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LPC1114音频处理基础
1.音频信号的基本概念
在开始探讨如何使用LPC1114进行音频处理之前，我们需要先了解音频信号的基本概念。音频信号是指能够被人耳感知的声波信号，这些信号通常在20Hz到20kHz的频率范围内。音频信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。模拟音频信号是连续变化的电压或电流，而数字音频信号是通过采样和量化将模拟信号转换为离散的数字值。
1.1模拟音频信号
模拟音频信号是连续变化的电信号，通常由麦克风或线性输入设备产生。这些信号可以直接连接到LPC1114的模拟输入引脚，但需要通过ADC（模数转换器）将其转换为数字信号才能进行处理。
1.2数字音频信号
数字音频信号是通过采样和量化得到的离散值。采样频率决定了每秒钟采集多少个样本，而量化位数决定了每个样本的精度。例如，CD音频的采样频率为44.1kHz，量化位数为16位。
1.3音频信号的采样和量化
采样是指在固定的时间间隔内测量音频信号的瞬时值，量化则是将这些测量值转换为离散的数字值。采样频率越高，信号的保真度越好，但处理的数据量也会越大。量化位数越高，每个样本的精度越高，但也需要更多的存储空间。
2.LPC1114的音频输入和输出
LPC1114是一款基于ARMCortex-M0内核的微控制器，具有多个通用输入输出（GPIO）引脚和一个10位ADC。这些特性使其适合用于简单的音频设备开发。
2.1音频输入
LPC1114的音频输入主要通过其10位ADC实现。ADC将模拟音频信号转换为数字信号，以便微控制器进行处理。LPC1114的ADC具有多个通道，可以根据需要选择不同的引脚进行输入。
2.1.1配置ADC
在使用LPC1114的ADC进行音频输入之前，需要进行一些基本的配置。以下是一个简单的示例代码，展示如何配置ADC以采样音频信号：
#includeLPC11xx.h
voidADC_Init(void){
//使能ADC时钟
LPC_SYSCON-SYSAHBCLKCTRL|=(112);//使能ADC时钟
//选择ADC通道
LPC_ADC-ADCR=(18);//选择通道0
//配置ADC分辨率
LPC_ADC-ADCR|=(100);//设置10位分辨率
//使能ADC
LPC_ADC-ADCR|=(121);//使能ADC
}
uint16_tADC_Read(void){
//开始一次转换
LPC_ADC-ADCR|=(124);//启动一次转换
//等待转换完成
while(!(LPC_ADC-ADGDR(131))){}
//读取转换结果
return(uint16_t)(LPC_ADC-ADGDR0x3FF);//返回10位结果
}
2.2音频输出
LPC1114的音频输出可以通过其DAC（数模转换器）或PWM（脉宽调制）实现。DAC将数字信号转换为模拟信号，而PWM则通过调节脉冲的宽度来模拟不同的电压值。
2.2.1配置DAC
LPC1114没有内置的DAC，但可以通过外部DAC芯片或PWM来实现。以下是一个使用PWM进行音频输出的示例代码：
#includeLPC11xx.h
voidPWM_Init(void){
//使能PWM时钟
LPC_SYSCON-SYSAHBCLKCTRL|=(11);//使能PWM时钟
//配置PWM引脚
LPC_IOCON-PIO1_9=(03)|(00);//配置P1.9为PWM1.0
//配置PWM1
LPC_PWM1-TCR=0;//禁用PWM
LPC_PWM1-CTCR=0;//配置为计数器模式
LPC_PWM1-PR=0;//设置预分频器为0
LPC_PWM1-MR0=10000;//设置匹配寄存器0，控制PWM周期
LPC_PWM1-MCR=(10);//设置匹配寄存器0匹配时清零
LPC_PWM1-TCR=(10);//使能PWM
}
voidPWM_SetDutyCycle(uint16_tvalue){
//设置PWM1.0的占空比
LPC_PWM1-MR1=value;