DSP吉他效果器设计+音频算法设计+电路原理图及PCB图 第9页
图5-5-1 Flanger算法原理图该算法的各项参数的要求与上述Delay算法一样，但调制波的频率一般为0.1-1HZ。其MATLAB仿真图如下图5-5-2所示，该算法程序见附录J。
图5-5-2 Flanger效果的输入波形5.6 Phase (移相)本文来自辣'文"论-文*网
将经移相处理的声音与原声混合迭加在一起，由于两个声音存在时间差（相位差），迭加后会在某些地方相加形成峰点，在某些地方互相抵消形成谷点，这就是Phase效果的原理。
在本设计中，我们是利用两个二阶全通滤波器去对信号进行移相处理，并利用三角波去调制这这两个全通滤波器的中心频率，再把原信号和经移相处理的信号叠加。移相效果的算法原理图如图5-6-1所示[29]。 图5-6-1 Phase算法原理图毕业论文
http://www.751com.cn二阶全通滤波器的传递函数如下：
为二阶全通滤波器的中心频率；
为二阶全通滤波器的控制深度； 为信号的采样率。
该算法有两个调节参数Rate和Depth，Rate是改变全通滤波器的中心频率的移动速度；Depth是改变全通滤波器的中心频率的移动范围。该算法的MATLAB仿真图如下图所示，其算法程序见附录K。 图5-6-2 Phase效果的输出波形
6 系统调试
系统调试包括硬件调试和软件调试。在硬件调试中，我们主要检测系统的供电系统是否正常，特别是DSP芯片的供电，因为DSP是采用3.3V和1.26V双电源供电的，所以要确认各个引脚所对应的电压是否正确，值得注意的是，在音频电路中，电压毛刺的大小会直接影响到音质的好坏，因此我们需要用数字示波器去检查各芯片和信号处理电路中供电的质量，并对相应器件的型号进行调整；在软件调试中，我们把初始化调试和算法程序调试分开进行，其具体调试方法如下：
(1) 时钟调试
时钟是整个系统的灵魂。我们需要根据系统的要求把正确时钟配置出来，如本系统采用48kHz的采样率和DSP模式，因此在初始化正确的情况下，CODEC芯片中的BCLK时钟应该为48kHz,否则信号就会传输错乱，从而产生乱码。
(2) 单片机信号AD采集调试和HPI接口数据传输调试
在keil开发平台下观察AD采集来的数据，然后通过极值法，即最大值和最小值法去验证AD采集是否正确，在调试中，我分别把电位器的旋钮旋转到最小、中间、最大的位置，然后通过keil的数据观察窗口分别核查各个位置的值是否与实际值相等。
在HPI接口数据传输调试中，我们需要在CCS平台和keil平台上同时观察，借助CCS平台的存储器观察窗口去观察经HPI接口接收过来的数据是否与单片机输出的数据相等，如果不相等就是HPI接口初始化错误。
(3) 信号传输调试
信号传输调试分为模拟信号调试和数字信号调试，在模拟信号调试中，我们利用函数发生器产生一个频率为1kHz正弦波输入信号，然后用数字示波器去检查电路输出模块是否有输出以及输出波形的质量是否合格；在数字信号调试中，我们需要用数字示波器去检查CODEC芯片的DIN和DOUT两个引脚是否有信号传输，因为这两个引脚是DSP与CODEC芯片的音频数据通信引脚，其中DIN引脚是给DSP输入原始信号,DOUT引脚是DSP输出的经处理后的信号。
(4) 算法调试
算法调试需要在CCS仿真的状态下，借助电吉他和音箱去调试，通过把在CCS仿真下的声音与在MATLAB仿真下的声音进行对比，来确定各种算法编写是否正确，他们各项参数的设定是否正确，他们所需要分配的内存是否合适，数据移位是否正确，是否产生失真现象，是否有数据溢出现象等等。
(5) 系统总调试
把DSP程序和单片机程序分别下载到DSP和单片机中，设置好DSP的启动引导地址，让系统实现脱机运行，然后通过的人机交互界面去控制电路进行综合调试。经试验证明，本系统能正常工作，各种效果算法正确，实现的效果良好。
7 总结
本次设计是研究与设计以TI TMS320VC5501 DSP为核心的吉他数字效果器，并在此效果器上实现震音、延迟、颤音、合唱、镶边、移相等数字效果。本文首先介绍了吉他效果器的发展历史和现状，接着分析了本设计的总要求，并根据总要求确定系统的工作模式以及主要芯片的型号，随后本文把系统分成硬件和软件这两个方面进行分析与设计，在硬件方面，主要对各种芯片的连接电路、模拟信号处理电路和人机交互电路展开分析与设计；在软件方面，主要对各芯片的初始化及各种效果算法的原理进行了详细的介绍，其中算法在本设计中占有很重要的地位，它决定了该效果器所具有的功能以及应用范围，因此把效果算法作为独立一章进行分析，最后介绍了系统软件部分和硬件部分的调试。本文来自辣'文"论-文*网
本次设计在硬件结构、模拟信号的处理电路和效果算法等方面做了很多创新的设计，如双核模式、改进的反相放大电路、阻抗匹配电路、算法插值等等，每一个创新的设计都经历了设想—收集资料—实验求证—修改—总结这五步，最后的总检证明，这些设计都是非常实用，本设计实现效果良好。
在本次毕业设计中，我遇到过很多困难，先是在方案的确定和芯片选型阶段，在此之前，我对吉他数字效果器的了解不深，在刚接到任务书的时候，我感觉到毫无头绪，在这个阶段里，我大概用了半个月的时间去收集与效果器相关资料及各种芯片的应用手册，经过老师的辅导及自己的努力，我对数字效果器的了解渐渐加深了，整个系统的电路连接也渐渐在我脑海中清晰了，接着就是设计原理图和画PCB图，这个阶段我遇到比较大的问题就是画PCB图，因为我以前没有画过PCB图，所以刚开始画的时候又是翻书又是上网看教程又是请教别人，经过一周多的努力，我渐渐熟悉了用PADS这个软件去画PCB图，但是由于第一次画板，电路板的布局和电路的走线都显得不成熟，在走线时遗漏了几根线，这给后面的调试工作增加了不少麻烦，不过最后还是把遗漏的线都补齐了，整个系统的硬件部分调试通过。随后就开始对系统进行初始化和编写控制程序，本设计的控制程序比较简单，这个阶段的难点是系统的初始化，为了能正确初始化，我连续花了10天的时间去阅读每个芯片的应用手册，特别是DSP和CODEC芯片，因为他们的接口比较复杂，需要配置的寄存器很多，所以消耗在这两个芯片上的时间也是最多的。在设计期间，我每天都会抽出一定时间去学习编写效果算法，并用MATALAB去验证这些算法，在系统初始化完成后，再把这些效果算法与实际硬件结合起来，通过CCS下载到DSP里。毕业论文
http://www.751com.cn 通过这次毕业设计，我不仅用上了大学四年所学到的知识，而且还学到很多新知识和生产技能，端正了我对工作的态度，这对我今后职业生涯的发展很有帮助。
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