基于FPGA与SD卡的同步声音采集电路设计.pdf

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1、山西电子技术应用实践2015年第2期文章编号：1674-4578(2015)02-0042—02基于FPGA与SD卡的同步声音采集电路设计术张小虎，李东红，李聪，黄庆彩(太原科技大学电子信息工程学院，山西太原030024)摘要：针对声音分析处理中相位信息采集的重要性，提出了一种基于FPGA的四通道同步声音采集系统的设计。电路系统中以FPGA芯片作为主控单元，采用有限状态机的方法通过硬件描述语言设计实现了对模数转换器AD7864的控制以及数据的采集和传输。数据存储介质采用sD卡，所实现的声音数据采集系统具有体积小、存储容量大、灵活性强等特点。关键词：FPGA；声采集；SD卡；硬件描述语言中图分类

2、号：TP274．2文献标识码：A声音是人们日常生活中能够直观感受的物理信息之一，AD7864，其采用5V单电源供电。4个通道上的输入信号可音乐、语音通信、噪声控制等都对声音的采集及存储提出了同步进行采样，因而可保留4个输入通道上的信号相位越来越高的要求。由于多通道声音信号的采集有助于声源信息。的定位，声音的增强，因此多通道语音信号的采集及存储处模数转换器控制模块主要在FPGA的基础上来实现，其理技术对声音信号的采集和处理十分重要。为此，本文提出中FPGA采用Ahera公司的Cyclone系列EP1C12FQ240C8。一种基于FPGA和SD卡的多通道高速数据采集系统，通过ADC控制器采用Ver

3、ilogHDL程序编程实现，设计过程FPGA来控制AD转换器进行四通道的同步转换，然后将转中主要采用了状态机，程序流程图如图2所示。换后的数据存放于SD卡，以便于后续的数据处理与分析。本设计具有结构简单、工作稳定、体积小、成本低、使用方便进入转换初始态so+一等特点。N1系统的总体结构与设计遥‘Y四通道同步声音采集系统以FPGA作为主控单元，包括箧转换开始信号CONVST声音采集模块、存储模块、UART串口发送控制模块等。电●垒测ADc的BusY信号卜_路系统的原理框图如图1所示。其中AD转换模块采用硬Y件描述语言VerilogHDL来实现设计。<遥‘N．读取ADc转换数据}·一●数据写人存储

4、器N图1系统原理框图1．1声音采集模块声音采集模块是实现声音的采集与处理的第一步，其中图2模数转换器控制流程图AD7864模数转换后数据的读取有两种方法：转换中读传感器采用驻极体传声器。传声器的主要作用是将声音传取和转换后读取。本设计采用先转换后读取数据的方法，具换成电压量，以供后级电路的滤波和放大。经过调理后的电体工作过程如下：当转换起始信号CONVST上升沿时，4个压信号再送人模数转换器(ADC)进行数字量化。采样保持器进入保持状态，开始对选择的通道采样。同时，1．2A／D控制电路的设计BUSY输出信号被触发为高电平，并在转换过程中一直保持AD转换部分是整个声音采集系统的关键。本设计选用为

5、高，当全部通道转换结束后，才变为低电平。EOC信号在了一款精度采样频率较高(12位，1．65s)的模数转换芯片收稿日期：2015～04—08基金项目：太原科技大学省级大学生创新创业计划项目(2013256)；太原科技大学校级大学生创新创业计划项目(~2013003)；太原科技大学校博士科研启动基金项目(20132001)作者简介：张小虎(】989．)，男，河南信阳人，太原科技大学电子信息工程学院学生，主要研究方向：电子技术与嵌入式系统。