论文总字数：23733字

摘 要

近年来,随着我们时代的发展,我们对声音的采集和处理也应用于越来越多的领域,我们需要更有效的获取我们需要的信息,过滤掉不需要的信息，同时我们也需要更准确的处理好声音信号。本设计就是要做出一个能够实时录取声音信号和播放出来的系统。本设计主要利用STM32F103VET6作为主控芯片,利用两个麦克风模块来对声音进行采集,然后将采集到的声音通过ADC转换送到主控芯片,可以通过两个按键来选择进行几种不同的处理,将接收到的信号通过DAC输出到功率放大电路再送到扬声器进行输出,按键的同时液晶屏上会有相应的显示，也可以将信号送到上位机进行波形的显示和存储，还可以通过上位机的选择将录取的声音播放出来，这就是本设计主要的工作。最终我们实现了能够直接实时录取和播放一个麦克风采集到的信号，也能够播放两个麦克风录取到相减以后的声音信号，对于将录取的声音信号播放出来也没有做好，播放出来的声音只能够大致类似录取的声音，并不是非常清楚。

关键词：STM32 麦克风阵列 数模模数转换 液晶屏显示 LABVIEW软件

Design of multi channel microphone voice acquisition circuit based on STM32

abstract

In recent years, with the development of our times, we have also applied to more and more areas of sound acquisition and processing, we need more effective access to the information we need,Filter out the information that is not needed, but we also need to handle the sound signal more accurately.This design is to make a real-time admission of the sound signal and play out of the system.The design mainly uses STM32F103VET6 as the main control chip, the use of two microphone module to collect the sound, and then collected the sound through the ADC conversion to the main control chip,You can choose several different processing by two keys, the received signal through the DAC output to the power amplifier circuit and then sent to the speaker output, the button on the LCD screen will have the corresponding display,Can also send a signal to the host computer for the display and storage of the waveform, but also through the selection of the host computer will be admitted to play out, which is the main work of this design.Finally we can direct real-time recording and playback to a microphone to collect the signal and can also play two microphones admission after subtraction of voice signal.For the audio signal will be admitted to play out and do not do a good job, playing out the sound can only be roughly similar to the sound of admission, not very clear.

Key words: STM32;microphone array;analog digital conversion;LCD screen display;LABVIEW software

摘要 2

abstract 3

第一章 绪 论 1

1.1 课题研究的背景和意义 1

1.1.1 概述 1

1.1.2 语音信号采集系统的发展现状和特点 1

1.1.3 语音信号采集系统的发展前景分析 1

1.2 课题研究的主要内容 2

第二章 方案论证 3

2.1 主控芯片选择 4

2.2 语音采集模块选择 4

2.3 语音放大模块选择 6

2.3.1 功率放大器模块选择 6

2.3.2 扬声器选择 7

2.4 人机交互器件选择 8

2.4.1 液晶屏选择 8

2.4.2 按键选择 8

2.5方案论证小结 8

第三章 硬件设计 9

3.1 主控芯片电路设计 9

3.2语音采集模块电路设计 11

3.3 语音放大电路设计 12

3.4 人机交互电路设计 13

3.4.1液晶屏电路设计 13

3.4.2 按键电路设计 14

3.5 硬件设计小结 15

第四章 软件设计 16

4.1主程序算法流程分析 16

4.2 ADC模块程序设计 17

4.3 DAC模块程序设计 18

4.4人机交互程序设计 19

4.4.1液晶屏程序设计 19

4.4.2按键扫描程序设计 20

4.5 串口初始化函数 21

4.6 LABVIEW波形显示存储播放程序设计 22

4.7 软件设计小结 25

第五章 系统调试 26

5.1 程序生成和硬件焊接调试 26

5.2 软件程序与实物协调调试 28

总 结 30

参考文献 31

附录 33

致 谢 36

第一章 绪 论

1.1 课题研究的背景和意义

1.1.1 概述

本课题是由麦克风模块、主控芯片、液晶屏、功放模块及扬声器、上位机几部分组成的。麦克风语音采集电路是由两个麦克风组成的，通过它们对声音的采集，可以完成对声音进行实时录取的功能，采集到的声音信号通过AD转换送到主控芯片STM32，然后通过两个按键的选择，我们可以选择直接播放其中一个麦克风采集到的声音，也可以播放两个麦克风收到的声音信号相减之后的信号，也可以将信号送到上位机进行波形显示和存储，按键的同时液晶屏上也会显示对应是在哪一种状态，播放声音信号的时候是将信号通过DA转换送到功放，再送到扬声器达到实现声音的播放功能的。至于上位机，我们通过LABVIEW软件在电脑上写了一个程序用来显示两个麦克风收集到声音的波形，同时还可以进行存储和再播放的功能。

1.1.2 语音信号采集系统的发展现状和特点

目前国内已经出现了一些语音信号采集系统的设计，研究的深度在一直加深，研究的人数也在一直增加，可以看出来我们国家在这方面也在迅速发展着，可能是因为它的使用范围还是非常广泛的，从我们生活中身边的小事到国家军事方面等很多方面都可能使用到，所以可以说语音信号采集系统在我们国家已经是在高速发展的状态了。它的特点我觉得是使用范围广，研究方式灵活多变，而且因为它的使用广泛，使我们研究它具有更加实用的意义。

1.1.3 语音信号采集系统的发展前景分析

随着我们时代的发展，我们对声音的利用也有了越来越高的要求，现在的我们需要更有效，更准确的获取声音信号中我们需要的信息，比如说定向检测声音信号就可以用在我们日常生活中都可以接触到的红绿灯上，定向检测两个方向声音的大小来达到控制红绿灯时间的长短。除此之外，定向检测甚至还可以用在军事、探险等地方，可以安装在机器人身上，对野外进行勘察的时候可以过滤掉其他方向的噪音，可以更准确检测到固定方向上的声音信号。

1.2 课题研究的主要内容

本文第一章大概介绍了下本设计的主要组成部分和可以实现的功能，目前的发展状况和以后的发展前景，说明了本设计的实用性，也说明了我们做这个设计的意义。

第二章论证了本设计的总体方案,对主控芯片的选择，比较各自的优缺点，还有麦克风模块的比较和分析，功率放大模块的选择和比较，扬声器模块的选择和优缺点的比较，还有液晶屏和按键的选择。

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