基于达芬奇平台的音频信号采集和处理技术研究

摘要

随着嵌入式系统和信号处理技术的快速发展，音频技术不仅广泛地应用于人们的日常生活当中，在军事领域中的应用也越来越受到重视。 本课题研究运用在单兵装备中的声音信号采集和处理技术，这里的声音信号包括音频、语音和步枪射击时产生的爆轰波。装备在士兵身上的嵌入式系统采集语音信号，经过编码后，传送出去；或接收信号解码后进行播放，完成士兵间的语音通讯；嵌入式系统采集麦克风阵列多点的爆轰波信号，根据定位算法完成狙击手的定位。 论文分析了当前国内外音频技术、狙击手定位技术以及嵌入式信息处理平台的发展现状，根据单兵装备的要求，综合尺寸、功耗、运算性能等多重因素，解决了平台选择问题；基于所选择的达芬奇平台，研究了利用CCS(Code Compose Studio)进行应用程序设计方法问题，实现了语音的实时采集和播放，并实现了G729语音编解码算法的该平台上的移植。 基于声达时间差方法，初步研究了采用麦克风阵列进行声源定位的算法：采用三个麦克风组成麦克风阵列，通过检测发射子弹时产生的爆轰波到达各个麦克风的时间差，来确定声源的位置。 设计了麦克风前置放大电路、滤波电路等，由于声源定位电路输出的到达各个麦克风的时间差是直流信号，所以单独设计了用于采集这些直流信号硬件电路。 此外，研究了达芬奇平台的显示技术，能够在LCD上显示图像和文本。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1 综述

1.1 课题背景及意义

1.2 课题国内外研究现状

1.2.1信息化条件下作战需求

1.2.2狙击手定位技术

1.2.3音频技术

1.3 论文的主要内容和组织结构

1.3.1论文主要内容

1.3.2论文组织结构

2 信息采集和处理平台选型

2.1 信息采集和处理平台的要求

2.2 嵌入式信息采集和处理平台现状

2.3 信息采集和处理平台选定

3 音频采集和处理

3.1 音频采集和播放

3.1.1系统硬件原理

3.1.2系统软件设计

3.1.3寄存器配置

3.2 G.729算法移植

3.2.1 G.729算法介绍

3.2.2 G.729算法移植

3.2.3实验结果

4 用于声源定位的声音信号采集和处理

4.1 采集模块设计

4.1.1二维声源定位原理

4.1.2采集模块原理

4.1.3采集模块A／D芯片选型

4.1.4 ADS1216芯片介绍

4.1.5采集模块原理图设计

4.1.6采集模块PCB图设计

4.2 A／D芯片与达芬奇平台接口程序设计

4.2.1 SPI原理

4.2.2 ADS1216与DVEVM的SPI接口

4.2.3 SPI程序设计

4.2.4 实验结果

4.3 显示模块设计

4.3.1显示模块原理

4.3.2显示程序设计

4.3.3实验结果

5 结论

5.1 工作总结

5.2 研究展望

参考文献

附录

作者简历