基于LabVIEW的音频信号采集分析系统_labview声音采集与分析

**单片机设计介绍，基于LabVIEW的音频信号采集分析系统

文章目录

• 一 概要
• 二、功能设计
• • 设计思路
• 三、 软件设计
• • 原理图
• 五、 程序
• 六、 文章目录

一 概要

  基于LabVIEW的音频信号采集分析系统概要如下：

一、系统概述

该系统以美国国家仪器（NI）公司开发的LabVIEW虚拟仪器为软件开发平台，设计了一个能够同步实现音频信号采集和分析的多功能模块化软件系统。该系统摒弃了晦涩难懂的编程代码，通过图形化编程环境，使得计算机在音频信号处理领域的应用更加广泛和便捷。

二、系统组成与功能

音频信号数据采集模块
主要功能：完成音频信号的采集和存储。音频信号通过声音传感器（如麦克风）和信号放大器转换成模拟电信号，再通过模/数（A/D）转换将模拟电信号转换成数字电信号。
用户操作：在LabVIEW的前面板中，用户通过软件的声音读取、写入和存储函数实现音频信号的采集和WAV格式的存储。同时，系统提供布尔开关控制音频信号采集的起止。
音频信号回放与分析模块
主要功能：支持音频信号的回放，并对音频信号进行时域分析和频域分析。
分析工具：系统提供丰富的信号处理函数和工具箱，如滤波、谱分析、频域转换等，用户可以根据需求选择相应的分析工具。
实时显示：分析结果可以实时显示在工作前面板上，便于用户观察和分析。
实时音频信号处理
系统能够实时获取采样数据，并通过实时处理模块进行实时分析和显示。这使得LabVIEW在音频信号处理、语音识别和音频实时控制等应用领域中得到广泛应用。
三、系统特点

易用性：图形化编程环境使得系统易于使用和上手，即使对于非编程专业背景的人员也能轻松操作。
多功能性：系统不仅支持音频信号的采集和存储，还支持音频信号的分析和处理，功能全面且强大。
实时性：系统支持实时音频信号处理，可以实时获取采样数据并进行分析和显示。
可扩展性：系统支持自定义算法和功能模块的开发，用户可以根据需要编写自己的音频处理算法并集成到系统中。
四、应用场景

基于LabVIEW的音频信号采集分析系统广泛应用于音频信号处理、语音识别、音频实时控制等领域。例如，在音频信号处理中，该系统可以用于音频降噪、回声消除、音频增强等方面的处理；在语音识别中，该系统可以用于语音信号的采集、预处理和特征提取等；在音频实时控制中，该系统可以用于音频信号的实时分析和控制，实现音频设备的智能化控制。

总之，基于LabVIEW的音频信号采集分析系统是一个功能强大且易于使用的音频处理工具，为音频信号的分析和处理提供了有效的解决方案。

二、功能设计

本设计基于LabVIEW虚拟仪器开发软件，用PC的声卡与外接麦克风组合采集到外界的声音信息，并保存到WAV文件中，再利用LabVIEW软件进行编程来对采集到的信号进行分析处理。能够显示采集到的波形、滤波后的波形以及其幅度/相位谱和功率谱波形。

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25