1 原理框圖

c8051f020是美國silicon laboratories公司生產(chǎn)的8051系列完全集成的混合信號isp flash微控制器。

基于c805lf020的音頻峰值采集終端輸人平衡音頻信號，經(jīng)減法電路、增益調(diào)整電路、負波形反相電路、檢波電路、射極跟隨電路和分壓電路，最終利用單片機內(nèi)部的8位和12位a／d轉換器，可以一次采集16路音頻峰值數(shù)據(jù)。c8051f020單片機將峰值數(shù)據(jù)和gps(全球定位系統(tǒng))時間打包為應用層數(shù)據(jù)，再通過udp層、ip層和以太網(wǎng)層協(xié)議，最終打包為以太網(wǎng)包，通過以太網(wǎng)接口芯片rtl8019as將數(shù)據(jù)發(fā)送到局域網(wǎng)上。原理框圖如圖1所示。

2 峰值采集電路分析

音頻峰值采集電路的輸入部分為減法電路，如圖2所示。輸入信號可以為平衡音頻信號：

將r2、r3、r4、r5取為相等阻值，則可以得到：

v1=v+—v-

二級運放電路為反相比例放大器，可以調(diào)整信號的增益：

三級運放電路為負波形反相電路，當信號正相時，dl導通，電路表現(xiàn)為電壓跟隨器電路：v3=v2+其中，v2+是v2信號的正相電壓部分。

當信號負相時，d2導通，電路表現(xiàn)為反相比例放大器電路特性，假設r9=r10=10 kω則：

其中，v2是v2信號的負相電壓部分。

所以經(jīng)過第三級運放以后：v3=v2+一v2一

二極管d3采用檢波二極管，與電容c5組成檢波電路；電阻r12、r13和r14為電壓調(diào)零網(wǎng)絡；r15和r16組成的分壓電路將信號范圍調(diào)整進了c8051f020的a／d轉換的電壓范圍。模數(shù)轉換子程序如下：

void adc0_and_adcl(unsigned char xdata*adc0，unsigned

char xdata*adcl){

unsigned char i；

adoint=0：

adclcn=adclcn & 0xdf：

for(i=0；i<8；i++){

amxosl=i；／／選擇adc0／adcl的輸人端口

amxlsl=i：

adobusy=1：

adclcn=a13(21cn 1 0x10：

while((adclcn＆0x20)==o)；／／等待adcl數(shù)據(jù)轉換結束

adclcn=adclcn＆0xdf：

adcl[i]=adcl；

while(adolnt==o);／／等待adc0數(shù)據(jù)轉換結束

adoint=0；

adc0[i]=adcoh；

}

}

3 網(wǎng)絡傳送技術要點

網(wǎng)絡傳送部分主要負責將采樣后的音頻峰值信息以及采集時間，通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到目標pc機進行數(shù)據(jù)處理。應用層協(xié)議如表1所列。

應用層協(xié)議調(diào)用udp．c將應用層數(shù)據(jù)打包成udp包，并綁定目標地址發(fā)送。使用udp傳送方式主要基于以下考慮：

①tcp要求目標端連接，方式復雜，會消耗單片機大量時間資源。以往的經(jīng)驗表明會出現(xiàn)連接不可靠或斷開的情況。

②有大量的、實時的、長時間的音頻峰值數(shù)據(jù)發(fā)送，udp方式更適合這種應用。

一般指定的目標地址為ip地址，要得到目標機器的以太網(wǎng)地址，需要arp協(xié)議(地址解析協(xié)議)的支持。以下是接收到arp包后的處理程序：

void arp_rcve(uchar xdata*inbuf){

：

／／是否收到有效的arp包

／／查看是否有已收到的ip地址，如果有則更新入口和重

//啟時間

if(arp一>dest_ipaddr!=my_ipaddr)return；／／目標地址

／／不指向自己，返回

／／找空白的ip地址儲存條目。沒有找到空白的lp地址

／／儲存條目，找到最舊的條目并替換。找不到最舊的條

／／目，不替換

if(arp一>message_type==arp_response){／／收到

／／arp回應包

／／如果本機處于等待arp回應狀態(tài)，回應的ip是要等待

／／的ip地址

if((waiting_for_arp)＆&(wait．