基于matlab的音樂(lè)信號(hào)的處理終稿

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1、中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院2012/2013學(xué)年課程設(shè)計(jì)目錄1、課程設(shè)計(jì)的目的·······································12、課程設(shè)計(jì)的基本要求···································13、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容·········································13.1基于USB總線或PCI總線A/D卡的報(bào)告················13.1.1USB總線介紹··································13.1.2

2、USB接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)··············13.1.3USB接口電路設(shè)計(jì)······························23.1.4A／D轉(zhuǎn)換電路中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院2012/2013學(xué)年課程設(shè)計(jì)·································33.1.5控制電路及數(shù)據(jù)緩沖電路························33.2基于MATLAB的音樂(lè)信號(hào)的處理·······················53.2.1音樂(lè)信號(hào)的音譜和頻譜觀察················

3、······53.2.2音樂(lè)信號(hào)的采樣································74、學(xué)習(xí)matlab的心得體會(huì)與本次課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)········105、參考文獻(xiàn)·············································11中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院2012/2013學(xué)年課程設(shè)計(jì)1、課程設(shè)計(jì)的目的本課程設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)音樂(lè)信號(hào)的采樣、抽取、分析、等多種處理過(guò)程的理論分析和MATLAB實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固數(shù)字信號(hào)處理的基本概念、理論以及頻譜分析方法和數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法；使學(xué)生掌

4、握的基本理論和分析方法只是得到進(jìn)一步擴(kuò)展；使學(xué)生能有效地將理論和實(shí)際緊密結(jié)合；增強(qiáng)學(xué)生軟件編程實(shí)現(xiàn)能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。2、課程設(shè)計(jì)的基本要求1學(xué)會(huì)MATLAB的使用，掌握MATLAB的基本編程語(yǔ)句。2掌握USB總線或PCI總線的基本結(jié)構(gòu)，了解基于USB總線或PCI總線A/D卡的通用結(jié)構(gòu)。3掌握在Windows環(huán)境下音樂(lè)信號(hào)采集的方法。4掌握數(shù)字信號(hào)處理的基本概念、基本理論和基本方法。5掌握使用MATLAB處理數(shù)字信號(hào)、進(jìn)行頻譜分析的編程方法。3、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容3.1.基于USB總線A/D卡的報(bào)告3.1.1USB總線介紹?

5、USB總線是Intel，DEC，Microsoft，IBM等公司聯(lián)合提出的一種新的串行總線接口規(guī)范，是為了解決日益增加的PC外設(shè)與有限的主板插槽和端口之間的矛盾而制定的一種串行通信標(biāo)準(zhǔn)。USB具有較高的傳輸速度：USB協(xié)議1．1支持低速（1．5Mb／s）和全速（12Mb／s）2種傳輸模式，而2．0協(xié)議支持的速度提高到480Mb／s。他的數(shù)據(jù)傳輸速度比標(biāo)準(zhǔn)串／并口高，且具有使用簡(jiǎn)單、支持即插即用、易于擴(kuò)展等特點(diǎn)。USB接口采用4線電纜，其中2根信號(hào)線，1根電源線和1根地線，電源線可以向外設(shè)提供最大5V，500mA的電流。USB

6、接口有4種傳輸方式：控制傳輸、批量傳輸、終端傳輸和同步傳輸，可以滿足不同傳輸?shù)男枰?.1.2USB接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)??整個(gè)系統(tǒng)主要由4部分組成：USB接口芯片及外圍電路、控制電路、數(shù)據(jù)緩沖電路和A／D轉(zhuǎn)換電路。USB接口芯片選擇了Cypress公司的EZ-USB12中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院2012/2013學(xué)年課程設(shè)計(jì)2131Q，該芯片內(nèi)嵌8051控制器，因此整個(gè)系統(tǒng)以EZ-USB控制器為核心，由EZ-USB經(jīng)控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)A／D轉(zhuǎn)換電路和數(shù)據(jù)緩沖電路的控制，模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)緩沖器，當(dāng)數(shù)據(jù)緩沖器存滿之后

7、，通知EZ-USB控制器，由主機(jī)取出數(shù)據(jù)。整個(gè)系統(tǒng)框圖如圖1所示。?3.1.3USB接口電路設(shè)計(jì)EZ-USB2131Q是CYPRESS公司生產(chǎn)的EZUSB系列芯片的一種，該芯片集成了USB外設(shè)接口所需的功能電路，其原理框圖如圖2所示。AN2131Q具有24個(gè)I／O引腳，16b地址總線和8b數(shù)據(jù)總線，可以進(jìn)行外部存貯器的擴(kuò)展。??圖2中的微處理器是一個(gè)具有快速執(zhí)行周期和加強(qiáng)特性的8051核，其性能是標(biāo)準(zhǔn)8051的5倍，指令系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)的8051兼容。他使用內(nèi)部RAM存儲(chǔ)固件和數(shù)據(jù)，上電后USB主機(jī)通過(guò)USB總線將固件和外設(shè)特性描

8、述符下載到RAM中，然后重新連接，按照描述符中定義的外設(shè)特性完成重列舉。這使得USB有一個(gè)“軟”解決方案，即USB外設(shè)的設(shè)計(jì)者可以隨時(shí)設(shè)置和升級(jí)固件，不受端口數(shù)、緩沖大小、傳輸速度及傳輸方式的限制。12中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院2012/2013學(xué)年課程設(shè)計(jì)??本系統(tǒng)中EZ-USB的外圍電路主要