声音监测在许多应用中都十分重要，如噪声控制、安全系统、和智能家居控制。

本教程将介绍如何在STM32微控制器上使用模数转换器（ADC）和声音传感器实现实时声音监测系统。

一、开发环境准备

硬件要求

• 微控制器：STM32F746NG，具备高性能的多通道ADC。
• 开发板：STM32F7 Discovery Kit，提供强大的性能和显示功能。
• 外部设备：麦克风模块，用于捕捉环境声音。

软件要求

• 集成开发环境（IDE）：STM32CubeIDE。
• 固件库：STM32CubeMX，用于配置微控制器的外设。

安装和配置

1. 安装STM32CubeIDE：从ST官网下载并安装。
2. 使用STM32CubeMX创建项目：选择STM32F746NG芯片，配置ADC通道和所需的GPIO，生成初始化代码。

二、应用场景：安全系统中的声音识别

设计目标

设计一个系统，能够识别特定的声音模式（如破碎玻璃声或急促喊叫声），并触发相应的安全报警。

代码实现

#include "stm32f7xx_hal.h"ADC_HandleTypeDef hadc3;void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_ADC3_Init(void);int main(void)
{HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_ADC3_Init();uint32_t adcValue = 0;float soundLevel = 0.0;while (1){HAL_ADC_Start(&hadc3);if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc3, 100) == HAL_OK){adcValue = HAL_ADC_GetValue(&hadc3);soundLevel = ConvertToSoundLevel(adcValue);// 根据声音强度进行安全监测CheckSoundAlert(soundLevel);}HAL_Delay(500); // 500ms读取一次}
}float ConvertToSoundLevel(uint32_t adcValue)
{float voltage = (adcValue * 3.3f) / 4095.0f; // 将ADC值转换为电压return voltage * 1000.0f; // 假设电压与声音强度成正比，简化计算
}void CheckSoundAlert(float soundLevel)
{// 示例：如果声音强度超过某个阈值，触发报警if (soundLevel > 800.0){// 触发安全报警}
}void MX_ADC3_Init(void)
{hadc3.Instance = ADC3;hadc3.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;hadc3.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;hadc3.Init.ScanConvMode = DISABLE;hadc3.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;hadc3.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;hadc3.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;hadc3.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;hadc3.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;hadc3.Init.NbrOfConversion = 1;HAL_ADC_Init(&hadc3);
}void SystemClock_Config(void)
{RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};/** Configure the main internal regulator output voltage*/__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();__HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks*/RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 8;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2;HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks*/RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4);
}void Error_Handler(void)
{__disable_irq();while (1){}
}

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• 声音强度精确度：通过校准麦克风和调整ADC的采样率来提高读数的精确度。
• 快速声音变化响应：优化ADC采样设置和转换周期，确保系统能够迅速响应突发声音。
• 环境噪声影响：实施适当的数字滤波技术，如带通滤波，以排除非目标频率的噪声。

通过本教程，开发者可以掌握在STM32平台上实现实时声音监测的方法，适用于需要声音识别或声音级别监控的安全和自动化系统。