声级计是一种评估噪声大小的仪器,也是声学测量中最常见的仪器之一,其广泛应用于劳动卫生、交通运输、工业生产和科研教学等领域,可见声级计与人们的日常工作和生活密切相关,因此确保声级计的各项功能是否完善以及准确性有着极其重要的意义。对于声级计的校准,目前国内大部分声校准仪器存在校准精度低、频率单一、声压恒定的缺点,而国外声校准仪器存在价格昂贵的现状。本文提出了一种基于STM32F407的多功能声级计校准系统设计,对该校准系统进行深入分析后,并提出了降低误差的有效方法。首先,本文介绍噪声测量背景与研究意义,为多功能声级计校准系统提供理论依据。阐述声校准基本方法,并分析国内外声校准器的发展现状,为多功能声级计校准系统设计奠定理论基础。按照本课题的设计要求,阐述多功能声级计校准系统主要工作机理。其次,为了降低外界对耦合腔的影响,本文采用改进型莱以特准则对采样数据进行预先处理,通过实验与仿真验证了算法抗噪性较好,能够有效降低外界干扰。针对系统存在的误差,本文提出改进型差分进化算法优化数字式PID的方法,并详细介绍该方法的优化过程,通过比较,该方法具有准确、稳定以及快速的优点,最后介绍基于该算法在声校准系统上的软硬件实现。然后,构建STM32F407+AD9910+PCM1804的硬件系统,将系统分为信号发生单元、信号采集单元、信号处理单元以及电源单元四部分,详细介绍每个单元中各个模块电路的工作原理,并概述硬件系统PCB设计流程。最后,介绍多功能声级计校准系统主程序设计流程,并采用模块化编程思想实现各单元软件设计,具体包括数据采集模块、数据处理模块、数据滤波模块、控制算法模块、信号发生模块以及人机交互模块。实际测试结果表明,基于本文设计的多功能声级计校准系统,其校准频率范围为20Hz~20kHz(±0.5Hz)、声压为84/94/104/114dB(±0.2dB),还具有A/C频率计权校准以及F/S时间计权校准功能,且满足GB/T 15173-2010《电声学声校准器》对1级声级计校准要求,人机交互友好,便于用户使用。