．3．2 Linux内核移植过程

4．3．3 Linux内核映像写入NAND Flash

4．4 移植文件系统

4．4．1 建立根文件系统

4．4．2 连接网络文件系统

4．5 FFT控制算法的设计

4．5．1 FFT算法原理

4．5．2 FFT算法的实现

4．6 本章小结

第5章 系统测试及仿真

5．1 触屏及Qt界面显示

5．2 LTspice软件仿真

5．3 数据分析

5．4 本章小结

结论

参考文献

附录1

附录2

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢