你的3D數(shù)字化DJ隨身聽(tīng)，提供軟硬件架構(gòu)及器件選型

一、項(xiàng)目概述

1.1 項(xiàng)目摘要

隨著人們生活水平日益提高，年輕人對(duì)音樂(lè)品質(zhì)的追求也越來(lái)越高。他們向往體驗(yàn)DJ音樂(lè)。但是DJ專業(yè)器材價(jià)格昂貴，年輕人無(wú)法隨時(shí)隨地體驗(yàn)DJ音樂(lè)。然而他們希望能夠利用價(jià)格低廉的便攜的消費(fèi)類電子產(chǎn)品體驗(yàn)DJ。因此，我們用軟件處理音頻MP3數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)DJ播放特效。該設(shè)計(jì)將在STEVAL-MKIO62V2平臺(tái)上，利用3D三軸陀螺儀，可測(cè)得前、后，左、右，上、下以及它們的組合等多種數(shù)據(jù)參數(shù)。通過(guò)人的身體的運(yùn)動(dòng)或舞步，傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后傳遞參數(shù)給數(shù)字DJ播放器即可實(shí)現(xiàn)DJ打碟的真實(shí)效果體驗(yàn)，例如數(shù)字DJ播放特效：音樂(lè)加速、減速、常速、暫停、逆序播放、變頻、變調(diào)、節(jié)拍混合等。通過(guò)自己對(duì)音樂(lè)的理解，加入不同的效果音或者舞步，合成屬于自己的音樂(lè)，并將自己做好的音樂(lè)保存設(shè)為鈴聲，享受真正的自己做出來(lái)的音樂(lè)。

1.2 項(xiàng)目背景/選題動(dòng)機(jī)

為了滿足年輕人對(duì)DJ音樂(lè)的需求，我們用軟件處理音頻MP3數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字DJ播放效果。該設(shè)計(jì)將在STEVAL-MKIO62V2平臺(tái)上，利用3D三軸陀螺儀，傳感器實(shí)時(shí)的采集人的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)一定處理后將參數(shù)傳遞給數(shù)字DJ播放器，即可實(shí)現(xiàn)DJ播放的音效控制。最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)價(jià)格低廉、效果優(yōu)、隨時(shí)隨地的體驗(yàn)DJ音樂(lè)。

二、需求分析

2.1 功能要求

利用ARM-based 32-bit MCU—STM32F103RE豐富的外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和通信，采集各種傳感器的數(shù)據(jù)，經(jīng)MCU軟件濾波和數(shù)字信號(hào)處理算法之后，得到系統(tǒng)相應(yīng)的移動(dòng)數(shù)據(jù)，最后經(jīng)無(wú)線模塊nRF24L01傳輸至數(shù)字DJ播放器，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化DJ隨聲聽(tīng)的功能。

2.2 性能標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確，響應(yīng)時(shí)間快，分辨率、靈敏度高，并優(yōu)化可調(diào)。

三、方案設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

系統(tǒng)以STM32F103RE為主控芯片，周圍輔以14個(gè)外圍模塊電路，基本可分為：電源，復(fù)位，時(shí)鐘，按鍵，存儲(chǔ)，通信，傳感器，外擴(kuò)引腳等。系統(tǒng)將壓力、溫度傳感器與加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)結(jié)合起來(lái)，提供3軸線性感測(cè)，角和磁運(yùn)動(dòng)，加上溫度和氣壓/高度值，是新型ST 10自由度平臺(tái)，完全可以勝任數(shù)字DJ播放特效：音樂(lè)加速、減速、常速、暫停、逆序播放、變頻、變調(diào)、節(jié)拍混合等。

3.2 硬件資源配置

該設(shè)計(jì)在STEVAL-MKIO62V2平臺(tái)上，利用3D三軸陀螺儀實(shí)時(shí)采樣人的身體的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)(可測(cè)得前、后，左、右，上、下以及它們的組合等多種數(shù)據(jù)參數(shù))，采樣數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理優(yōu)化后通過(guò)NRF2401無(wú)線模塊傳送給其他嵌入式系統(tǒng)(如：手機(jī)，PDA，MP3播放器，ARM嵌入式系統(tǒng))，這個(gè)系統(tǒng)收到數(shù)據(jù)后通過(guò)軟件調(diào)控播放存儲(chǔ)在U盤或SD卡上的MP3數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)MP3數(shù)字化DJ播放。我們將設(shè)計(jì)一種無(wú)盤的數(shù)字化DJ播放器，該播放器具有移植性強(qiáng)，擴(kuò)展性好，成本低廉，可操作性簡(jiǎn)單，易于推廣等的特點(diǎn)。通過(guò)STEVAL-MKIO62V2平臺(tái)與數(shù)字化DJ播放器的無(wú)縫結(jié)合即可實(shí)現(xiàn)3D數(shù)字化DJ播放。

3.3系統(tǒng)軟件架構(gòu)

軟件架構(gòu)圖