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随着电子与通信行业的飞速发展,数字信号处理技术被广泛应用在各个领域中。在对数字信号进行分析与处理的过程中,基本上都会用到一个重要的测量仪器——频谱分析仪。频谱分析仪可直观展示信号中各频率点上所包含的信息,通过分析这些信息判断采集到的信号的是否受到噪声干扰并及时处理。传统频谱分析仪主要都是基于模拟电路并且大量使用滤波器,这使得整个系统复杂,体积庞大,误差也较大,高昂的价格更是让其应用领域受到限制。因此,传统的频谱分析仪已经无法满足如今用户的需求。在本次设计中针对人耳可识别0-20kHz的低频语音信号进行频谱分析,提出一种基于嵌入式微处理器平台与快速傅里叶变换的频谱分析设计方案。相比传统频谱分析仪,该方案由于采用嵌入式微处理器作为频谱分析的控制核心,可大大降低频谱分析仪的生产成本,体积小便于携带,其低功耗使得频谱仪只需使用电池即可对其供电。而ARM平台丰富的外设接口可让频谱分析仪具有更多扩展功能。本次设计方案中采用的快速傅里叶变换更是大大提升了频谱分析速度。本文研究以嵌入式ARM微控制器为主控核心,以μC/OS-II操作系统为软件控制平台,设计并实现了对低频信号进行频谱分析的系统。硬件部分主要探讨了基于COrtex-M3内核的微控制器STM32的核心电路设计、DDS信号发生电路、8位A/D的数据采集电路、基于二极管的A/D保护电路、采用程控放大器的幅度调整电路、显示模块电路等；基于以上硬件平台,软件平台上采用μC/OS-II操作系统对各任务运行进行调度,可以提高频谱分析系统的稳定性,降低开发难度,同时为后续功能升级提供便利。接着说明了各个功能模块驱动程序的设计(包括A/D采样、FFT算法及结果显示等)。最后,对设计的频谱分析仪进行调试与实验,实验结果表明：此次设计的频谱分析仪所有功能均已正常实现,频谱分析结果准确并可通过截图方式保存结果,测量低频信号的频带范围为20Hz～25kHz,系统完成一次1024点的FFT仅需1.768ms。