Ⅰ 用51單片機實現音樂播放的原理是什麼
發音原理：播放一段音樂需要的是兩個元素，一個是音調，另一個是音符。
音符的發音主要靠不同的音頻脈沖。例如：利用單片機的內部定時器/計數器0，使其工作在模式1，定時中斷，然後控制P3.7引腳的輸出音樂。只要算出某一音頻的周期（1/頻率），然後將此周期除以2，即為半周期的時間，利用定時器計時這個半周期時間，每當計時到後就將輸出脈沖的I/O反相，然後重復計時此半周期時間再對I/O反相，就可在I/O腳上得到此頻率的脈沖。音樂中的節拍用延時時間產生。
Ⅱ 用單片機處理音頻信息為什麼要進行傅里葉變換
這個真不是一句兩句說清楚的，簡單來說就是把時域信號變為頻域信號，為了看到音頻的頻譜，必須要對其信號做FFT，之後便可以看到信號的頻率，諧波燈等相關信息。建議看一下相關的書籍，那樣會更明白的。
Ⅲ 車載MP3與CD機音頻轉換器中的單片機起什麼作用的,怎麼工作
主要是用於音頻文件的編解碼的，至於怎麼工作，建議看看音頻文件的格式方面的資料吧，不是一句兩句說的清的
Ⅳ 51單片機如何處理音頻信號
要想單片機處理音頻信號，需要加一個模數轉化器件，這樣單片機才能處理音頻信號。ADC0804。.
Ⅳ 單片機對講機原理
方案一 以單片機為核心處理器的DMR對講機方案(MSP430F149+AMBE1000)
1.工作原理
發射時,由麥克送來的模擬語音經CSP1027進行A/D轉換,由聲碼器AMBE1000進行語音壓縮,交單片機MSP430F149進行協議填充組幀,送到CC1101進行調制後發射。接收時,由CC1101解調出來的碼流經MSP430F149進行幀恢復,交由聲碼器進行解壓,數據經CSP1027進行D/A轉換為模擬語音信號。
2.關鍵器件
微控制器採用TI公司的MSP430F149,它是16位超低功耗、混合信號微控制器,採用「馮·諾依曼」結構,可用JTAG(一種標准測試介面)進行模擬調試。
晶元的電源電壓為(1.8～3.6)V,在RAM數據保持方式下耗電僅0.1uA,活動模式耗電250 uA/MIPS(每秒百萬條指令數)。運算時由於本單片機採用16位RISC(精簡指令集計算機),一個時鍾周期可以執行一條指令,而傳統的單片機要12個時鍾周期才執行一條指令。工作在8MHz的晶振頻率時,指令速度可達8MIPS,而同樣這個指令速度,16位處理器比8位處理器高遠不止兩倍。
概述
聲碼器AMBE1000在國內已有產品,價格比較合理。CC1101的靈敏度為-116dBm(1.2kbps,1%數據包誤碼率,工作在433MHz時),與國內的對講機可用靈敏度-120dBm相比偏低,但符合歐盟的CE標准規定小於-107dBm.另外,射頻模塊的功率輸出僅12dBm(16mW),所以本方案僅適用短距離范圍的通信。提高靈敏度可考慮用器件ADF7021作為射頻模塊。
方案二 以DSP+MCU為核心處理器的對講機方案
1.工作原理
方案以MSP430為中心系統來完成數據的收、發控制等工作,系統採用MSP430中 USART模塊的SPI同步通信模式。在接收過程中,首先接收來自射頻晶元的FSK數據,解調後由MSP430將數據幀的同步域、尾域、ID域以及命令位元組去除後,數據發至C5402進行去壓縮處理,數據交AIC23進行D/A轉換為語音信號。在發送過程中,首先由AIC23進行A/D轉換,數據交C5402將語音壓縮,再由微控制器MSP430進行協議填充,加上頭域、尾域、ID域以及命令位元組形成數據幀,然後控制射頻模塊將數據發送。
2.關鍵器件
TMS320C5402是TI公司於1996年推出的一種定點DSP晶元,採用先進的修正哈佛結構和8匯流排結構,使處理器的性能大大提高。其獨立的程序和數據匯流排允許同時訪問程序存儲器和數據存儲器,實現高速並行操作。如,可以在一條指令中同時執行3次讀操作和1次寫操作。TMS320C5402的運行速度為40MIPS,指令周期為25ns.此外,還可以在數據匯流排與程序匯流排之間相互傳送數據。從而使處理器具有單個周期內同時執行算術運算、邏輯運算、位移操作、乘法累加運算以及訪問程序、數據存儲等強大功能。
概述
採用DSP方案時,免去選用語音晶元聲碼器的煩惱,提高了數字對講機對語音處理的能力,可讓語音編碼的演算法盡量優化,從而使對講機語音信號的處理更具通用性和擴展性。本方案是以DSP為開發平台,經過連續可變斜率增量(CVSD)調制編解碼得到語音信號的清晰度和自然度好,但軟體開發工作量大。CC1000不支持4FSK調制與解調,本方案不適用於DMR與dPMR協議。另外CC1000的接收可用靈敏度為-110dBm,國內對講機廠家可能嫌低。
方案三 以單片機為核心處理器的dPMR對講機方案(CMX618+CMX7141)
1.工作原理
發射時,麥克送來的模擬語音經CMX618內部進行增益調節,A/D轉換和壓縮處理,然後通過SPI(串列外圍設備介面)進入CMX7141基帶處理器,在微控制器LPC2138的控制和管理下經CMX7141晶元內部進行信道編碼,dPMR協議棧打包,數字濾波以及4FSK調制,調制編碼後的語音數據經CMX7141晶元的MOD1/2管腳分別輸出給外部的發射VCO和壓控溫補參考時鍾,經兩點調制輸出射頻載波給發射功放,並到天線輸出。
接收時,CMX7141對基於超外差射頻接收模塊送來的4FSK解調信號在微控制器LPC2138的控制和管理下進行4FSK解調,dPMR拆包,信道解碼,最終得到語音編碼數據,經SPI串口送給CMX618進行語音解壓縮並恢復語音信號。
2.關鍵器件
語音編解碼片CMX618是CML微電子(新加坡)私人有限公司的產品,晶元由音頻壓縮/解壓器、RALCWI編解碼器、前向糾錯編解碼器和其他特殊功能模塊幾部分組成。
RALCWI是一種魯棒的先進的復雜性波形插入技術,與其他語音編解碼技術不同,它使用獨有的信號分解和參數編碼方法,可確保在較高的壓縮率下有較好的語音質量。
在聲碼器中,採用RALCWI技術實現的語音質量與編碼速率在4kbps以上的標准聲碼器話音質量相當。
概述
本方案優點是開發時的靈活性高,模擬與數字可雙模設計,且同一個硬體開發平台能滿足不同的數字對講機標准,支持多種語音聲碼器,射頻的接收靈敏度可做得較高達到-118dBm(誤碼率為1%時)。發射功率0.5W,功率容易提升。
缺點是前期的軟體開發成本高並有一定難度,射頻模塊ATB010隻支持dPMR的EN301,166標准,不支持DMR.
方案四 以MCU+DSP的DMR對講機方案(MSP430FG4619+VC5510)
1.工作原理
發射時，由麥克送來的模擬語音經模數轉換器AD73311采樣成數字信號，AMBE2000對語音數字信號進行壓縮編碼，數字信號由VC5510進行DMR通信協議填充組成幀信號和4FSK的調頻波成形，最後由微控制器MCU進行D/A轉換，送往射頻模塊進行發射調制，實現發射。
接收時，MCU將射頻模塊送來已解調數據進行A/D轉換，經VC5510進行拆幀，交AMBE2000進行解壓，數據由AD73311數模轉換為語音信號。
微控制器MSP430FG4619是整個系統的控制中心，人機介面如鍵盤、顯示器與MCU直接連接。微控制器實現對射頻模塊的控制，包括基帶信號的發送與接收、射頻頻率點的控制、信道檢測等，MCU還負責DMR協議的高層信令控制、人機介面的互通等。
另外，請注意微控制器還要完成基帶信號的AD/DA轉換功能。
2.關鍵器件
AMBE2000TM聲碼器是美國語音公司DVSI推出的一款適應性強、高性能、單晶元的語音壓縮編解碼器。它能在低速率下提供優良的語音質量，並實現了實時的、全雙工的標准設定的AMBE語音壓縮軟體演算法。
大量的評估顯示，這款聲碼器具有在一般數據速率下提供同數字蜂窩系統一樣性能的能力。AMBE在2.4kbps速率下保持自然語音質量和清晰度，由於AMBE演算法復雜性低，所以它能夠完全集成在成本低、功耗低的晶元上。
概述
方案簡單，實用。
軟體開發中，微控制器和數字處理器的程序對DMR協議的分層必須有清晰的概念，正確的程序設計是硬體實現的保證。聲碼器的選用有較大的餘地。
方案五 以ARM+DSP的DMR對講機方案
1.工作原理
發射時,由麥克送來的話音信號由數模轉換器AD73311進行采樣,數據由聲碼器進行壓縮,OMAP5910內的DSP與ARM對壓縮的數據進行協議添加與控制,形成4FSK波形,數模轉換器AIC23將4FSK數字波形模擬化後進行射頻調制,調頻載波由天線發射。
接收時,射頻模塊對接收的模擬信號進行解調,模擬信號交AIC23進行數字化處理,OMAP5910對接收到的數據進行信道解碼和拆幀,幀信號交聲碼器進行解壓,數據由AD73311還原為模擬語音信號。
2.關鍵器件
OMAP5910是一款嵌入式雙核處理器,它集成了高性能的ARM925、TMS320C55x DSP核和已經得到的廣泛應用的各種介面與外設,具有較強的處理能力、較低的功耗和較高的信價比。ARM處理器內核用於DMR協議的處理與系統控制,DSP內核用於完成數字信號的實時處理。
OMAP5910及其設計套件具有多個目標應用市場,提供多媒體功能、改善人機界面並延長電池壽命。
概述
從技術上講,雙核處理器方案與前面介紹的DSP+MCU相比,可以降低系統體積,減少電路的復雜性,對通信協議能作較好的兼容,升級空間大。聲碼器的應用有可選國產晶元的餘地。
缺點是前期的軟體開發工作量大,ARM與DSP間的協調工作要深入研究,以免浪費處理器的資源。此外,由於OMAP的功能十分強大,該平台還可以有更多的應用,如加入視頻、娛樂等功能。
方案六
1.工作原理
發射時,麥克送來的模擬語音經WM8758B進行A/D轉換,送到SCT3252進行壓縮處理,經SCT3252進行dPMR協議處理後送到WM8758B的D/A轉換單元調製成4FSK信號,經兩點調制輸出射頻載波給發射功放,送天線輸出。
接收時,WM8758B對射頻模擬信號進行A/D轉換,送到SCT3252進行4FSK解調,dPMR拆包,信道解碼,最終得到語音編碼數據,經解碼處理後把語音數據送到WM8758B進行D/A轉換,經由外部放大電路送入喇叭還原成話音。
2.關鍵器件
SCT3252是上海士康公司生產的語音編解碼及dPMR協議棧處理晶元。具有較好的語音質量及較高的接收靈敏度(可達-126dBm)。
概述
本方案的特點是語音編解碼及dPMR協議棧都集成在SCT3252中,大大減少了控制單元MCU的工作量,另外SCT3252為LQFP100封裝,焊接方便。整個方案簡單,軟體升級的空間大。本方案可以實現數模兼容,通過開關可方便進行數字與模擬通信之間的切換。
WM8758B只起模數轉換作用,廠家認為,把它集成進SCT3252是指日可待的事。
Ⅵ 怎樣用51單片機實現音樂播放
單片機的強項是控制，不能解碼音頻文件，而且不同的音頻編碼格式不一樣，不是普通的程序就能解決的。應該用專門的音頻解碼晶元。
Ⅶ 用51單片機處理音頻信號
介紹基於DSP和FPGA的專業級音頻處理開發板資料
介紹基於DSP和FPGA的專業級音頻處理開發板資料
採用TMS320C5409和Cyclone EP1C3T144C8 FPGA、作為主處理器、協處理器。採用24bit高精度音頻專用AD/DA轉換晶元，特別適合應用於電台、錄音室等專業級音頻處理設備開發。
該開發板是面向專業級音頻開發而設計的硬體平台,主要集成了ALTERA的EP1C3,STC的MCU和cirrus公司的高保真度音頻AD/DA,音頻經AD/DA轉換後的信噪比達到90dB,完全達到專業音頻處理的水平。
硬體資源:
◆TMS320VC5409-100:32K字片內RAM,3個McBSP口,8bit的HPI口(支持
16bit非復用模式),支持外部匯流排到內部存儲器的DMA操作,相對5402,5409的資
源要豐富一些,特別在多位高速音頻信號處理中,外部DMA特性能使處理速度提高
很多.
◆EP1C3T144C8: 2910個LE,內置13個獨立的128X36bit的RAM塊,104個可用
I/O口,內置PLL. 大量的管腳和內置RAM(可做各種FIFO)為擴展專業視頻介面提
供了足夠的硬體資源.
◆SST39VF160/1601：2M Bytes flash晶元（1M*16bit），能容納大量程序。 提供從該flash晶元Bootload DSP程序的例子代碼。
◆Bootload SPI EEPROM CSI25256:32K*8bit,支持在線下載DSP程序,不須通過JTAG介面;
◆Sram:ISSI的IS61LV6416;64K*16bit;
◆點陣LCD介面:支持128*64的點陣屏;
◆128*64屏(綠底黑字,藍底白字):61202或K0107晶元組;該屏為用戶另選配
的器件.
◆音頻AD/DA:Crystal公司的專業級音頻AD/DA轉換器,最高支持精度為24bit寬,
采樣率為96K.綜合信噪比超過90db.
◆STC89C58RD+:32K位元組的單片機,為DSP提供良好和低價的用戶介面,同時也為
DSP做高速信號處理節省了寶貴的時間,使DSP不必忙於做用戶介面的工作.
◆預留HPI口，可方便與上位機通訊。
軟體資源:
DSP定時中斷的匯編程序和C語言程序;
McBSP程序;
16位並行介面的Bootload程序和實現過程;
SPI介面通過McBSP2介面Bootload的程序和過程,McBSP0配置程序;
音頻頻譜分析的演示程序:音頻信號經FFT實時轉換後送到LCD顯示的目標文件;
多段均衡器設計過程的介紹;
CSL庫應用的介紹;
應用CSL庫進行DMA配置的介紹;
單片機相應的原代碼,包括在線下載串口bootload程序的代碼;
FPGA的原碼;
該音頻信號處理套件以高速DSP為核心信號處理器,FPGA為信號處理的協處理器,處理包括視音頻時序對齊和部分硬解碼過程,MCU為用戶介面協處理器,實現LCD顯示和鍵盤操作,該開發板是為專業音頻信號處理度身訂做的,同時它可以為靜態圖象處理提供廉價的開發平台.
4層PCB板設計,具有更強的抗干擾性和進一步降低了系統的雜訊.
基於DSP和FPGA的專業音頻處理開發板的特點：
1、 該音頻處理平台的最高處理能力為96kHz,24 bits，綜合信噪比達到90dB，而音頻CD的極限值為44.1 kHz,16 bits，該平台的的音頻處理質量要遠遠優於CD音頻，主要用於專業音頻如電台，電視台等要求較高的場合上的設備開發。
2、 使用cirrus公司性價比較高的音頻處理晶元，差分輸入輸出，有很高的共模抑制能力，AD通道帶片外運放前置驅動，DA通道帶片外運放後級驅動和有源濾波，大大提高了系統的信噪比和驅動能力。
3、 該開發板源於已成功開發且量產的專業化音頻處理設備，我們結合實際的開發流程，使用DSP-FPGA-MCU的設計框架，做到了用DSP做演算法處理，FPGA做邏輯和時序對齊處理，MCU做用戶介面。這種架構能很好的發揮DSP的高速處理性能，而不需耗費資源去管理介面，特別在跟專業視頻AD/DA如SAA7114和SAA7121介面的時候，FPGA做埠操作和時序對齊就遠遠勝於DSP了，用戶利用該系統做視頻處理時，只需在FPGA中提取出有效的視頻數據和開通PING和PONG兩級FIFO,然後在DSP中利用DMA操作將數據PING-PONG進DSP就可以了。而EP1C3為我們提供了足夠的RAM做緩沖FIFO,該功能為實際開發提供了很大方便，我們結合實際對DSP，FPGA, MCU管腳做了適當的擴充。用戶可以方便地擴展自己的PCB板。
4、 該開發板提供了兩種bootload方式，16bit並行flash和8bit串列EEPROM方式，提供整個bootload過程的源代碼和上位機軟體。串列EEPROM bootload方式提供了在線下載功能，通過計算機串口直接實現了DSP 16進制文件的燒寫，省卻了HPI介面bootload時對MCU重新編程的繁瑣操作，同時將HPI口預留給用戶使用。
5、 板上預留了點陣LCD介面，同時提供縱模LCD 12864的MCU驅動程序。音頻處理類的產品一般需要一個比較大的LCD顯示處理前後的音頻數據信息，如輸入音頻的幅度波形，頻譜圖，處理後輸出的幅度波形和頻譜圖等。在做均衡器處理時，通過點陣LCD，就能描出用戶需要的各頻段的增益曲線，這在產品開發中是非常有用的。
6、 該開發板定位在專業音頻處理上，跟一般的DSP學習板有較大的區別，它提供了豐富的片級處理資源。為用戶提供一個良好的二次開發平台，特別適合研究生和公司做音頻或靜態圖像處理項目時使用。
FAQ：
1、該開發套件提供多少東西？
核心板+開關電源+音頻線+串口線+開發資料光碟
2、5409相對於5402性能上有哪些改進和不同？
5409有32K*16bit片內RAM，較5402大1倍，5409有3個McBSP口，較5402多1個McBSP2口，其中McBSP2支持串列EEPROM bootload。支持非復用模式的16bit HPI介面，5402不支持。支持外部匯流排到內部RAM的DMA傳輸，5402不支持。但5409隻有1個時鍾Timer0，5402有2個時鍾。
3、該平台做高速音頻處理的依據是什麼？
我們在該平台上開發過多段音頻均衡器（基於IIR濾波器）和音頻頻譜分析及單峰干擾檢測消除等項目，均取得較好的效果，只要在軟體架構上做適當的配置，如利用FPGA和DSP結合做DMA數據傳輸通道，將DSP從數據傳輸中解放出來，同時關鍵程序使用匯編和C結合的方式編程，就能獲得較高的處理性能。
4、使用串口bootload和使用並口flashrom bootload有什麼優缺點？
我們提供2種方式的bootload方式的目的是讓用戶有更多的選擇，一般在串口資源足夠的話就用串口bootload方式，但5409有個問題是它只支持32k*8bit的串口EEPROM，因而當程序大於32K時就考慮用並口方式了。
5、能不能在FPGA晶元EP1C3中植入NIOS系統？
可以的，但是因為沒有對EP1C3做 flashrom和sdram擴展，如果單純在EPCS1中定製程序的話，程序容量就非常有限了。
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Ⅷ 音頻電平指示器用單片機來實現會不會簡單問題復雜化了
單片機用來做電平指示
一般會有多種顯示效果的
但是由於采樣時間的問題
當兩個聲道同時輸入相同信號時
由於采樣時間的不同
可能會出現電平不一致的現象
Ⅸ 單片機播放音樂的原理
單片機發音原理：利用定時器或PWM功能，輸出PWM，經一級有源濾波後放大驅動揚聲器。
單片機演奏音樂基本是單音頻率，它不包含相應幅度的諧波頻率，
也就是說不能象電子琴那樣能奏出多種音色的聲音，但一定要弄清楚兩個概念即可，也就是「音調」和「節拍」 。音調 表示一個音符唱多高的頻率。節拍 表示一個音符唱多長的時間
1.要生產音頻脈沖,只要算出某一音頻的周期(1/頻率),然後將此周期除以2,即為半周期的時間.利用定時器計時這個半周期時間,每當計時到後就將輸出脈沖的I/O反相,然後重復計時此半周期時間再對I/O反相,就可在I/O腳上得到此頻率的脈沖。
2. 利用8051的內部定時器使用其工作在計數器模式MODE1下,改變計數值THO及TLO以產生不同頻率的方法。
Ⅹ 用51單片機實現音樂播放的原理是什麼
需要寫一段程序。
如果是簡單的音樂，編樂譜推蜂鳴器就可以；如果是mp3/wav之類的音樂，需要晶元自帶解碼模塊，或者使用外部解碼晶元，還需要dac將聲音推出來。
聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，若能利用程序來控制單處機某個口線的「高」電平或低電平，則在該口線上就能產生一定頻率的矩形波，接上喇叭就能發出一定頻率的聲音，若再利用延時程序控制「高」「低」電平的持續時間，就能改變輸出頻率，從而改變音調。要准確奏出一首曲子，必須准確地控制樂曲節奏，即一音符的持續時間。音符的節拍我們可以用定時器T0來控制，送入不同的初值，就可以產生不同的定時時間。便如某歌曲的節奏為每分鍾94拍，即一拍為0.64秒。