1. ที่มาและความตั้งใจ
โครงการ EQMAT5 พัฒนาขึ้นเพื่อสร้างระบบประมวลผลสัญญาณเสียงดิจิทัล (Digital Audio Processing) ที่มีความเที่ยงตรงสูงและสามารถปรับแต่งค่าได้แบบเรียลไทม์ โดยเน้นการประยุกต์ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ประสิทธิภาพสูงร่วมกับการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน เพื่อสร้างอุปกรณ์ปรับแต่งเสียง (Equalizer) ที่ทำงานบนพื้นฐานของสัญญาณดิจิทัลอย่างสมบูรณ์
2. การประมวลผลสัญญาณดิจิทัลและฟิลเตอร์ IIR
หัวใจหลักของระบบคือการนำสถาปัตยกรรม Biquad Filter มาใช้ในการกรองสัญญาณเสียง โดยแบ่งการประมวลผลออกเป็น 5 ย่านความถี่หลัก (Low, LowMid, Mid, HighMid, High) ระบบรองรับการประมวลผลที่ความละเอียด 24-bit และอัตราการสุ่มตัวอย่าง (Sampling Rate) สูงถึง 96kHz เพื่อคุณภาพเสียงในระดับสตูดิโอ
3. ระบบควบคุมและการเชื่อมต่อ MATLAB GUI
การปรับแต่งค่าสัมประสิทธิ์ของฟิลเตอร์ (Filter Coefficients) ดำเนินการผ่านแอปพลิเคชันที่พัฒนาด้วย MATLAB GUI ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถคำนวณและส่งค่าตัวแปรใหม่ไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ทันทีผ่านโปรโตคอล UART ทำให้การทดลองและการปรับจูนเสียงมีความยืดหยุ่นและแม่นยำสูง
4. สถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์และการสื่อสาร I2S
ระบบใช้ STM32F405RGT6 เป็นหน่วยประมวลผลหลัก เชื่อมต่อกับไอซี PCM1808 (ADC) สำหรับรับสัญญาณอนาล็อก และ UDA1334A (DAC) สำหรับส่งสัญญาณเสียงขาออก การส่งข้อมูลเสียงดำเนินการผ่านโปรโตคอล I2S ร่วมกับการบริหารจัดการหน่วยความจำแบบ DMA (Direct Memory Access) เพื่อลดภาระการทำงานของ CPU และป้องกันความหน่วงของสัญญาณ
5. การเพิ่มประสิทธิภาพด้วย CMSIS-DSP
เพื่อให้การคำนวณฟิลเตอร์ IIR หลายชุดเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็วในสภาวะเรียลไทม์ ระบบได้มีการเรียกใช้งานไลบรารี CMSIS-DSP ซึ่งเป็นชุดคำสั่งที่ปรับแต่งมาเพื่อสถาปัตยกรรม ARM Cortex-M โดยเฉพาะ ช่วยให้การประมวลผลเลขทศนิยม (Floating-point) มีความรวดเร็วและใช้ทรัพยากรระบบอย่างคุ้มค่าที่สุด
ผลลัพธ์จากการตั้งค่าตามภาพปก
