基于MSP430F1611单片机的音频信号分析
3 系统软件设计
3．1 嵌入式系统设计
本设计在MSP430F1611单片机中嵌入了μC／OS-Ⅱ操作系统，可以很方便地实现多任务的调度与协调，极大地节约了软件开发时间和减少了出错几率。系统的软件流程图如下：图4为FFT的软件流程图，图5为负责信号采集并进行FFT计算的从机MSP430F1611的流程图，图6为负责外设信号分析的主机MSP430F1611的流程图。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/172826.htm
3．2 FFT算法的具体设计
3．2．1 FFT点数与采样频率的分析
本系统应用基2的傅里叶变换进行计算，考虑到使用的16位MSP430F1611单片机的RAM存储空间为10 k，由于经过FFT计算后谱线的幅值关于中心对称，为了节省硬件资源，将FFT计算后的2048个点舍去，故可节省一半的资源，由于2 048x16 bitx2=8．192 k，故最大取N=4 096个点作FFT。本系统将频率分辨力设定为20 Hz，如果取采样频率fs=40kHz，那么此FFT的频率分辨力△f=fs／N=10 Hz。但在实际情况下，由于FFT只能分析有限个点，必须对连续时间的信号进行截断，相当于在时域信号加了一个窗，使信号频谱向两边扩散产生频谱泄漏效应；再加上FFT的频率分辨力有限，使信号频谱不能完全与FFT的谱线重合，从而产生栅栏效应，这两种效应使分析出来的谱线扩散分布；对两个相距只有20 Hz的信号，所以可采取提高FFT的频率分辨力△f即减小采样频率或提高FFT点数，或通过加窗的方法来更精确地分析频谱。本系统将所采集信号的频率分成两段，当信号频率较高时，可利用fs=40 kHz的采样频率采样，当所采集信号的频率较低时，通过输入装置改变采样频率至fs=20kHz，这样FFT的采样频率甚至可提高到△f=fs／N=5 Hz，通过此方法可提高整体系统的频率分辨力，而分析FFT的点数受到硬件资源的限制，最后也可通过加窗的方法来提高分析精度。
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