毕 业 设 计题目：基于MATLAB的数据采集器的设计姓 名： 学 号： 系 别： 电子工程系 专 业： 电子信息科学与技术 同 组 人： 指 导 教 师： 协助指导教师： 一、主要内容和基本要求本项目的目的是实现基于小本的计算机应用系统。1、系统结构系统结构如下图所示系统结构图系统的实验电路实现模块化，每一个模块利用本所总线与链接模块相连接。 开始初始化展开界面 选择 执行相应处理操作流程图2、系统设计内容本系统的目的，是提供一个利用Matlab和小本资源实现的实验系统。Matlab的程序必须编译成可执行文件，以便在小本中运行。硬件电路要求提供音频（10kHz）信号处理电路。具体包括：1）向PC的输出信号调理电路输入放大器抗混叠滤波器幅度可调输出放大器2）接收PC信号的输入信号调理电路缓冲放大器（40kHz）驱动电路3）5V/10mA电源电路，有PC机的USB口为电路模块提供电源。硬件电路需提供模拟电路和测试电路接口。信号接口电路板图三、系统功能本系统具有如下功能：110kHz以内信号采集2. 信号采集系统模型分析3. 可连接相关处理程序4. 可发送音频范围内的测试信号5. 信号存储和调用6. 信号显示7. 信号处理结果显示与对比分析二、主要参考资料1 (美)Jan Axelson著， 陈逸译.USB应用大全.北京:中国电力出版社,20012 刘志俭等编著.MATLAB应用程序接口用户指南M. 科学出版社,20003 飞思科技产品研发中心编著.MATLAB 6.5应用接口编程M. 电子工业出版社, 2003 4 廖济林编著.USB 2.0应用系统开发实例精讲M.电子工业出版社, 2006 5程伟;程文波;李灿平;基于MATLAB的实时数据采集与分析研究J;电子测量技术;2008年08期6程国英;基于usb 2.0的声音采集系统的研制D;东北师范大学;2006年7 健莲科技改编,许永和编著.USB外围设备设计与应用M.中国电力出版社, 20028 韩新风.基于USB接口的信号发生与采集系统的研究D.华中科技大学 2007 三、进度要求1、第一周：查询文献和资料，对课题进行调研。2、第二周：根据调研资料撰写开题报告。3、第三周：完善开题报告，准备开题答辩。4、第四周：对外文文献进行翻译。5、第五周：查找资料，确定总体方案。6、第六周：设计具体的方案。7、第七周：程序的初步编写。8、第八周：程序初步仿真与测试9、第九周：继续丰富系统功能。10、第十周：进一步的进行程序仿真和调试，论文结构撰写。11、第十一周：系统整体调试。12、第十二周：毕设论文撰写，系统调试。13、第十三周：继续修改论文，系统功能测试。14、第十四周：毕设论文修改。15、第十五周：制作ppt并且进行模拟答辩。16、第十六周：完成所有毕设论文，最后答辩。指 导 教 师： （签字）专业负责人系主任： （签字）4摘要该设计是一个声音信号采集和分析系统，实现了对语音信号采集和显示，并对其进行了频谱分析。设计以计算机为核心构成一个数据采集系统，系统的可以分为传感器、声卡和计算机三大模块。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。系统首先通过传感器采集声音信号，再经过声卡对信号进行模数转换（采集、量化、编码）处理后，存入计算机进行信号的一系列处理。硬件部分引用了麦克风作为声音信号的传感器，以声卡作为信号的A/D转换模块，计算机用作信号的存储和处理。软件用的是MATLAB并且主要用到的是MATLAB中的数据采集工具箱。关键词： MATLAB 数据采集工具箱 麦克风 声卡 AbstractThe design is a sound signal acquisition and analysis system, it implements speech signal acquisition and display, and it made the spectrum analysis of signals.Design with computer as the core consists of a data acquisition system, the system can be divided into three sensors, sound card and computer module. Based on this, the overall scheme of the system has been accomplished. Finally, all functional module were implemented through hardware and software. First of all, the system acquire sound signal through the sensors. Then the acquired signal accomplished analog-to-digital conversion through the sound card (sampling, quantization and coding) . Finally, it is stored in the computer and the computer will carry out a series of processing.The hardware part used the microphone for voice signal sensor, and it took sound card as A/D conversion module, the computer is used to store and process signal. Software used MTALAB and mainly used data acquisition toolbox of MATLAB.Key Words: MATLAB Data acquisition box The microphone Sound card目录摘要IAbstractII引言11绪论21.1课题背景及意义21.2数据采集系统的研究状况31.3课题的研究目的和任务42数据采集系统分析52.1数据采集系统的构成52.2基于MATLAB的数据采集系统原理63基于MATLAB和声卡的数据采集器的设计83.1方案选取83.2传感器的选择103.3声卡在A/D转换中的应用113.3.1声卡在A/D转换中的原理113.3.2声卡的驱动软件123.3.3声卡的参数设置124软件设计144.1基于MATLAB和声卡的软件流程144.2基于MATLAB和声卡采集的示波器的实现184.2.1GUI的创建184.2.2GUI的设计184.2.3代码的实现195程序的调试与分析23结论26致谢27参考文献2829引言伴随着计算机的广泛应用和信息化时代的到来，计算机与外部物理世界连接需要通过数据采集来实现。随着计算机技术的迅猛发展和广泛普及，数据采集系统也迅速地得到了广泛的应用。在工业生产过程中，我们需要应用该系统对生产现场的各种参数实施采集，监视和记录，提高产品的质量，降低成本。在我们的科学研究中，使用数据采集系统可以帮助我们获取大量的动态信息，更是研究瞬间物理过程的强有力工具，也是我们获取科学奥秘的重要手段。总之，在各个应用领域中，数据采集与处理越发的及时，工作效率就会越高，从而取得的经济效益和生活品质也就会越高。本篇就是针对语音信号的采集和处理设计的基于MATLAB的数据采集器，文中提出了系统构成、设计方案、设计过程。1绪论1.1课题背景及意义计算机和信息技术自出现以来一直在飞速的发展。时至今日，我们的生活和工作已经离不开了计算机。信号以各种各样的表现形式出现在我们的日常生活中，信息的传递、存储和获取都要通过信号来实现。所以，实时的信号采集和分析处理对于计算机和信息技术有着非常重要的意义。利用MATLAB的数据分析处理功能进行采集处理，则首先需要将语音信号转换成MATLAB的数据格式，因此，我们不能直接对硬件端口进行操作。随着计算机技术的势不可挡地发展与广泛应用，数字设备正在逐步的取代模拟设备，在生产过程中的控制和科学研究以及生活中的各个领域，计算机测控技术正发挥着无法取代的作用。我们外部世界当中的大部分信息是随着时空变化而变化的物理量形式出现的，比如温度、压力、位移等等。要将这些信息送入到计算机里进行处理，就势必要先将这些连续变化的物理量进行离散化，并进行量化和编码，从而最终变成数字量，这个过程就是通常我们所说的数据采集。计算机在监测和控制这个系统的过程中，获取原始数据的主要手段就是数据采集。数据采集是计算机是获取信息的重要途径，也是计算机与外面世界进行沟通的桥梁。数据采集技术是计算机技术和信息科学的一个不可或缺的部分，它已经广泛应用于我们的国民经济和国防建设的各个领域，而且随着科学技术的发展，尤其是信息技术的发展与普及，数据采集技术它有着广阔的发展前景。MATLAB是Math Works公司很早推出的一种科学计算仿真软件，已经被广泛地应用于各种计算机上。现在已经发展成为功能强大的科学软件，它能够进行数据采集、信号分析、数学运算和可视化解释等。利用MATLAB设计数据采集器有很多各方面的优点，会使得我们对数据的后面分析和处理将更加的方便。MATLAB语言简单，介于汇编语言和高级语言之间，入手会简单很多，使用起来会很方便,输入简单明了,用户也可以对其自行发展 ,它是全球绝大多数国家进行科学研究都要用到的重要工具。MATLAB由于其丰富的数值分析和处理功能、简单的接口编程和强大的仿真功能而受到广大的用户推崇，但若要对量比较大的数据进行实时的采集，MATALB会显得相形见绌。在我们传统工业检测中，采集到的数据需要存储起来，后经过处理和转换，才能使用MATLAB进行最后的分析并作相应的处理，毋庸置疑这是一个相当复杂的过程，这势必会影响到MATLAB在开发测控系统的范围和在实践中对实时数据的处理速度。我们若是能够在MATLAB环境下直接采集实时数据,无疑所有的难题都会迎刃而解。MATLAB 7.0下的数据采集工具箱提供了直接对硬件端口进行实时数据采集的功能。只要利用该工具箱再加上合适的数据采集卡就可以进行实时数据采集和实时控制,由此就可以很容易地组建自动控制分析系统。利用计算机的声卡和