STM32做的音频分析仪

yycool · 发表于 2009-5-30 18:59:32

07年全国大学生电子设计竞赛的题目，今年又开始准备这个比赛了。从寒假开始上手STM32，到现在总算有点感觉了，东西三个人断断续续做了1个多月，还是要多感谢这个万能的论坛啊，学了不少东西，论坛上的大餐太多，我这只能算小菜，哈哈
题目是这样的

音频信号分析仪（A题）
【本科组】
一、任务
设计、制作一个可分析音频信号频率成分，并可测量正弦信号失真度的仪器。
二、要求
1．基本要求
（1）输入阻抗：50Ω
（2）输入信号电压范围（峰-峰值）：100mV～5V
（3）输入信号包含的频率成分范围：200Hz～10kHz
（4）频率分辨力：100Hz（可正确测量被测信号中，频差不小于100Hz的频率分量的功率值。）
（5）检测输入信号的总功率和各频率分量的频率和功率，检测出的各频率分量的功率之和不小于总功率值的95%；各频率分量功率测量的相对误差的绝对值小于10%，总功率测量的相对误差的绝对值小于5%。
（6）分析时间：5秒。应以5秒周期刷新分析数据，信号各频率分量应按功率大小依次存储并可回放显示，同时实时显示信号总功率和至少前两个频率分量的频率值和功率值，并设暂停键保持显示的数据。
2．发挥部分
（1）扩大输入信号动态范围，提高灵敏度。
（2）输入信号包含的频率成分范围：20Hz～10kHz。
（3）增加频率分辨力20Hz档。
（4）判断输入信号的周期性，并测量其周期。
（5）测量被测正弦信号的失真度。
（6）其他。

要求都达到了，还多了一个判断信号类型的功能

(原文件名:IMG_1351.jpg)

(原文件名:IMG_1360.jpg)

(原文件名:IMG_1394.jpg)

(原文件名:IMG_1379.jpg)

(原文件名:IMG_1406.jpg)

(原文件名:IMG_1400.jpg)

(原文件名:IMG_1352.jpg)

(原文件名:IMG_1403.jpg)

(原文件名:IMG_1405.jpg)

(原文件名:IMG_1381.jpg)

点击此处下载 ourdev_531901.rar(文件大小:4.67M) (原文件名:AudioFreq_Analyzer_2009.5.25全功能版(重要备份)修正.rar)

yycool · 发表于 2009-5-30 19:05:44

沙发！方波三角波的名字起的不太专业，呵呵，改完也懒得再照了

ztom · 发表于 2009-5-30 21:00:44

很不错，关注。

hedianchao · 发表于 2009-6-27 15:52:50

要是能开源就好了.还有楼主方便透露前端用的是什么芯片么？？

zwei99999999 · 发表于 2009-6-27 18:21:30

不错不错......关注LZ能否还能再透露多些（开源）....

moen · 发表于 2009-6-27 20:14:53

不错！
用多高的采样率和多少点的采样，感觉采样点比较少，造成频率分辨率不高。
200Hz～10kHz－－－采样要20K以上
20Hz的分辨率，如果是20K采样需要1K的采样点做FFT运算
对算法不作任何优化都是可以在5S内分析一次的，问题是RAM够不够？
当然，FFT是有很多优化手段的，如果我们把虚部直接填零进行运算一般是比较浪费时间的。

不知道分析得对不对，有空可以交流！

bnn1044 · 发表于 2009-7-21 16:31:08

看到这个帖子想起了2007年9月那几个不眠夜。楼主你用FFT做到多少个点了？我记得要达到题目发挥部分的话是要做到512个点。当时我用凌阳单片机来做。做到了512点。但是是用外置AD来做。运行FFT的速度很快。但是由于时间关系。显示部分没做好。结果没拿什么奖

psocfans · 发表于 2009-7-22 08:56:13

mark

lknlfy · 发表于 2009-8-8 01:45:47

楼主的屏不可以显示中文么？楼主那块是ARM吧？ARM跑1024个点一般没问题的。。。

lknlfy · 发表于 2009-8-8 01:48:25

测出来的频率这么准？想知道楼主用什么方法。。。

bigflower · 发表于 2009-8-8 13:32:23

功率是怎么算出来的？？

zhangli31229 · 发表于 2009-8-13 11:31:22

同顶一下

njnuaya · 发表于 2009-8-13 14:38:40

mark

yycool · 发表于 2010-1-31 11:42:57

回复【3楼】hedianchao
要是能开源就好了.还有楼主方便透露前端用的是什么芯片么？？
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NE5532+MAX4677直接给STM32的AD采集

yycool · 发表于 2010-1-31 11:47:29

回复【5楼】moen
不错！
用多高的采样率和多少点的采样，感觉采样点比较少，造成频率分辨率不高。
200Hz～10kHz－－－采样要20K以上
20Hz的分辨率，如果是20K采样需要1K的采样点做FFT运算
对算法不作任何优化都是可以在5S内分析一次的，问题是RAM够不够？
当然，FFT是有很多优化手段的，如果我们把虚部直接填零进行运算一般是比较浪费时间的。
不知道分析得对不对，有空可以交流！
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用STM32给的官方的DSP的库里的FFT来做的，好像20HZ分辨率的用1024点，100HZ分辨率的用256个点
RAM够用的，后面过了4096点的FFT用老师改过的算法然后自己超频一下也是能搞定的

yycool · 发表于 2010-1-31 11:49:16

回复【6楼】bnn1044
看到这个帖子想起了2007年9月那几个不眠夜。楼主你用FFT做到多少个点了？我记得要达到题目发挥部分的话是要做到512个点。当时我用凌阳单片机来做。做到了512点。但是是用外置AD来做。运行FFT的速度很快。但是由于时间关系。显示部分没做好。结果没拿什么奖
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最多有用1024个点，STM32的AD能到1M

yycool · 发表于 2010-1-31 11:50:27

回复【8楼】lknlfy
楼主的屏不可以显示中文么？楼主那块是ARM吧？ARM跑1024个点一般没问题的。。。
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可以中文显示，但是用中文的话就一个屏幕显示不完，呵呵

yycool · 发表于 2010-1-31 11:52:27

回复【9楼】lknlfy
测出来的频率这么准？想知道楼主用什么方法。。。
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就是直接AD采进来，FFT找功率最大的那个点啊，很多同学用同样的思路没弄好，我想应该都是定时器和AD采集的没有配合好

yycool · 发表于 2010-1-31 12:04:39

回复【10楼】bigflower
功率是怎么算出来的？？
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汗一下，貌似那时候这块的单位没有做对，想想貌似应该是uW，呵呵，最重要的一个地方出岔子了~~~
功率是实部平方加虚部平方除去电阻再除一个AD采集产生的系数得到的
学校没有合适的频谱分析仪来验证下，所以不保证正确

yycool · 发表于 2010-1-31 12:17:20

版主要看到的话就帮忙放楼主位吧，在这里收获就在这里付出
阿莫是个强悍的好人，哈哈，最近这里事情挺多的，支持阿莫！

电设比赛准备时候的这个作品的全部相关ourdev_531035.rar(文件大小:3.61M) (原文件名:AudioFreq_Analyzer_2009.5.25全功能版(重要备份)修正.rar)

能做到的效果就上面的图示了，没有经过仪器验证，不保证正确
资料里的PCB板子没有做过，不保证能用，不过应该没问题

fickle · 发表于 2010-1-31 18:17:57

烟酒烟酒。。。

yemingxp · 发表于 2010-1-31 19:36:09

mark

sl961102 · 发表于 2010-2-1 17:54:57

里面没有原理图和PCB图啊。

AVRman · 发表于 2010-2-1 19:31:20

GOOD

yycool · 发表于 2010-2-2 19:47:17

回复【22楼】sl961102
里面没有原理图和PCB图啊。
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不好意思，从新传份~~
点击此处下载 ourdev_531901.rar(文件大小:4.67M) (原文件名:AudioFreq_Analyzer_2009.5.25全功能版(重要备份)修正.rar)

o0pingu0o · 发表于 2010-2-3 10:42:47

mark,好

wwkaixin950 · 发表于 2010-2-3 11:12:23

学习中！！！！

sl961102 · 发表于 2010-2-8 11:43:26

回复【24楼】yycool
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非常感谢楼主。

flyingcys · 发表于 2010-2-8 15:10:41

谢谢楼主共享！

armok · 发表于 2010-5-11 20:00:06

Cool !

60333tim · 发表于 2010-5-11 21:30:30

mark

kclc · 发表于 2010-5-11 22:17:41

学习

huangdog · 发表于 2010-5-11 22:39:30

记号~

fickle · 发表于 2010-5-13 06:47:44

回复【17楼】yycool
回复【9楼】lknlfy
测出来的频率这么准？想知道楼主用什么方法。。。
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就是直接ad采进来，fft找功率最大的那个点啊，很多同学用同样的思路没弄好，我想应该都是定时器和ad采集的没有配合好
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做的不错！

楼主，能否再详细解释下频率测量思路么？

我的意思是，事先不知道测量信号的频率；或者说采样频率和测量信号频率不是成倍关系时，怎么处理？

geniusjia · 发表于 2010-5-14 17:42:01

mark

cuikai12345 · 发表于 2010-5-14 18:47:46

mark

xiaoru · 发表于 2010-5-15 07:24:11

不错，很值得鼓励~~

myhonour · 发表于 2010-5-27 13:55:39

mark

xyz2008 · 发表于 2010-5-27 14:07:44

mark

xyz2008 · 发表于 2010-5-27 14:42:50

我也很想知道楼主的频率，具体怎么测的？

angguohui · 发表于 2010-5-28 16:21:10

不错

cuikai12345 · 发表于 2010-5-28 21:02:42

mark

sonic5566 · 发表于 2010-5-28 21:44:31

mark

James_King · 发表于 2010-5-29 07:44:03

mark

gpzdc986 · 发表于 2010-5-29 14:09:55

mark

06082314 · 发表于 2010-5-30 20:41:51

顶~~哈哈

ahfong2006 · 发表于 2010-5-30 22:02:13

yqlomg · 发表于 2010-5-30 22:45:27

mark

liurangzhou · 发表于 2010-6-3 09:44:42

mark

haigerl · 发表于 2010-6-3 10:44:52

mark

gjd6306 · 发表于 2010-6-5 16:00:50

顶一下！

yunduanmanbu06 · 发表于 2011-4-1 10:28:40

好牛大大地

547886405 · 发表于 2011-5-26 14:57:50

牛~~

wenming · 发表于 2011-5-26 15:08:34

支持一下

qxj_2011 · 发表于 2011-5-28 14:12:26

原理图只有一张接口电路，希望能看到控制电路

liwang0806 · 发表于 2011-6-29 22:19:40

mark

myhonour · 发表于 2011-6-30 09:50:59

mark

oaixuw · 发表于 2011-6-30 10:46:20

mark

zhangyang86 · 发表于 2011-6-30 18:28:51

呵呵，这个比赛我参加过！！！
也是做的这一题！

victor275 · 发表于 2011-7-30 12:47:55

mark

samchy2 · 发表于 2011-7-30 21:53:40

学习中……

jingjvwawa · 发表于 2011-8-9 12:24:39

回复【14楼】yycool
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楼主大人你的4096点的算法是直接用在RAM中运行的C语言FFT的算法吗？
还是根据1024的ST DSP库修改出来的的4096点的FFT库？

philix · 发表于 2011-8-11 09:54:43

有屏的型号就可以自己做出来试试了。

yagamihades · 发表于 2011-8-11 12:56:42

最近想做个数字示波器...有值得借鉴的地方...

ARM-LIVE · 发表于 2011-8-11 15:11:18

很好!

dwlovework · 发表于 2011-8-12 09:09:53

额，最近需要分析交流信号，但反应时间需求短。20ms，所以来来下，头疼

IGO_AVR · 发表于 2011-8-12 09:57:23

MARK

Joyliz · 发表于 2011-8-13 22:13:16

留名

xyzabc · 发表于 2011-8-14 08:57:11

很牛

jingjvwawa · 发表于 2011-8-15 10:34:05

源代码好大啊……很不错的作品
不过功率计算确实有问题：
1.单位应该是uW(这一点楼主18楼指明了)
2.某一谐波的功率计算公式应为：P = U²/(2×R);【U为该谐波信号的幅值】
而楼主的程序计算公式为 P = U²/R; 这个貌似适用于在直流情况

不知楼主是不是有别的处理是小弟没有考虑到的

jingjvwawa · 发表于 2011-8-15 16:32:09

这是一定要再次回复的，楼主你的快速排序算法Qsort()太强了,是自己优化过的吗？
我自己看着一本C算法书上的快速排序算法，在PC端的GCC编译器对242点以上的进行排序无法执行出结果，烧到STM32片子上难怪没有响应呢...
而用楼主你的算法4096点居然都只用了2.841s(PC端)……
也许是我对这块儿算法不熟，但是真的很谢楼主

storeinfinity · 发表于 2011-8-15 17:34:18

太牛了

kingboy100 · 发表于 2011-8-16 07:43:45

mark

phidiawang · 发表于 2011-8-16 08:17:56

值得借鉴,谢谢

kenluo · 发表于 2011-8-16 09:08:49

不错

nijie1991 · 发表于 2011-8-16 09:26:02

mark

jingjvwawa · 发表于 2011-8-16 18:02:04

楼主失真度的计算有点取巧喔霍……

lanjingjing · 发表于 2011-8-16 18:04:54

期待开源！

z333yang · 发表于 2011-8-29 21:00:25

回复【24楼】yycool
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恩，，顶。。

jinyang6655 · 发表于 2011-10-18 22:18:23

mark

Earthman · 发表于 2011-11-8 09:58:23

同Mark

randtian · 发表于 2011-11-8 10:24:06

谢谢楼主，下载来学习学习。

xiongxie007 · 发表于 2011-11-8 10:59:54

mark

5letian · 发表于 2011-11-27 21:01:55

借鉴一下

ss_soldier · 发表于 2011-11-28 00:11:43

强烈感谢！！！

kingboy100 · 发表于 2011-11-28 07:30:39

mark

ledatou · 发表于 2011-11-28 08:43:51

mark标记了~

lw-seed · 发表于 2011-11-28 14:10:29

进来捡宝贝、
谢谢LZ

wyz.0413 · 发表于 2011-11-29 00:00:08

好东西

lkl10800139 · 发表于 2012-3-30 22:22:28

感谢分享。收藏。

cjqfeng · 发表于 2012-4-2 10:58:19

下来学学，很多的东西都是第一次见啊

LOVEDOVE · 发表于 2012-4-13 01:20:35

谢谢楼主无私奉献

zzzljb · 发表于 2014-8-23 16:12:11

longwu911 · 发表于 2014-8-23 16:16:12

文不对题，小心封号

sunday151640 · 发表于 2014-8-23 17:30:15

杠杠的....

huangxuankui · 发表于 2014-8-23 17:41:24

强烈支持一个。

largolun · 发表于 2014-8-23 18:46:06

剛看到, 支持一個

create · 发表于 2014-8-23 20:00:42

果断收藏

justforfun · 发表于 2015-9-17 09:27:15

yycool 发表于 2010-1-31 11:42
回复【3楼】hedianchao
要是能开源就好了.还有楼主方便透露前端用的是什么芯片么？？
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有噪声输入吗？

STM32做的音频分析仪

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