揚州大學能源與動力工程學院本科生課程設計題目：通用音樂播放器的虛擬儀器設計課程：虛擬儀器課程設計專業：班級：姓名：學號：指導教師：完成日期：目標：基于myDAQ數據采集卡和LabVIEW實現一個在線實時音效處理系統，熟悉如何利用LabVIEW控制myDAQ完成信號采集、分析以及信號生成。硬件連線：將myDAQ通過USB連至計算機上，在MAX中將其名稱修改為Dev1（如果該名稱已被ELVIS等其他硬件占用，可使用其他名稱，但后續實驗步驟都需注意做相應的修改）。

2.

用myDAQ附帶的一根音頻線連接計算機的音頻輸出口至myDAQ的AUDIO

IN接口，在myDAQ的AUDIO

OUT接口插上一個立體聲耳機或一對小型揚聲器。實現：要求用myDAQ播放多種格式的音樂文件；具有選擇播放文件的功能，聲音大小可調；能錄音，并進行回復，任意設置播放位置；能顯示音樂強度。1.

運用myDAQ實現音頻信號的采集和發送

打開Exercise文件夾下的myDAQ

Audio.vi，其程序框圖如下圖所示。用同樣的配置方法，將其“VoltageOut_0”和“VoltageOut_1”分別配置為“Dev1”下的“audioOutputLeft”和“audioOutputRight”(相當于myDAQ音頻輸出端口的左聲道和右聲道)。這兩個Express

VI就可以控制myDAQ進行音頻信號的輸入以及輸出。

2.

在LabVIEW中進行數字音頻信號處理

首先編寫一段程序，獲得左右聲道的差值信號。點擊程序框圖中條件結構的選擇器標簽，并且選擇“Audio

Effects”選項。

在該條件分支中右擊鼠標，添加函數窗口中

編程>>比較

下的“選擇”函數

。再在該分支中，完成如下連線：這段代碼所要實現的效果是：在“Effect”按鈕被按下時，將左右聲道信號求差，通常這將使人聲被消弱，從而使人感受到的伴奏聲音相對增強。

再修改“Audio

Filtering”分支，這個分支將完成高中低音的均衡（分別提取低音、中音、高音部分，施以不同的加權系數后再相加，從而完成均衡）。其中低音和中音部分的濾波和加權相加已經完成，我們主要需要再添加高音部分。

再該分支中再放置一個“濾波器

Express

VI”：在彈出對話框中，將濾波器類型選為“帶通”，低截止頻率選為“3000”，高截止頻率選為“10000”，Butterworth濾波器的階數選為3階。用音樂播放器錄音，并進行回復，任意設置播放位置用“輸入”和“文件”子選板的VI構建一個錄制聲音的程序，用這個程序可以通過麥克風將音樂、聲響或語音錄制下來，保存在文件中，以備特定情況下播放，對操作者進行提示。錄制聲音的程序由一系列聲音VI和一系列文件VI并列組成。

（1）讀取并打開聲音文件VI：這是一個多態VI，此處選取“寫入”。它創建一個聲音文件，用于寫入“.wav”格式的聲音文件。“聲音格式”參數是一個簇，其中包含采樣率、通道數、每采樣比特數。程序中把這3個參數分別設置為22050、2、16,，它輸出一個聲音文件引用句柄。

（2）寫入聲音文件VI：將輸入的聲音數據寫入聲音文件。聲音數據是一個簇數組，共兩個元素；每個元素是一個波形簇，包括采樣開始時間0t、采樣時間間隔dt和聲音數據y。0t和dt被忽略，y可以是DBL、SGL、U8、I16、I32幾種數據類型。這是一個多態VI，要根據y輸入的數據類型手工選擇相應的子VI。

（3）關閉聲音文件VI：根據輸入的聲音文件引用句柄將“.wav”聲音文件關閉。

（4）配置聲音輸入VI：配置聲音輸入設備以采集聲音數據。“每通道采樣數”參數配置內存緩沖區中每個通道的采樣數，連續錄音時要用大一些的數值，本文配置為“10000”；“采樣模式”參數在事前不清楚錄制數據量大小時配置為“連續采樣”；“設備ID”參數指定使用的聲音設備；“聲音格式”參數在寫入聲音文件VI中已經介紹過；“任務ID”參數輸出一個關于制定設備配置信息的標識。

（5）讀取聲音輸入VI：根據輸入的任務ID從聲音輸入設備讀取數據。“每通道采樣數”的參數要和配置聲音輸入VI中的配置相同。這是一個多態VI，要根據需要的聲音數據類型手工選擇相應的子VI。

（6）聲音輸入清零VI：根據輸入的任務ID結束聲音采集、清空內存緩沖區、釋放相關設備資源。

（7）簡易錯誤處理器VI：報告整個程序執行過程中是否有錯誤。用“輸出”和“文件”子選板的VI把聲音文件播放出來，下面介紹程序的構成。

（1）打開聲音文件VI：這是一個多態VI，此處選取“讀取”。它創建一個聲音文件，用于讀取“.wav”格式的聲音文件。“聲音格式”參數是一個簇，其中包含采樣率、通道數、每采樣比特數。程序中把這3個參數分別設置為22050、2、16,，它輸出一個聲音文件引用句柄。

（2）讀取聲音文件VI：根據輸入的聲音文件引用句柄從“.wav”文件讀取一個波形數組。“每通道采樣總數”參數指定這個VI每次被調用時讀出的采樣數據量，盡量和“配置聲音輸入VI”的“每通道采樣數”參數一致；“位置模式”和“位置偏移量”兩個參數確定讀取文件的起始位置，“絕對”是從文件開頭加上偏移量的位置開始讀數據，“相對”是從文件當前位置加上偏移量的位置開始讀數據，默認值為“相對”；輸出的“數據”類型與寫入時一樣，每次輸出一次采樣的數據；輸出的“偏移量”參數是輸入的偏移量加上本次讀文件產生的偏移量之和；“文件結束？”參數輸出“T”時到達文件末尾。這是一個多態VI，要根據聲音文件的數據類型手工選擇相應的子VI。

（3）關閉聲音文件VI：根據輸入的聲音文件引用句柄將“.wav”聲音文件關閉。

（4）配置聲音輸出VI：和“配置聲音輸入VI”的配置參數相同。

（5）配置聲音輸出音量VI：調節輸出聲音音量大小用。

（6）寫入聲音輸出VI：將輸入數據寫入聲音輸出設備。這是一個多態VI，要根據聲音文件的數據類型手工選擇相應的子VI。

（7）聲音輸入清零VI：根據輸入的任務ID結束聲音采集、清空內存緩沖區、釋放相關設備資源。

（8）簡易錯誤處理器VI：報告整個程序執行過程中是否有錯誤。暫停/繼續VI：在配置聲音輸出音量VI的卷接線處連接一個數值輸入控件中的水平指針滑動桿，就可對音量大小進行調節，當然多加一個數值顯示控件，有利于更為精確的看出調節的音量的具體數值，由于音量很小，所以在最開始就加上一個初始音量20。心得體會：通過本課程設計，我熟悉了LabVIEW的開發環境，掌握基于LabVIEW的虛擬儀器原理、設計方法和實現技巧，掌握通信系統設計和仿真工具，能運用電路分析基礎等相關課程中的基本理論和實踐知識，采用LabVIEW開發工具正確地解決電氣工程系統設計中的問題。第一，圖形化的語言，只要你知道它的每一個圖標和各種內置的函數是表達怎么樣一個意思，你就會用它簡單快捷的實現你所要實現的功能；第二，很多硬件的東西可以用LabVIEW的內置各種函數來代替，不僅大大節省了很多外部的各種電路元件，而且利用電腦的CPU高速處理系統，讓我們面對更加復雜的控制任務時更加從容，而不是局限于單片機系統有限的處理速度和片內資源；第三，用戶可以根據自己的需要定義和制造各種儀器，LabVIEW的強大之處正在于此，把各種的儀器都在電腦上虛擬化了，讓我們的工作更加方便。在