吉他效果器的研究与设计.doc
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吉他效果器的研究与设计,摘 要随着科技的不断进步，效果器引入了微处理器技术和数字音频处理技术，与传统效果器相比，新型效果器以其智能化、个性化、高保真等优点迅速应用到各种声音设备中，深受广大音乐爱好者的青睐。本文介绍了基于ti tms320vc5501 dsp的吉他效果器的设计。文章主要从硬件和软件两个方面进行分析、设计与实现。在硬件方面,主要...
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摘 要
随着科技的不断进步，效果器引入了微处理器技术和数字音频处理技术，与传统效果器相比，新型效果器以其智能化、个性化、高保真等优点迅速应用到各种声音设备中，深受广大音乐爱好者的青睐。
本文介绍了基于TI TMS320VC5501 DSP的吉他效果器的设计。文章主要从硬件和软件两个方面进行分析、设计与实现。在硬件方面,主要对DSP、CODEC、单片机等芯片的连接电路、模拟信号的处理电路以及人机交互电路进行了详细的分析；在软件方面，主要对各种芯片的初始化和系统的工作流程进行了分析与设计，与此同时，本设计还详细介绍了颤音、延迟、震音、合唱、镶边、移相等几种常用的效果算法。经实验证明，本效果器实现的数字效果良好。
关键词： 吉他效果器 DSP CODEC 单片机 算法
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
1 绪论 1
1.1论文研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3论文主要内容 2
2 系统总设计 3
2.1系统要求 3
2.2系统方案的确定 3
2.3芯片选型 4
2.3.1 DSP选型 4
2.3.2单片机选型 5
2.3.3 CODEC选型 5
2.3.4 SDRAM选型 5
3 硬件设计 6
3.1 DSP与单片机的连接 6
3.2 DSP与CODEC的连接 7
3.3 DSP与SDRAM的连接 10
3.4电源模块 10
3.5模拟信号处理电路 11
3.5.1 信号放大问题 12
3.5.2 阻抗匹配问题 13
3.6 信号选通模块 14
3.7人机交互电路 15
4 系统软件设计 17
4.1系统总工作流程 17
4.2系统的初始化 18
4.2.1单片机的初始化 18
4.2.2 DSP的初始化 19
4.2.4 SDRAM的初始化 22
4.2.5 CODEC的初始化 23
5 音频算法的分析与设计 25
5.1 Delay (延迟) 25
5.2 Tremolo(震音) 26
5.3 Vibrato (颤音) 27
5.4 Chorus (合唱) 28
5.5 Flanger(镶边) 29
5.6 Phase (移相) 30
6 系统调试 32
7 总结 33
参考文献 34
附录A 电路原理图 36
附录B 电路PCB图 37
附录C 单片机程序 38
附录D DSP程序 45
附录E Tremolo算法程序 51
附录F Delay算法程序 52
附录H Vibrato算法程序 54
附录I Chorus算法程序 55
附录J Flanger算法程序 57
附录K Phase算法程序 59
绪论
1.1论文研究背景
吉他效果器的出现赋以了吉他新的生命，谱写了吉他表演的新篇章。通过吉他效果器，我们可以演奏出不同风格、不同音色的乐声，演奏者可以根据自己的喜爱以及音乐的需要调节出一个独特的音色，从而使吉他成为某些特定音乐元素中不可替代的乐器。
参考文献
[11] Texas Instruments Lncorporated. TLV320AIC23 Stereo Audio CODEC [Z],2003。
[12]Vincent Y.C.Yu. MPC82G516A Application Report[Z],2008。
[13]EtronTech EM636165 Synchronous DRAM Application Report[Z],2001。
[14]周树南/张伯颐：《电路与电子学基础》[M]，科学出版社2006年版,第246-301页。
[15]江晓安：《数字电路》[M]，西安电子科技大学出版社2002年版，第1-129页。
[16]庞振平：《C语言程序设计》[M]，华南理工大学出版社2007年版
[17]李全利：《单片机原理及应用》[M]，清华大学出版社2006年版
[18]杨进才：《C++语言程序设计教程》[M]，清华大学出版社2006年版
[19]PADS2005系列教材[Z]，比思电子有限公司
[20]吉他效果器资料：吉他中国论坛
[21]许波/刘征：《MATLAB工程数学应用》[M]，清华大学出版社2000年版，第55-89页。
[22]张雄伟、邹霞、贾冲：DSP芯片原理与应用[M]，机械工业出版社2005年版，第20-46页。
[23]丁袢、余小清、 万旺根：《音频编解码器TLV320AIC23及其与DSP接口设计》[J]，《新器件技术》2003年第6期，第35-38页。
[24] 王嘉、欧建平：《利用I2C总线实现DSP与音频采样芯片TLV320AIC23的接口控制》[J]，《微处理机》2003第4期，第10-12页。
[25]卓为、管庆：《TMS320VC5501的自启动方式研究》[J]，《微电子技术》2005年第20期，第51-56页。
[26]游林儒 、李慧 、方昌始：《基于DSP的数字效果器的研究》[J]，《电子技术应用》2004年第1期，第71-73页。
[27]王桂清：《混响效果的处理方式》[J]，《电声技术》2001年第10期，第48页。
[28]胡丽琴、王金英、张菊香：《硬件效果器和软件效果器》[J]，《音响技术》2008年第1期，第57-60页。
[29]马士超、王贞松：《基于DSP的三角函数快速计算》[J]，《计算机工程》2005年第22期，第12-14页。
[30]林志琦、逢林、刘涛：《音频数字音效器的算法》[J]，《电声技术》2008年第5期，第62-65页。
[31] 王彬生、刘梅锋：《基于DSP的语音采集与回音效果的系统实现》[J]，《电子元器件应用》2007年第10期，第36-38页。
[32]曾荣、严国萍，《基于Motorola DSP的数字音效处理系统》[J]，《电声技术》2002年第12期，第36-39页。
随着科技的不断进步，效果器引入了微处理器技术和数字音频处理技术，与传统效果器相比，新型效果器以其智能化、个性化、高保真等优点迅速应用到各种声音设备中，深受广大音乐爱好者的青睐。
本文介绍了基于TI TMS320VC5501 DSP的吉他效果器的设计。文章主要从硬件和软件两个方面进行分析、设计与实现。在硬件方面,主要对DSP、CODEC、单片机等芯片的连接电路、模拟信号的处理电路以及人机交互电路进行了详细的分析；在软件方面，主要对各种芯片的初始化和系统的工作流程进行了分析与设计，与此同时，本设计还详细介绍了颤音、延迟、震音、合唱、镶边、移相等几种常用的效果算法。经实验证明，本效果器实现的数字效果良好。
关键词： 吉他效果器 DSP CODEC 单片机 算法
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
1 绪论 1
1.1论文研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3论文主要内容 2
2 系统总设计 3
2.1系统要求 3
2.2系统方案的确定 3
2.3芯片选型 4
2.3.1 DSP选型 4
2.3.2单片机选型 5
2.3.3 CODEC选型 5
2.3.4 SDRAM选型 5
3 硬件设计 6
3.1 DSP与单片机的连接 6
3.2 DSP与CODEC的连接 7
3.3 DSP与SDRAM的连接 10
3.4电源模块 10
3.5模拟信号处理电路 11
3.5.1 信号放大问题 12
3.5.2 阻抗匹配问题 13
3.6 信号选通模块 14
3.7人机交互电路 15
4 系统软件设计 17
4.1系统总工作流程 17
4.2系统的初始化 18
4.2.1单片机的初始化 18
4.2.2 DSP的初始化 19
4.2.4 SDRAM的初始化 22
4.2.5 CODEC的初始化 23
5 音频算法的分析与设计 25
5.1 Delay (延迟) 25
5.2 Tremolo(震音) 26
5.3 Vibrato (颤音) 27
5.4 Chorus (合唱) 28
5.5 Flanger(镶边) 29
5.6 Phase (移相) 30
6 系统调试 32
7 总结 33
参考文献 34
附录A 电路原理图 36
附录B 电路PCB图 37
附录C 单片机程序 38
附录D DSP程序 45
附录E Tremolo算法程序 51
附录F Delay算法程序 52
附录H Vibrato算法程序 54
附录I Chorus算法程序 55
附录J Flanger算法程序 57
附录K Phase算法程序 59
绪论
1.1论文研究背景
吉他效果器的出现赋以了吉他新的生命，谱写了吉他表演的新篇章。通过吉他效果器，我们可以演奏出不同风格、不同音色的乐声，演奏者可以根据自己的喜爱以及音乐的需要调节出一个独特的音色，从而使吉他成为某些特定音乐元素中不可替代的乐器。
参考文献
[11] Texas Instruments Lncorporated. TLV320AIC23 Stereo Audio CODEC [Z],2003。
[12]Vincent Y.C.Yu. MPC82G516A Application Report[Z],2008。
[13]EtronTech EM636165 Synchronous DRAM Application Report[Z],2001。
[14]周树南/张伯颐：《电路与电子学基础》[M]，科学出版社2006年版,第246-301页。
[15]江晓安：《数字电路》[M]，西安电子科技大学出版社2002年版，第1-129页。
[16]庞振平：《C语言程序设计》[M]，华南理工大学出版社2007年版
[17]李全利：《单片机原理及应用》[M]，清华大学出版社2006年版
[18]杨进才：《C++语言程序设计教程》[M]，清华大学出版社2006年版
[19]PADS2005系列教材[Z]，比思电子有限公司
[20]吉他效果器资料：吉他中国论坛
[21]许波/刘征：《MATLAB工程数学应用》[M]，清华大学出版社2000年版，第55-89页。
[22]张雄伟、邹霞、贾冲：DSP芯片原理与应用[M]，机械工业出版社2005年版，第20-46页。
[23]丁袢、余小清、 万旺根：《音频编解码器TLV320AIC23及其与DSP接口设计》[J]，《新器件技术》2003年第6期，第35-38页。
[24] 王嘉、欧建平：《利用I2C总线实现DSP与音频采样芯片TLV320AIC23的接口控制》[J]，《微处理机》2003第4期，第10-12页。
[25]卓为、管庆：《TMS320VC5501的自启动方式研究》[J]，《微电子技术》2005年第20期，第51-56页。
[26]游林儒 、李慧 、方昌始：《基于DSP的数字效果器的研究》[J]，《电子技术应用》2004年第1期，第71-73页。
[27]王桂清：《混响效果的处理方式》[J]，《电声技术》2001年第10期，第48页。
[28]胡丽琴、王金英、张菊香：《硬件效果器和软件效果器》[J]，《音响技术》2008年第1期，第57-60页。
[29]马士超、王贞松：《基于DSP的三角函数快速计算》[J]，《计算机工程》2005年第22期，第12-14页。
[30]林志琦、逢林、刘涛：《音频数字音效器的算法》[J]，《电声技术》2008年第5期，第62-65页。
[31] 王彬生、刘梅锋：《基于DSP的语音采集与回音效果的系统实现》[J]，《电子元器件应用》2007年第10期，第36-38页。
[32]曾荣、严国萍，《基于Motorola DSP的数字音效处理系统》[J]，《电声技术》2002年第12期，第36-39页。
