北京理工大学虚拟仪器报告

1、实验报告学号：班号：专业：电子信息类 （实验班 ）院系： 基础教育学院时间：2015 年 12 月基于 LabVIEW的双声道语音录制系统目录：一、二、设计任务使用设备三、任务分析四、五、设计步骤 结论与展望实验摘要 ：此次实验要求设计一套语音信号录制系统： PC 机上的声卡作为 音频信号采集硬件， 使用者使用话筒录音， 将声音信号由声卡输进计 算机，然后由该系统采集音频信号， 在最后程序结束以后将该音频文 件保存为 WAV文件存储到计算机中。录音系统设计流程为： 设置声卡的工作模式和参数， 为声卡的正 常工作做准备；启动声卡采集输入的信号，并将其数字化，转换成计 算机能处理的数据； 将声卡采

2、集获得的新数据显示出来， 并将它添加 到原有信号的存在数组中； 停止声卡采集任务， 释放占用的系统资源、 并将采集的数据按指定格式进行保存。 声音质量为双声道； 在开始采 集前，操作者可根据实际需要，更改采样位数（ 8 位和 16位）；关键字：多声道、采样位数可调、录音系统 。一、设计任务1. 容设计一套语音信号录制系统， 即将 PC机上的声卡作为音频信号采 集硬件，使用者使用话筒录音，将声音信号由声卡输进计算机，然后 由该系统采集音频信号，在最后程序结束以后将该音频文件保存为 Wav 文件存储到计算机 。2. 要求：a）声音质量为双声道；b）在开始采集前，操作者可根据实际需要，更改采样位数（

3、 8 位 和 16 位）；c）按下”开始”按钮时，才开始采集声音；d）在采集过程中，按下”暂定”按钮，暂定声音的采集，再次按下 “暂 定”按钮，继续采集声音。e）按下“停止”按钮，停止采集声音，并弹出保存文件的对话框， 保存成 *.wav 文件f）在前面板上实时显示波形，并显示录音时间二、使用设备硬件组成：计算机、声卡、话筒（ MIC）软件组成：数据采集程序、数据处理程序及数据存储程序三、任务分析1、录音系统设计流程：a）配置声卡（设置声卡工作模式和参数 ,为声卡正常工作做准 备。选择“声音输入设置”函数 ,在“声音格式”处创建“录 音格式”输入控件 ,该控件为 3元素簇,可以控制“声道”、“

4、采 样频率”、“采样位数”的输入。）b） 采集信号（启动声卡采 集声音信号 ,实现录音、暂停、停止功能 , 并将声音信号转换 成计算机能够识别和处理的数字信号 , 作为后续程序的数据 来源。） c）数据处理（将声卡采集获得的新数据显示出来， 并将它添加到原有信号的存在数组中） d） 关闭声卡（停止 声卡采集任务，释放占用的系统资源。并将采集的数据按指 定格式进行保存）信号处理2、 数据采集程序：数据采集程序要实现的任务就是用软件控制 声卡采集输入的信号，并将其转换为数字信号（即我们常说 的数据）提供给后续程序处理。它为后续程序提供了一个数 据来源。b）数据采集程序的流程：数据采集程序实例：3、

5、数据处理程序： 任务：实时波形显示，并将它添加到已有信号的存在数组中。 a）因为是实时显示采集信号的波形， 因此我们需要用 Waveform Chart来实现；b）将新信号添加到已有信号的数组中， 可通过移位寄存器实现。4、数据保存程序： 任务：在最后程序结束以后，将该音频文件保存为 Wav 文件存 到计算机 。（注： 有已经建好的 “录音保存 .VI ”，可在 D:Program FilesNational InstrumentLabview7.1exampleSoundSound.llb 中调用，具体具体路径由安装 LABVIEW软件的盘确定。） 录音保存 .VI：5、局部变量 局部变量主

6、要是解决数据和对象在同一 VI 程序中的复用问题 a) 创建局部变量b) 设定局部变量状态(读操作和写操作)c) 逻辑型控制量使用局部变量时，要求其机械动作必须设为Switch 状态。暂停按钮：采用 case循环如下图：四、设计步骤1、创建前面板上半部分选择“垂直平滑盒”，下半部分选择“上凸盒” （操作：新式修饰垂直平滑盒 /上凸盒）。颜色设置为上天蓝色、 下浅白色， 具体请（按住 shift 右击鼠标调出工具模板颜色工具在需要改变 颜色处右击鼠标选择所需颜色） 。2、设置声卡参数建立 SI CONFIG(All Functions graphics&sound soundsound选择 wh

7、ile 循环 (All Functions structures),采样间隔设置为200ms(All Functions Time&Dialog wait until next ms multiple), 在停止条件接线端创建“录音”输入控件 , 将其按钮动作 设置为“释放时转换” , 同时在前面板创建“工作状态”指示灯 , 显示“未录音”与“录音中” , 在程序框图中将这个布尔按钮放在 while 循环外,与“录音”控件相连。建立 SI Start ，启动声卡，并将 SI Config 的 task ID out 与 SI Start 的 task ID in 通过 while 循环连接。如

8、图：4、建立 while 循环作为整体部分因为要实时显示并记录信号， 因此采用 while 循环，并通过移位 寄存器来实现将新信号添加的已有信号的数组中（移位寄存器使用： 在 while 图框右击鼠标，选择 Add Shift Register ）。在前面板显示 录 音 时 间 （ All Functions Time&Dialog format date/timestring ）。5、暂停设置创建 case structure，设置逻辑型控制量。a 、当逻辑值为真时，在 case部建立 SI Stop和 SI Start ，两个 函数之间建立 while 循环，延迟时间设为 100ms，建立

9、“暂定”的局 部变量（创建局部变量：在逻辑控制量上右击 creat local variable ）与 while 的“停止”相连，并将其设为 continue if ture（ 右 击鼠标进行选择 ）。将 SI Stop和 SI Start 的输出与输入经过 whilel 连接。将 SI Stop的输入经过 case 图框与 SI Config 的输出相连。b 、当逻辑值为假时 false: 不对信号做处理6、停止设置创建 case 循环和逻辑控制量， ture 时创建 SI Stop，false 时直接通过7、信号的输出声音数据的读取要用到“声音输入读取”函数来实现 , 其输出是 双声道

10、8 位还是 16 位则由输入控件“声音格式”决定。由于输入控 件“声音格式”是一个 3 元素的簇 , 因此要用到“按名称解除捆绑” 函数,并将解除捆绑后的“采样位数”作为 case 条件结构的输入值。 创建字符串常量 , 用文本显示控件显示声道的不同 , 默认是双声道 8 位。选择“波形图表”来实现声音波形的实时显示 , 将“声音输入读 取”函数的“立体声 8 位 /16 位”输出端接到“波形图表”上 , 并将 “波形图表”属性中的“外观”改成“ 2 曲线显示” , 便可实现数据 的实时显示。将新信号添加到已有信号的数组中 , 可通过“移位寄存 器”来实现 , 将“读取声音输入”函数的输出数组

11、和录制过程 while 循环的移位寄存器数组连接成一个数组 , 再连回移位寄存器 , 便可将 新信号不断地添加到已有信号数组中，具体操作如下：建立 cases tructure, 使用簇分解函数将录音模式的三个量分 解，选择其中的采样位数作为判断的输入，a 、若输入为 8 bit ，则使用 Si Read ，输出端口为 stereo 8-bit ， 建立 Waveform Chart ，与输出端口相连。同时显示使前面板字符串 “双声道 8 位”（All Functions String String Constant 输入 “双声道 8 位”建立显示量）。b 、若判断为 16 bit ，则输出

12、端 口为 stereo 16-bit ，字符串显示“双声道 16 位”。8、while 的终止判断将 Si Read 的错误输出用簇分解函数分解，选择其中的 staus 与 停止逻辑控制量进行“与”判断，然后与 while 的停止连接。9、关闭声卡：整个声音采集、数据处理过程使用 while 循环来控制 , 循环条件为“停止”按钮和“错误输出状态”的或运算值, 即当按动“停止”按钮或出现错误时 , 声卡采集任务立即停止。在这个 while 循环外面用“声音输入清零”函数实现声音输入清零 , 释放所占用的 系统资源。在 while 外部建立 Si Clear, 关闭声卡。10、录音保存在外部建立

13、 case structure ，判断条件为采样位数，当位数为 “8 bit ”时，使用录音保存子 VI，在 while 部使用簇合并将 Si Read 与移位寄存器的一端合成后输入到录音保存 VI 的 stereo8 位输入端， 创建录音格式的局部变量，并与录音保存 VI 的输出端相连接。当位 数为“16 bit ”，合成簇与录音保存 VI 的 stereo16 位输入端相连接， 输出端仍与录音格式的局部变量相连。11、波形显示选择属性( properties )，曲线显示设置为 2( appearanceplots shown) ,X 轴设置为时间( format and precisio

14、n ) ,plot0 设置为白色线状， plot1 设为红色线状。填充至 012、面板填写信息及颜色调整While 循环整体框图程序如下：12. 前面板：13. 录音保存：五 、结论与展望结论：本设计满足所需要求。录音系统将 PC机上的声卡作为音 频信号采集硬件， 使用者使用话筒录音， 将声音信号由声卡输进计算 机，然后由该系统采集音频信号。当程序运行后，按下“开始录音” 键后程序开始录音； 按下“暂停”后声音的录制暂停， 再次按“暂停” 声音的录制继续；按下“停止”后声音录制结束，同时将弹出保存文 件的对话框，文件 *.wav 格式保存。声音质量为双声道；在开始采集前， 操作者可根据实际需要，更 改采样位数（ 8 位和 1