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- 随着嵌入式技术的不断完善与用户需求日益多样化，传统录音设备已不能满足产业发展的需要，脱离PC端的嵌入式所自带的录音功能需要得到普及。中国是个嵌入式应用大国，功能全面的嵌入式系统具有非常广泛的实用价值和市场前景。而作为基础功能的录音程序，同样必不可少，但是传统的基于PC构架或者模拟音频设备显然已无法适应市场的需求，因此，研究和开发基于嵌入式系统的录音机具有非常现实的意义。摘要
关键词：嵌入式；录音机；可存储
- 引言
随着PC的发展到达瓶颈，嵌入式系统飞速崛起，应用范围日渐广泛，涉及到人类生活的许多方面，比如数字通信、航空航天、信息家电、工业控制及军事电子等。我们每日的修养生息，各行各业都离不开嵌入式性质的设备，消费类电子、计算机、通信多位一体的趋势已经无法阻挡，同时嵌入式科技也是计算机领域不可缺少的核心，逐渐成为研究热点。同时因为应用面的扩展，需求变大，嵌入式衍生的一系列产品不可或缺。人们对音频设备的要求同时提升，从最开始的保存录音到通化，再到语音识别，控制等方面。随着数字化进程的提速，数字化的嵌入式的录音设备在传统应用领域和新兴领域已成为发展不可或缺的基石，传统录音设备的音质，以及可编程性无法满足当今社会以及时代需求，所以基于嵌入式系统来实现的录音机测试程序有非常重要的意义[1-6]。
- 嵌入式录音机的研究概述
- 录音机概述
录音机，把声音记录下来以便重放的机器，它以硬磁性材料为载体，利用磁性材料的剩磁特性将声音信号记录在载体，一般都具有重放功能。家用录音机大多为盒式磁带录音机。盒式录音机曾在上世纪80年代至2000年左右极为流行，随着时代的发展以及网络的快速发展，现在盒式录音机已趋于淘汰！录音机大致分为数码录音机、磁盘录音机、电话录音机等。现在市面上最常见的录音机是数字磁带录音机。数字磁带录音机是运用数字技术进行记录和重放的磁带录音机。录音机设备发展迅速，更是衍生出了录音笔，复读机，MP3，CD机等一系列电子产品。在我国已是与生活、工作息息相关的电子产品。而本文要设计的是基于嵌入式为核心的可存储录音机，更是紧贴时代发展所需[7]。
- 国内外嵌入式录音机研究现状
从20 世纪中叶关于嵌入式概念诞生并兴起，历经数十年不断积累，同时愈发扩大的嵌入式产业使得人们不仅对嵌入式设备种类需求变多，也使得嵌入式
应用软件变得愈来愈繁杂[8]。为了达到客户的指标，加强系统应对复杂情况的能力，32位处理器加速取代了“古老”的4位和16位嵌入式处理器。选用ARM技术知识产权(IP)核的微处理器比如 ARM7, ARM9等，被普遍应用于工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等诸多领域，基于ARM 公司授权的微处理器约占32 位 RISC（精简指令集计算机)微处理器75%以上的市场份额[9]。嵌入式操作系统和PC的操作系统一样，虽然不是系统的底层，但却是核心部分。它不仅要调度各种软硬件资源，更因为使用嵌入式设备的人都对内部不是很了解，所以还要在交互界面让人觉得容易上手，简单易懂。80年代中期后，嵌入式系统增加了实时要求，所以主流产品是实时的，它的意思是能够对外界数据很快的做出响应，就像随时待命的仆人[10]。1990年以后到现在，嵌入式技术的全面开花，已成为发展通信和消费类产品的共同目标。在很多地方，数字技术能凭借各种优势取代昔日大哥的模拟技术，嵌入式的优势可见一斑。在广播电视领域，美国已开始由模拟电视向数字电视转变，我国的数字电视也在21世纪初开始逐渐普及[11-12]。与此同时软件、集成电路以及新型元器件在产业发展中的作用也越来越重要。不仅仅是这些东西中，还有很多都依赖于嵌入式技术。比如说一体化智能家居，它们充满智能气息的表现离不开嵌入式技术[13-14]。在个人范畴上，智能手机让人爱不释手的背后更是嵌入式的迷人之处。嵌入式设备之所以被广泛接受，色彩亮丽的屏幕，通俗易懂的UI界面，小巧精致的外观，种类繁多的扩展功能如此种种，不得不说嵌入式的成功自有它的长处.嵌入式技术的发展趋势:嵌入式系统的机遇和挑战都是并存的，随着信息时代的洪流，信息量爆炸式的吞吐为这种年轻的技术带来了更美好的前景，也是对嵌入式生产厂商的一次淘洗，要么适应大环境，茁壮成长，要么大浪淘沙,默默沉沦[15-16]。在未来，嵌入式的发展方向无外乎以下4点:（1)嵌入式系统因为它的对应性，不像通用PC一样可以在各种环境下发挥优势，所以要求每一个厂家对自己旗下的系统不仅要供应基本的软硬件设备，还要负责完善专门的开发工具和各种所对应的支持，比如说每一年的设备虽然型号相同，但是可能因为技术的完善，很多元件被更高性价比的元件所取代，那么上一年的软件环境可能就会在今年的产品中遇到各种各样的问题，所以随时更新最新的开发工具和环境支持必不可少[17]。(2)网络化与信息化:随着网络技术的成熟、宽带速度的日益提高，让很多设备的功能拓展有了用武之地，以前手机、冰箱、吸尘器仅仅代表它们本身，而现在它们的结构有必要变得复杂。这就使得设计厂商有必要在这些设备上集成新的功能。而这些产品的设计者就可以采用最新最强大的嵌入式处理器来增强设备的运算处理能力，同时还在处理器上添加了更多的功能接口，不仅仅是USB还有蓝牙，甚至无线网卡，进一步向片上系统的目标靠近，满足各种各样的新的要求以及功能的升级[18]。(3)网络互联，现在很多嵌入式厂商都投入了智能家居的研发，在未来，我们的手机，电视，空调，热水器，吸尘器等家居会逐步组成一个智能生态圈，它们通过网络或者蓝牙等方式构建成型，不仅可以让人减少人手操作的麻烦，还能通过远程控制，了解家中一丝一亳的情况[19]。(4)精简化。在未来，嵌入式设备会逐步变得更加精巧，所以它的各项参数会越来越严格，为了使其达到这些新的指标比如说更低的成本，更小的功能耗，更优异的性能，这些不仅要从硬件方面带来升级，它本身的内核，源代码，算法都要更进一步的精简和调整。用最少的资源达到这种条件下最好的表现，这就需要更加严谨的设计和研发[20-21]。
- 嵌入式录音机发展前景与当今状况
目前的嵌入式开更倾向于智能化[22]。前沿嵌入式产品，无人机、智能音响、机器人控制、城市天眼系统、智能家具、自动驾驶汽车、扫地机器人、小米手环等等，全部都是朝着智能方向发展[23]。嵌入式产品的一个发展趋势是更倾向与自动化控制和人机交互，人工智能越是想向人类表达他的智能水平，越是要依靠嵌入式技术[24]。而智慧交通、智慧城市、智能家居、智能医疗、智能手机等等都是离不开嵌入式系统，从长久来看，嵌入式只会越来越火，随着发展，嵌入式必定又是一次浪潮与技术革新[25]。
- 关于我的设计
本次设计是基于嵌入式系统，硬件采用STM32音频解码器为核心的可存储录音设备。可以实现基本的录音于与存储，更方便于储存、编辑、传输等工作的特点。通过音频的采集、编码压缩以及解压后播放效果的验证不仅可以减小内存需求同时可以提高录音效果的稳定性以及安全性。本次设计的基于嵌入式的可存储录音机具有音频信号无损耗，有低失真、频响宽、动态好、信噪比高的特点。
- 结论
经过查阅国内外的文献资料，了解了嵌入式系统的发展过程及在各类产品中的应用，并且设计出了本次嵌入式存储录音机，更加贴近生活与工作。文献资料的查阅，使我更加懂得嵌入式系统的使用方法。熟悉了系统设计中涉及的其他元件的原理方法使用环境等。并且了解了许多科研人员对该课题的研究方向，成果等，同时也知道了在该课题研究中人们遇到的具体问题以及问题的解决方案。文献的查阅对自己设计的录音机提供了很多宝贵的理论依据，为这次设计成功提供了必要的条件。
- 参考文献
- 李秋实. 基于机车无线网的专用录音设备设计与实现[D].郑州大学,
2016.
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