基于FPGA的音频处理系统毕业设计

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1、 毕业设计（论文） 题目 基于 FPGA的音频处理系统 学生姓名 学号 专 业 班级 指导教师 评阅教师 完成日期 2014 年 5 月 20 日 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承 担。 作者签名： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，

2、 允许论文被查 阅和借阅。 本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇 编本学位论文。 本学位论文属于 1、保密 ，在_年解密后适用本授权书。 2、不保密 。 （请在以上相应方框内打“” ） 作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日 目录 摘要 . 1 1 绪论 3 1.1 课题研究背景 3 1.1.1 课题来源 . 3 1.1.2 研究目的及意义 . 3 1.2 国内外的研究现状及发展趋势 . 3 1.2.1 FPGA 的发展历程 3 1.2.2 音频处理技术的发展 . 4 1.2.3 SOPC

3、的特点及其应用 5 1.3 课题研究的内容 . 7 2 器件介绍 8 2.1 WM8731 8 2.1.1 WM8731 概述 8 2.1.2 WM8731 控制接口 8 2.1.3 数字音频接口 . 9 2.2 FPGA 芯片介绍. 12 3 硬件电路 13 3.1 硬件开发环境 13 3.2 硬件电路设计 13 3.2.1 SOPC 系统设计 13 3.2.2 WM8731 的外围电路 13 3.2.3 nios_audio 模块 14 3.3 顶层例化 . 15 4 SOPC 系统软件程序设计. 16 4.1 软件开发环境 16 4.2 人机接口介绍 17 4.3 各功能模块实现方案 1

4、7 4.2.1 I2C 总线 17 4.2.2 WM8731 驱动模块设计 18 4.2.2 音频处理软件开发流程 20 4.3 结果展示 . 21 4.4 本章小结 . 22 5 总结与展望 . 23 致谢 24 参 考 文 献 . 25 附录 26 第 1 页 共 42 页 基于基于 FPGAFPGA 的音频处理系统设计的音频处理系统设计 学 生： 吴佳乐 指导教师： 唐廷龙 （三峡大学 计算机与信息学院） 摘要：摘要：随着数字记录技术和大规模集成 电路技术的迅速发展,消费类电子产品正以日新月 异的新姿展现在当代人的面前,音响类 娱乐产品的多样化、小型化与数字化及品种的琳琅 满目丰富了音响

5、产品市场,满足了多层次消费者的不同需要。 在这些科技产品的快速发展过 程中，数字音频技术在其中扮演着重要的角色。数字语音集成电路与嵌入式微处理器相结 合，既实现了系统的小型化、低功耗，又降低了产品开发成本，提高了设计的灵活性，具 有体积小、扩展方便等诸多特点，具有广泛的发展前景。 本设计基于 Nios II 的 SOPC 技术，利用 Verilog 硬件描述语言开发基于 FPGA 的音频 编解码芯片控制器，以实现对音频编/解码芯片 WM8731 的控制。同时本文提出了一种基 于 FPGA 器件的音频信号处理的实现方案,探讨声音信号的收集、处理及应用,工作的重点 是在噪声环境中如何能有效地地把需

6、要的语音信号提取出来开,消除或者衰减噪声,这涉及 到滤波器的设计,通过数字滤波来处理噪声信号。 关键词：关键词：WM8731, FPGA, I2C 总线, 音频处理 Abstract: With the rapid development of digital recording technology and LSI technology, consumer electronics products are in the ever-changing contemporary new look show in front of people, diverse sound like entertainment products, miniaturization and digitization and dazzling varieties enriches the audio products market, to