語音隱藏通信系統(tǒng)的設(shè)計

1、桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 編號： 畢業(yè)設(shè)計說明書題 目： 語音隱藏通信系統(tǒng)的設(shè)計 學(xué) 院： 信息與通信學(xué)院 專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 題目類型： 理論研究 實驗研究 工程設(shè)計 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā)2015 年 6月 8 日第 1 頁 共 4 頁桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 摘 要信息隱藏作為保障信息安全的新技術(shù)，吸引了國內(nèi)外眾多學(xué)者的關(guān)注，已經(jīng)成為信息安全領(lǐng)域的研究熱點。信息隱藏是集多學(xué)科理論與技術(shù)于一身的新興技術(shù)領(lǐng)域，其最大的優(yōu)勢便是：除通信雙方之外的任何第三方都不知道被隱藏消息存在這個事實，使得需要保護的消息由“看不懂”變?yōu)椤翱床灰?/p>

2、”。隨著數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，其應(yīng)用價值會顯示得越發(fā)突出。實現(xiàn)實時采集，傳輸與播放語音，具有語音通信質(zhì)量好，不需要對原始語音實現(xiàn)盲提取等優(yōu)點，為語音信息隱藏技術(shù)搭建一個實驗平臺。本系統(tǒng)采用STM32系列單片機最小核心板作為主控制器，首先從PC機輸出音樂，采用STM32單片機自帶的ADC進行AD轉(zhuǎn)換,對音樂信號進行采樣，在單片機內(nèi)，將隱藏的信息嵌入音頻信號中。變化后的數(shù)據(jù)，經(jīng)nRF24L01無線模塊發(fā)出。在接收端對嵌入信息進行提取后，分兩路輸出，一路進行DA轉(zhuǎn)換并通過數(shù)字功放和濾波電路后輸出；另一路提出嵌入的數(shù)據(jù)，通過串口輸出到PC端。在保證語音質(zhì)量的條件下實現(xiàn)實時語音信息隱藏保密通信的功能。文

3、章概述了基于STM32微處理器，結(jié)合nRF24L01無線通信模塊的語音隱藏傳輸系統(tǒng)的設(shè)計相關(guān)原理，硬件設(shè)計、軟件編寫流程圖以及軟硬件的調(diào)試和誤差分析。同時，還介紹了整個無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計思路和簡明的通信協(xié)議。關(guān)鍵詞：信息隱藏；STM32單片機；nRF24L01無線模塊；隱藏信息的嵌入和提取第 2 頁 共 4 頁桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 AbstractInformation hiding information security as new technology, attracted the attention of many scholars at home and a

4、broad, it has become a hot field of information security. Information hiding is a new set of multi-disciplinary technical field theory and technology in one of its biggest advantages is that: any third party except the communicating parties do not know the existence of this fact is hidden message ma

5、kes the message look in need of protection from " do not know "to" invisible. " As digital technology and network development, its value will be displayed have become more prominent. Real-time collection, transmission and playback of voice, with good quality voice communication,

6、without the original voice of blind extraction, etc., to build an experimental platform for voice information hiding.The system uses a minimum core board STM32 MCU as the master controller, the first output from the PC music, that comes with using the STM32 microcontroller ADC AD conversion of the m

7、usic signal is sampled in the microcontroller, the hidden information embedded in the audio signal . Data after the change, the issue nRF24L01 wireless module. After receiving the end of the embedded information extraction, two routes output, one carried out through the DA converter and a digital am

8、plifier and filter circuit output; the other way proposed to embed data output to the PC via the serial port. Under conditions to ensure the voice quality to achieve real-time voice communications confidential information hidden features.The article outlines the STM32 microprocessor-based design pri

9、nciples combined nRF24L01 related wireless communication module hidden voice transmission systems, hardware design, software development, hardware and software flow chart and debugging and error analysis. It also explains the entire wireless data transmission system design and concise communication

10、protocols.Keywords: information hiding; STM32 microcontroller; nRF24L01 wireless module; embedding and extracting information hidden第 4 頁 共 4 頁桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 目 錄引言11 系統(tǒng)設(shè)計要求21.1 系統(tǒng)功能21.2  總體方案22 設(shè)計論證32.1 音樂信號模數(shù)間轉(zhuǎn)換論證32.2 微處理器（MCU）選擇論證32.3 語音中信息隱藏的方法43 系統(tǒng)硬件設(shè)計43.1 微處理器（MCU）模塊43.1.1 STM32F103x

11、x簡介43.1.2 模數(shù)間轉(zhuǎn)換53.2 采樣量化的基本原理63.3 nRF24L01無線傳輸模塊介紹73.3.1 nRF24L01無線傳輸模塊引腳圖73.3.2 nRF24L01無線傳輸模塊及其用法73.3.3 nRF24L01無線通信協(xié)議83.4 串口模塊設(shè)計93.5 PAM8403數(shù)字功放板及濾波電路94 系統(tǒng)軟件設(shè)計104.1 系統(tǒng)軟件主流程114.2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)124.2.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換124.2.2 單片機內(nèi)嵌入隱秘信息124.2.3 無線發(fā)射數(shù)據(jù)124.2.4 無線接收數(shù)據(jù)134.2.5 提取嵌入的隱秘信息144.2.6 數(shù)模轉(zhuǎn)換144.3 數(shù)據(jù)隱藏及變化過程分析145 系統(tǒng)調(diào)試和

12、參數(shù)測試155.1 調(diào)試使用儀器155.2 調(diào)試過程和誤差分析155.2.1 硬件調(diào)試155.2.2 AD和DA調(diào)試155.2.3 系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試155.2.4 語音隱藏系統(tǒng)的有效性和安全性分析165.3 參數(shù)測試175.3.1 測試指標和方法185.3.2 測試注意事項236 結(jié)論236.1 系統(tǒng)完成情況236.2 系統(tǒng)的特色236.3 設(shè)計過程中遇到的問題和解決方法236.3.1 方案問題236.3.2 硬件問題246.3.3 軟件問題246.4 感悟25謝 辭26參考文獻27附 錄28第 29 頁 共 28 頁桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 引言 信息隱藏技術(shù)是利用多媒體信息中存

13、在的冗余及人類感知系統(tǒng)的特性，在不影響原始多媒體的感知質(zhì)量的前提下，把額外的信息隱藏到原始載體中的一種技術(shù)。信息隱藏技術(shù)按載體信息的類型分為語音和音頻信息隱藏、圖像和音頻信息隱藏等。利用實時語音傳遞隱秘信息，將隱秘信息嵌入到語音幀中，在隱蔽通信中受到越來越多的關(guān)注，具有應(yīng)用范圍廣，整體效果良好的特點。現(xiàn)如今，無線通信技術(shù)正處于飛速發(fā)展的過程當中，在許多領(lǐng)域內(nèi)扮演著非常重要的角色。人們希望設(shè)計出來的通信設(shè)備具有體積小、攜帶方便，而且同樣具有強大的功能的特點，比較無線傳輸方式與有線傳輸可以知道，使用無線傳輸有很多優(yōu)點：無需立桿架線，而且覆蓋范圍廣，系統(tǒng)組網(wǎng)靈活并具有彈性，適用于復(fù)雜的場合；語音信號

14、的質(zhì)量很高，傳輸過程中的產(chǎn)生誤碼率很低，而且既安全也有保密性；通信過程中發(fā)生問題時能花費很少時間解決問題，從而恢復(fù)正常運行。在未來，短距離無線傳輸將向著更高傳輸率、精度更高的方向發(fā)展，而且傳輸協(xié)議也會進一步簡單，成本降低，給我們的生活帶來方便。本課題對系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分作出了較為詳細的介紹。首先要弄清楚各個功能模塊的特點和功能，采用模塊化的思想方法使操作不至于太復(fù)雜。最后對系統(tǒng)的硬件和軟件部分進行調(diào)試，在調(diào)試的時候應(yīng)該注意一些容易出錯的地方，程序采用C語言編程并用keil軟件調(diào)試。在本次畢業(yè)設(shè)計中，設(shè)計一個可以嵌入隱藏數(shù)據(jù)，而且可以提取出來的語音隱藏通信系統(tǒng)。系統(tǒng)主要運用STM32作為核

15、心處理芯片，因為處理音頻信號需要高位的微處理器，而且STM32集成的AD和DA很好地完成了音頻信號模數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換，為數(shù)據(jù)的無線傳輸建立基礎(chǔ)。無線傳輸采用一對nRF24L01實現(xiàn)，nRF24L01傳輸距離遠、數(shù)據(jù)量大，是一款性價比很高的無線傳輸芯片。USB/串口轉(zhuǎn)換電路中使用的常見轉(zhuǎn)換芯片是CH340G，實現(xiàn)USB接口對最小核心板的供電和USB信號與串口信號轉(zhuǎn)換。這些器件低成本，性能高，可以達到較高的設(shè)計標準，還很好完成了本科畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)要求。 1 系統(tǒng)設(shè)計要求1.1 系統(tǒng)功能 1、單片機內(nèi)采集音樂信號； 2、對信號進行AD或DA處理，滿足發(fā)送或接收數(shù)據(jù)要求； 3、單片機將數(shù)據(jù)進行處理，將串

16、口接收到的的隱藏數(shù)據(jù)嵌入到音頻信號最低有效位中； 4、完成無線傳輸、提取隱藏數(shù)據(jù)、DA輸出并放大； 5、還原音樂。1.2  總體方案 圖1.1 發(fā)射模塊圖1.2 接收模塊圖1.1和圖1.2是發(fā)送系統(tǒng)和接收系統(tǒng)的總體框圖，由圖可知，本系統(tǒng)硬件部分由兩塊最小核心板、兩個無線通信傳輸模塊、USB/串口轉(zhuǎn)換電路、一個接收系統(tǒng)的數(shù)字功放和濾波電路組成。本設(shè)計主要是運用STM32作為核心處理芯片，因為處理聲音信號需要高位的微處理器，而且STM32集成的AD和DA很好的完成了聲音信號模數(shù)間轉(zhuǎn)換，為數(shù)據(jù)的無線傳輸建立基礎(chǔ)。USB/串口模塊電路可以完成接收PC端從串口調(diào)試助手傳輸過來的隱藏信

17、息，和對單片機的供電。無線傳輸部分使用一對nRF24L01通信模塊來實現(xiàn)，傳輸數(shù)據(jù)量大而且價格不高，既簡單又實用。濾波電路作用是盡可能減小高頻信號的影響。這些器件成本低、性能高，可以達到較高的設(shè)計標準。 2 設(shè)計論證2.1 音樂信號模數(shù)間轉(zhuǎn)換論證聲音信號無線傳輸之前需要把模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，即AD，然后才能以數(shù)據(jù)包形式發(fā)送出去；當收到信號后，只有高低電平，因此需要把數(shù)字信號轉(zhuǎn)為模擬信號，即DA，把數(shù)據(jù)還原成模擬信號，因此數(shù)模轉(zhuǎn)換的準確度是聲音信號模數(shù)轉(zhuǎn)換處理芯片的選擇標準。下面進行幾個模數(shù)間轉(zhuǎn)換可選方案的分析： 可選方案一：使用芯片ADC0809方案；可選方案二：使用MAX187+TLV56

18、16芯片組成AD和DA方案；可選方案三：采用單片機STM32集成AD和DA模塊。比較三個方案，方案一采用8位的ADC00809，雖然成本低，但只是8位精度，對于音樂信號處理誤差太大，會使音樂信號嚴重失真，因此也不符合。方案二是采用12位的AD芯片MAX187和12位的DA芯片TLV5616組成模數(shù)，這些芯片轉(zhuǎn)換速率適中，外圍電路簡單，同MCU連接引腳少，而且成本也不高，適合本課題。方案三是采用單片機STM32集成的ADC和DAC是12位轉(zhuǎn)換精度，由于轉(zhuǎn)換模塊集成在芯片中，電路簡單，而且能節(jié)約成本，所以此方案最適合。本課題將采用STM32集成的功能實現(xiàn)音樂信號的模數(shù)間轉(zhuǎn)換。2.2 微處理器（MC

19、U）選擇論證本設(shè)計中使用的MCU系統(tǒng)作為控制的基本要求為：1、帶有硬件并行時序以滿足STM32單片機對nRF24L01模塊作為無線發(fā)送接收對完成兩芯片之間數(shù)據(jù)的高速且大量的發(fā)送和接收，STM32滿足這個條件；2、帶有硬件串行口，如I2C、SPI等，用以控制其它器件，完成各個功能；3、有很高的指令執(zhí)行速度和運算能力，保證能對聲音信號進行快速處理，達到聲音信號模數(shù)間轉(zhuǎn)換對頻率的要求；4、可以方便進行在線調(diào)試，方便程序下載到硬件后綜合調(diào)試。微處理器（MCU）設(shè)計可選方案有：方案一：使用AT89C52單片機，AT89C52單片機是8位單片機；方案二：使用STM32系列單片機，STM32單片機是32位單

20、片機。比較這兩方案，51系列單片機作為經(jīng)典的單片機系統(tǒng)處理器，具有8位微處理器51系列單片機作為低成本以及大家比較熟悉單片機系統(tǒng)，AT89C52的40個引腳是有三個P口的，每個P口有8管腳，其它作為功能引腳。它不僅編程簡單而且成本也低，應(yīng)當是課題的首選，但是8位低位處理器芯片，對聲音信號AD采集和DA轉(zhuǎn)換速率達不到要求，因此不能采用。STM32是一個通用微控制器產(chǎn)品系列，內(nèi)核是使用ARM 32位的CM3微處理器。STM32系列單片機有多款系列產(chǎn)品，設(shè)計靈活多樣而且配置豐富，滿足不同用戶的的不同要求，能給用戶提供經(jīng)濟又實用的選擇。STM32按處理性能不同通常可分成幾個不同的系列： STM32F1

21、01“基本型”， STM32F103“增強型”和另外“超值型”等。打個比方，基本型STM32單片機的時鐘頻率為36MHz，用相同的價格情況下能購買到性價比更高的同類型產(chǎn)品，因此深受購買者的喜愛和選擇；增強型系列是同類微控制中性能最高的，當其時鐘頻率72MHz時，從閃存運行代碼，STM32功耗只有36mA，是32位市場上功耗最低的產(chǎn)品1。而且它還集成了12位的AD和DA轉(zhuǎn)換模塊，不需要獨立設(shè)計數(shù)模間轉(zhuǎn)換電路，因此十分符合本課題低成本，高性能設(shè)計要求。所以MCU模塊采用STM32芯片實現(xiàn)。2.3 語音中信息隱藏的方法 由于人類聽覺系統(tǒng)（HAS）較為靈敏，對隨機噪聲敏感，也會對信號同步的要求更高。因

22、此，設(shè)計和實現(xiàn)基于語音的信息隱藏系統(tǒng)與其他載體相比而言遇到不小的挑戰(zhàn)性。本次設(shè)計采用最不重要位法（LSB），即將信息隱藏在音頻信號最低位而且不易引起他人注意，以此達到傳送隱秘信息的目的。LSB法信息嵌入和提取的速度快、容易實現(xiàn)且隱藏容量大，但其穩(wěn)健性較差，濾波、噪聲干擾等都會出現(xiàn)破壞秘密信息。本文介紹采用的隱秘方法隱秘性比較高，嵌入和提取速度快，誤碼率也比較低。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 微處理器（MCU）模塊本設(shè)計采用STM32單片機，STM32是一款低性能高成本的處理器，芯片集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換功能完全適合對聲音信號的ADC和DAC處理，具有眾多接口與其它芯片相連，完成系統(tǒng)所需功能。3.1.1 ST

23、M32F103xx簡介 微處理器芯片是整個無線傳輸系統(tǒng)的核心，無論是在數(shù)據(jù)處理方面還是在對外接模塊的控制方面，處理器的工作性能良好與否直接決定著整個系統(tǒng)的性能。STM32F103xx增強型系列使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC內(nèi)核，工作頻率是72MHz，內(nèi)置高速存儲器，具有豐富的增強型I/O端口和兩條外設(shè)總線APB1和APB2上可以接許多種外設(shè)。STM32F103xx系列集成了多種功能，都有12位的ADC、3個通用16位定時器和一個高級定時器，還含有足夠的通信接口，通信接口有以下所列：多達2個I2C、2個SPI同步串行接口（18兆位/秒）、3個USART異步串行接口、1個

24、USB全速接口和1個CAN（2.0B）接口。STM32F103xx是STM32增強型系列。該系列工作溫度范圍：-40°105°。供電電壓可以低至2.0V，供電范圍是2.0V-3.6V。當單片機工作在省電模式和睡眠模式下，消耗的功率很低，再從經(jīng)濟成本上考慮，用戶需要這樣的低耗能單片機。 STM32F103xx增強型微處理器具有配置豐富且種類多的外設(shè)，能夠在多個領(lǐng)域中運用：（1） 醫(yī)療和手持設(shè)備；（2） 電腦外圍設(shè)備和GPS監(jiān)控平臺；（3） 工業(yè)中應(yīng)用：電力控制設(shè)備中的變頻器（VFD）、新型工業(yè)控制裝置的可編程控制器、掃描儀和打印機；（4） 警告系統(tǒng)和具有采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)功

25、能的空調(diào)系統(tǒng)等。本次設(shè)計所采用主控微控制器是意法半導(dǎo)體公司（ST）推出的STM32F103增強型系列的兩塊最小核心板。3.1.2 模數(shù)間轉(zhuǎn)換本課題模數(shù)間轉(zhuǎn)換采用了STM32F103xx增強型產(chǎn)品集成AD和DA功能，STM32擁有2個ADC，轉(zhuǎn)換原理是是12位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換屬于直接式的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換精度高，轉(zhuǎn)換速度快，總之，精度高和低功耗是設(shè)計的主要思路。這種模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器有18個通道，各個通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換的執(zhí)行模式可以單次、連續(xù)、掃描或間斷，模擬看門狗用于監(jiān)控高低電壓閥值，用于檢查電壓是否越界。ADC的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)會存儲在16位數(shù)據(jù)寄存器ADC_DR中。ADC轉(zhuǎn)換速率可達1MHz，最快1us的轉(zhuǎn)換

26、速度（在ADCCLK=14MHz，采樣周期為1.5個ADC時鐘下得到），ADC的輸入時鐘應(yīng)當不能超過14MHz，如果超過會導(dǎo)致ADC精度降低。ADC設(shè)置步驟如下：1、使能ADC的時鐘，STM32F103C8T6的ADC通道0在PA0上，所以，我們先使能PORTA的時鐘，然后設(shè)置PA0為模擬輸入。通道0對應(yīng)PA0。2、復(fù)位ADC1時鐘，同時設(shè)置分頻因子。開啟ADC1時鐘后，要進行ADC1的復(fù)位。就可以通過RCC_CFGR設(shè)置ADC1的分頻因子。3、設(shè)置ADC1的獨立工作模式和ADC1規(guī)則序列的相關(guān)信息。完成上一個步驟之后，就可以進行ADC1的模式配置了，我們這里只有一個通道，開啟單次轉(zhuǎn)換模式，選

27、擇不開啟值DISABLE即可、轉(zhuǎn)換由軟件而不是外部觸發(fā)啟動、ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)是右對齊；然后進行規(guī)則序列的相關(guān)信息的配置，順序進行對應(yīng)轉(zhuǎn)換的ADC通道數(shù)目確定為1。4、使能ADC并校準。使能指定的ADC1之后進行復(fù)位校準，進行AD校準，需要特別留意這兩個步驟，因為是必須的。而且要記住每次校準之后要等待校準結(jié)束。5、讀取ADC值。等待校準的完成，此時ADC已經(jīng)準備完畢，然后設(shè)置規(guī)則序列1里面的通道，采樣順序，以及通道的采樣周期，接著啟動ADC轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換結(jié)束后，微處理器就可以獲取轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。而STM32的DAC轉(zhuǎn)換模塊屬于12位數(shù)字輸入，DAC工作在12位模式時，數(shù)據(jù)對齊方式有兩種：左或右對齊。D

28、AC模塊有2個輸出通道，轉(zhuǎn)換器在兩個輸出通道中是獨立的，這兩個通道用于轉(zhuǎn)換2路數(shù)字信號成為2路模擬電壓信號并輸出。本課題采用STM32單片機里集成的DA模塊對無線模塊就收到的音樂數(shù)字信號進行還原，向數(shù)字功放模塊輸入。3.2 采樣量化的基本原理從電腦音頻接口中輸出的信號是個連續(xù)量，組成部分是大量不同幅度，頻率的正弦波，因此屬于模擬信號。首先對PC端輸入單片機音頻接口后的音樂信號進行采樣，用數(shù)字方式記錄聲音，從下面圖中知道橫坐標用來表示時間，縱坐標表示振幅，按照等時間間隔來抽樣，如圖3.1所示。此時得到的信號是離散的模擬信號，模擬信號被采樣后，對于時間上是離散，不過幅度仍然連續(xù)。信號會經(jīng)過采樣、保

29、持、量化和編碼，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)采樣和量化，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器以每隔一小段時間去采樣，那么每個一小段時間都會相應(yīng)地對信號測量和量化。圖3.1 模擬信號的數(shù)字化采樣就是對模擬信號進行測量，采集樣本，采樣的過程是每隔相同時間間隔在波形上面取對應(yīng)的振幅，完成波形的離散化，選取的時間間隔稱為采樣周期，采樣周期的倒數(shù)就是通常說的采樣頻率，采樣頻率越高，分辨率越高。采樣頻率與音樂頻率之間有一定的關(guān)系，AD的采樣頻率要大于2倍的音樂最高頻率，ADC采樣率越高，轉(zhuǎn)換位數(shù)越高，音質(zhì)越高。量化的過程是先將采樣得到的瞬時值將其幅度離散，用一組規(guī)定電平將瞬時抽樣值用最接近的電平值表示。 采樣過程中出現(xiàn)失真是必然會出現(xiàn)的，但

30、是可以采取措施盡可能減小失真程度。我們可以將劃分的時間間隔減小，也就是提高采樣頻率，如果能增加量化的精度，量化等級也會隨之越高，失真的程度就可以相應(yīng)減小。3.3 nRF24L01無線傳輸模塊介紹3.3.1 nRF24L01無線傳輸模塊引腳圖圖3.2 nRF24L01引腳圖圖3.3 nRF24L01與單片機接口連接3.3.2 nRF24L01無線傳輸模塊及其用法系統(tǒng)選擇nRF24L01無線傳輸模塊，我們使用的這款nRF24L01芯片是由Nordic公司開發(fā)生產(chǎn)，工作在2.42.5GHz ISM 頻段,nRF24L01是單片無線收發(fā)器芯片，集無線收發(fā)一體且使用方便因此可以在短距離無線數(shù)據(jù)傳輸中得到

31、廣泛應(yīng)用。nRF24L01調(diào)制方式是GFSK調(diào)制，內(nèi)置數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸率為1或2Mbps，通過SPI接口配置nRF24L01的配置寄存器，具有125個可選的工作通道，工作電壓是1.93.6V，無線收發(fā)器包括: 頻率發(fā)生器、增強型SchockBurstTM模式控制、調(diào)制解調(diào)器、功率放大器等功能模塊2。通過SPI 接口，我們可以自由有針對性地對輸出功率，頻道和通信協(xié)議進行設(shè)置，nRF24L01的功耗是相當?shù)偷?，當工作于其他模式如掉電模式和待機模式的時候電流消耗更低。nRF24L01芯片可廣泛應(yīng)用于無線鼠標、鍵盤、遙控裝置以及安防系統(tǒng)、出入口門禁安全管理系統(tǒng)、工業(yè)傳感器等多種領(lǐng)域，由于相關(guān)技

32、術(shù)已經(jīng)很成熟了，所以在市場的競爭中這些產(chǎn)品具有很大的優(yōu)勢。無線網(wǎng)絡(luò)耗費的成本越低越好，目前許多國內(nèi)外研究機構(gòu)在nRF24L01的組網(wǎng)技術(shù)上有比較多的研究成果，且形成了一定潮流。設(shè)計中希望確保本次設(shè)計的語音隱藏通信系統(tǒng)在短距離內(nèi)具有可靠性和有效性，使用一對nRF24L01模塊。 nRF24L01主要模式包括了接收模式、發(fā)送模式、待機模式和掉電模式，其中nRF24L01模塊中CE、CSN、SLK、MOSI、MISO、IRQ共六個接口和MCU連接，各引腳功能如下：1、CE 數(shù)字輸入 RX 或TX 模式選擇；2、CSN 數(shù)字輸入 片選端；3、SCK 數(shù)字輸入 SPI 時鐘；4、MOSI 數(shù)字輸入從SP

33、I 數(shù)據(jù)輸入端；5、MISO 數(shù)字輸出從SPI 數(shù)據(jù)輸出端；6、IRQ 數(shù)字輸出可屏蔽中斷腳。3.3.3 nRF24L01無線通信協(xié)議nRF24L01的協(xié)議特點是鏈路層完全集成在芯片上，通信協(xié)議可以分為2層即物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。物理層包括GFSK調(diào)制和解調(diào)器，發(fā)送和接收濾波器等，主要完成數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)、編碼解碼、和SPI通信。nRF24L01有以下兩種數(shù)據(jù)包收發(fā)處理方式：ShockBurstTM模式和增強ShockBurstTM模式。ShockBurstTM模式下nRF24L01可以與成本較低的低速MCU相連。高速信號處理是由芯片內(nèi)部的射頻協(xié)議處理的，nRF24L01提供SPI接口，數(shù)據(jù)率取決

34、于單片機本身接口速度。ShockBurst 模式通過允許與單片機低速通信而無線部分高速通信，減小了通信的平均消耗電流，ShockBurstTM發(fā)送模式下，可以自動將數(shù)據(jù)打包，生成幀頭和CRC校驗碼，在ShockBurstTM接收模式下當接收到有效的地址和數(shù)據(jù)時IRQ通知MCU，隨后MCU可將接收到的數(shù)據(jù)從RX FIFO寄存器中讀出，減少了MCU的工作量時還減少了軟件的開發(fā)時間2。另外，增強型的ShockBurstTM模式具有ShockBurstTM模式以上的功能，與以上段落介紹的ShockBurstTM模式的功能相比，增加了自動應(yīng)答功能與自動重發(fā)的功能，如果在接收端接收到來自發(fā)送端的數(shù)據(jù)之后，

35、發(fā)生自動反饋應(yīng)答告知發(fā)送方，如果發(fā)送端沒有接收到反饋則重新發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣就為設(shè)計雙向鏈接的協(xié)議提供了更加便利的方法。本次設(shè)計中通信協(xié)議采取的數(shù)據(jù)包處理方式：ShockBurstTM模式。表3-1 數(shù)據(jù)幀格式幀頭地址（3-5字節(jié)）數(shù)據(jù)（1-32字節(jié)）CRC校驗（0/1/2字節(jié)）無線傳輸中選用的是ShockBurstTM模式，數(shù)據(jù)幀格式如表3-1 所示。數(shù)據(jù)幀包括以下四個部分：1、幀頭：1個字節(jié)。取值是01010101或10101010，若地址首位為“1”時，那么幀頭自動設(shè)置為10101010；相反，若地址的首位是“0”的話，幀頭自動設(shè)置為01010101。 2、地址長度為3到5個字節(jié)。指的是接收

36、器的地址，用來確保接收機能檢查到數(shù)據(jù)包，并且被正確的接收機所接收。3、數(shù)據(jù)位最多占32個字節(jié)，如果所傳輸數(shù)據(jù)超過32個字節(jié)，應(yīng)該分多次發(fā)送。4、CRC校驗可以選擇1或2個字節(jié)。發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)流程： nRF24L01能將來自單片機的數(shù)據(jù)在發(fā)送出去之前，按照規(guī)定的幀格式打包，即自動生成幀頭和CRC校驗碼，他們連同地址和負載數(shù)據(jù)組裝為完整的發(fā)送數(shù)據(jù)幀，最后無線發(fā)送出去。 本次設(shè)計中，數(shù)據(jù)幀頭：01010101。數(shù)據(jù)包中的地址內(nèi)容就是接收機地址，接收通道和發(fā)送通道都要配置相同的地址，否則不能通信。封包采用2個字節(jié)的CRC校驗，發(fā)送端會在發(fā)送數(shù)據(jù)之前計算出CRC校驗碼，將校驗碼放在所發(fā)送數(shù)據(jù)的最后部分。

37、接收方在收到了帶校驗和的幀之后會重新計算接收到信息的CRC校驗碼，如果校驗和計算不正確的話，那就說明有傳輸錯誤。本次設(shè)計中地址為5個字節(jié)，數(shù)據(jù)則為20個字節(jié)。 3.4 串口模塊設(shè)計串口模塊主要功能是USB接口供電和串口通信。CH340G是USB轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)接芯片。CH340G芯片內(nèi)部已經(jīng)是有USB上拉電阻的，其中要清楚的是UD+和UD-與USB總線直接相連。外部電路中要向XI端輸入12MHz的時鐘，以使芯片能夠正常工作，對于芯片的外部電路，XI端和XO端之間連接一個12MHz晶振， XI端和XO端都要對地連接振蕩電容。 本次設(shè)計中在發(fā)送模塊進行了串口模塊電路的設(shè)計，接收模塊中使用的是PL2303

38、USB轉(zhuǎn)串口模塊。串口芯片現(xiàn)在技術(shù)已經(jīng)很成熟了，而且便宜，因此自己設(shè)計的串口模塊也比較穩(wěn)定。圖3.4 發(fā)送端的串口模塊電路3.5 PAM8403數(shù)字功放板及濾波電路 PAM8403立體聲D類音頻功率放大器能夠以D類放大器的效率提供AB類功率放大器的性能，D類功放指的是D類音頻功率放大器，也稱數(shù)字功放。PAM8403采用D類結(jié)構(gòu)，能夠以高于85%的效率提供3W功率，低EMI調(diào)制方式可以省去傳統(tǒng)的D類放大器輸出低通濾波器，因此減小了電路的空間和節(jié)約成本，在小型便攜式音響設(shè)備中得到較佳應(yīng)用。其特點如下：（1）無濾波，低靜態(tài)電流；（2）如果電源是5伏，負載是4歐姆，那么可以提供的輸出功率就達到3W；（

39、3）90%的效率；（4）低THD，低噪聲；（5）短路電流保護；（6）熱保護；（7）極少外部元件；（8）無鉛封裝。當PAM8403工作在無濾波時，必須先接通揚聲器再接通電源，否則容易對芯片造成損壞。由于芯片中的數(shù)字音量控制具有很大的增益，所以在增大其音量時要注意不要讓輸入信號過大而使信號產(chǎn)生切割限幅，甚至還可能使芯片損壞。PAM8403內(nèi)部有兩級放大器，查閱其中文規(guī)格書可以知道，最大閉環(huán)增益是24dB。數(shù)字功放的工作方式與傳統(tǒng)模擬功放完全不同，因此克服了模擬功放固有的一些缺點，并且具有了一些獨有的特點。數(shù)字功放的過載能力遠遠高于模擬功放。模擬功放電路分為A類、B類或AB類功率放大電路，正常工作的

40、時候工作在線性區(qū)域；但是當過載后，出現(xiàn)諧波失真，而且失真程度隨指數(shù)級增長，音質(zhì)會大大變壞。而數(shù)字功放在功率放大的時候一直處于飽和區(qū)和截止區(qū)，不會導(dǎo)致音質(zhì)的失真程度迅速增加。A類功放低效率和高損耗是其先天缺陷，B類功放雖然效率提高很多，但實際效率僅有50%左右。D類數(shù)字功放的效率高，體積小，符合綠色革命潮流正受著各方面的重視。 濾波電路是由兩個RC低通濾波器串聯(lián)組成，是二階低通無源濾波器，對于高頻信號的響應(yīng)截止比一階無源低通濾波器快得多，因此比一階低通無源濾波電路的濾波效果更好。電路中電容越大，濾的波截止頻率越小，實現(xiàn)允許低頻信號通過，而將高頻信號衰減過濾的電路，二階RC低通無源濾波器組成如圖3

41、.8所示。圖3.5低通濾波器電路 截止角頻率rad/s，截止頻率4 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件包括主控制部分和功能實現(xiàn)部分，其中主控制部分有發(fā)送和接收兩模塊單片機最小核心板；而功能部分又包括了模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換，nRF24L01的收發(fā)以及隱藏信息嵌入并提取的程序。4.1 系統(tǒng)軟件主流程 發(fā)送系統(tǒng)和接收系統(tǒng)的軟件主流程都包含了對系統(tǒng)初始化，并完成各個功能部分的設(shè)置，在此之中發(fā)送系統(tǒng)還進行了隱藏信息嵌入到要傳輸?shù)慕?jīng)過采樣的音頻信號數(shù)據(jù)后面，完成在接收端進行隱藏信息提取，并還原音樂信號的功能。當音樂不播放時，發(fā)送數(shù)組b，那么就完成了不發(fā)送隱藏數(shù)據(jù)。軟件主要流程包含以下工作：（1） 系統(tǒng)初始化：對單片機系統(tǒng)進行

42、配置、設(shè)置定時器等內(nèi)部資源、初始化變量和全局參數(shù)、對單片機系統(tǒng)外圍模塊進行初始化等；（2） 功能模塊初始化：主要有對串口初始化，對STM32單片機集成的AD以及無線發(fā)送nRF24L01芯片初始化，還包括了nRF24L01無線接收初始化，設(shè)置無線通信通道，以及通信的頻率和接收系統(tǒng)的單片機集成的DA。還一點重要的就是將串口接收到的數(shù)據(jù)信息嵌入到音頻信號當中傳輸，在接收端進行提取出來。 其中從PC機輸入音樂的發(fā)送模塊包括串口模塊，STM32單片機和無線發(fā)送模塊，軟件流程圖如圖4.1所示：圖4.1 發(fā)送系統(tǒng)流程圖 接收系統(tǒng)主要由DA、無線通信模塊以及串口模塊組成，其流程圖如圖4.2所示。圖4.2 接收

43、提取系統(tǒng)流程圖4.2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)本次設(shè)計的語音隱藏通信系統(tǒng)有軟件和硬件兩部分，在前一章中已經(jīng)對硬件部分進行了介紹。軟件部分所具有的功能有對采集音頻信號進行AD處理，無線發(fā)送與接收，DA對接收到的信號進行還原，以及可以在單片機內(nèi)嵌入隱藏信息到AD數(shù)據(jù)最低位的功能。4.2.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換 因為STM32集成了數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，直接向?qū)?yīng)的特定P口輸入模擬電壓，然后運行AD驅(qū)動，就可以現(xiàn)實對已經(jīng)采集的音頻信號進行AD處理，并把轉(zhuǎn)換結(jié)果保存到特定的寄存器中。模/數(shù)轉(zhuǎn)換的步驟為：1、開啟PA口時鐘，設(shè)置PA0為模擬輸入引腳；2、使能ADC1時鐘，配置分頻因子；3、設(shè)置ADC1的工作模式；4、設(shè)定ADC1規(guī)則

44、序列的相關(guān)信息；5、開啟AD轉(zhuǎn)換器，并校準；6、讀取ADC值，即可以完成了對信號的AD處理。4.2.2 單片機內(nèi)嵌入隱秘信息 首先進行串口初始化，完成串口的基本配置，打開串口，串口可以完成數(shù)據(jù)的讀取。串口配置的一般步驟能夠總結(jié)如下：1、串口時鐘使能，GPIO時鐘使能；2、串口復(fù)位；3、 GPIO端口模式設(shè)置；4、初始化串口參數(shù)；6、使能串口。在定時器TIM2中的中斷函數(shù)完成串口讀取數(shù)據(jù)嵌入到音頻信號當中。4.2.3 無線發(fā)射數(shù)據(jù)完成對nRF24L01無線通信模塊完成初始化操作，包括設(shè)置單片機I/O端口和SPI接口的對應(yīng)寄存器，兩者能與nRF24L01通信。通過SPI接口配置使其進入正確的工作模

45、式。先將發(fā)射系統(tǒng)的nRF24L01配置于發(fā)射模式，接著把發(fā)送端待發(fā)射的嵌入了隱藏信息在AD采樣信號后面的數(shù)據(jù)的目標地址和數(shù)據(jù)寫入nRF24L01緩沖區(qū)，經(jīng)過短延時后發(fā)射數(shù)據(jù)，發(fā)送端流程圖如圖4.3所示。圖4.3 nRF24L01發(fā)送軟件流程圖4.2.4 無線接收數(shù)據(jù)在接收端將nRF24L01的工作模式配置為接收模式，然后經(jīng)過130us短延時并此時變?yōu)榻邮諣顟B(tài)靜候發(fā)送數(shù)據(jù)的到達。當無線模塊的接收端檢測接收到有效的地址和CRC校驗碼的時候，接下來就將數(shù)據(jù)包會存儲在接收指定的堆棧中，同時狀態(tài)寄存器中的中斷標志位RX-DR（接收數(shù)據(jù)準備已經(jīng)就緒，當收到有效數(shù)據(jù)后置一）置高，產(chǎn)生中斷置IRQ引腳變?yōu)榈碗?/p>

46、平，隨后單片機可將接收到的數(shù)據(jù)從RX FIFO寄存器中讀出來。無線接收端主要程序流程圖如圖4.4所示。圖4.4 無線接收端軟件流程圖4.2.5 提取嵌入的隱秘信息 無線接收到的數(shù)據(jù)存放于定義好的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，提取出隱藏數(shù)據(jù)，并輸出到PC端。串口初始化步驟與4.2.2節(jié)所描述相同。4.2.6 數(shù)模轉(zhuǎn)換本課題中數(shù)模轉(zhuǎn)換的主要功能是將無線接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號，還原出無線傳輸之前的信號，STM32也集成了DA轉(zhuǎn)換功能，因此可以直接調(diào)用其驅(qū)動，在對隱藏信息位完成了提取之后，再進行DA轉(zhuǎn)換。DAC設(shè)置步驟如下：1、 開啟PA端口時鐘，設(shè)定PA4引腳為模擬輸入；2、 設(shè)定使能DAC1時鐘；3、 初始化

47、DAC，設(shè)定DAC的工作模式；4、 使能DAC轉(zhuǎn)換通道；5、 設(shè)置DAC的輸出值。通過以上五個步驟就完成對接收到的數(shù)據(jù)進行DA轉(zhuǎn)換，向數(shù)字功放輸出模擬信號。4.3 數(shù)據(jù)隱藏方式及變化過程分析 本次設(shè)計的重點便是語音中隱藏信息的方式，下面對嵌入和提取過程，進行詳細分析，步驟如下：（1）音樂信號經(jīng)過STM32單片機AD處理，AD采樣頻率為10KHz，一個AD數(shù)據(jù)為12位，單片機將10個AD數(shù)據(jù)放入數(shù)組當中。數(shù)組中有20個元素，兩個元素為一組，并攜帶一個AD采樣數(shù)據(jù)，16位的數(shù)據(jù)中最高四位為幀頭，最低12位是音頻信號。（2）幀頭分為三種：第一次嵌入隱藏數(shù)據(jù)時，幀頭是1001，從第二個幀開始隱藏信息，

48、隱藏信息嵌入到音頻信號的最低位。第二次隱藏數(shù)據(jù)時，幀頭是1010，從第四個幀開始隱藏。以上兩種隱藏交叉進行，大大提高了隱藏信息的隱秘性，不易被發(fā)現(xiàn)。除此之外無隱藏數(shù)據(jù)時，幀頭為1100。（3）單片機將數(shù)據(jù)串寫入nRF24L01，注意2個數(shù)組元素包含一個AD數(shù)據(jù)；（4）20Byte的數(shù)據(jù)送入發(fā)送端nRF24L01進行打包處理，有效載荷中若含有和幀頭同樣的Bit時是沒關(guān)系的，對此接收端的處理方法是，比如，如果從一個錯誤的幀頭開始接收數(shù)據(jù)，這一組數(shù)校驗就不對，就自動再找下一個幀頭，再校驗。這種情況在絕大多數(shù)情況下比較可靠；（5）發(fā)送端nRF24L01發(fā)送數(shù)據(jù)；（6）在接收模式下，自動除去幀頭和校驗碼

49、。單片機將接收芯片的RX FIFO寄存器中的數(shù)據(jù)讀出，而后數(shù)據(jù)保存至隊列緩沖區(qū)。接收數(shù)據(jù)時自動會對接收的數(shù)據(jù)進行校驗和處理，在數(shù)據(jù)包接收完的同時也完成了校驗；（7）判斷接收到的數(shù)據(jù)幀頭是否為1001或者1010，則證明嵌入了隱藏數(shù)據(jù)，然后對隱藏數(shù)據(jù)進行提取，并打印到串口輸出；若為1100，不作處理。（8）然后進行DA輸出，將無線接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號（DA數(shù)據(jù)仍為16位），再經(jīng)過數(shù)字功放模塊和濾波電路后，向喇叭輸出音樂。5 系統(tǒng)調(diào)試和參數(shù)測試5.1 調(diào)試使用儀器 1、電子計算機 1臺 2、數(shù)字示波器 1臺 3、函數(shù)信號發(fā)生器 1臺 4、數(shù)字萬用表DT9205 1臺5.2 調(diào)試過程和誤差分析

50、系統(tǒng)調(diào)試采用逐個功能添加方法進行調(diào)試，首先進行硬件調(diào)試，保證各個硬件工作良好。隨后進行模數(shù)之間轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的調(diào)試，然后加入無線收發(fā)系統(tǒng)調(diào)試，最后對整個系統(tǒng)軟件進行調(diào)試，重點通過在PC機上的串口調(diào)試軟件調(diào)試在隱藏信息嵌入和提取的正常收發(fā)。5.2.1 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試包括電路板裝配檢查，音頻信號采集模塊信號穩(wěn)定度，AD轉(zhuǎn)換和DA還原的失真情況，無線收發(fā)數(shù)據(jù)的對接，串口輸入、接收數(shù)據(jù)正常，單片機系統(tǒng)工作情況等。 首先是對電路板進行裝配檢查，參照每個模塊電路圖，確認元件裝配正確，沒有虛焊、脫焊，連接也正確和芯片安裝沒有錯誤等；檢查電路板是否存在斷線、錯焊和短路；上電，用萬用表測量各芯片的相關(guān)電源引腳確定

51、使用的芯片在要求的合適電壓下工作。5.2.2 AD和DA調(diào)試AD和DA調(diào)試包括AD對采集的音頻信號處理的正確性和DA對收到數(shù)據(jù)后還原聲音準確度。首先把硬件連接好，向STM32單片機的PA0口輸入模擬電壓作為AD輸入，然后在接收系統(tǒng)上的DA模塊讀取AD轉(zhuǎn)換過程保存在堆棧的數(shù)據(jù)，對信號完成DA還原。其步驟如下：（1） 利用信號源給PA0口固定頻率正弦波，進行采樣測試，通過串口調(diào)試助手查看并比較AD采集結(jié)果。（2） 利用示波器觀察PA4口DA對聲音信號還原后模擬輸出，觀察波形是否為正弦波，讀取頻率和幅值。（3） 利用示波器比較PA0和PA4口波形，觀察兩信號幅值、頻率和波形等是否一致；分別改變信號源

52、電壓頻率和幅度，比較示波器顯示的兩通道波形，觀察DA轉(zhuǎn)換后PA4口的波形是否出現(xiàn)失真情況。5.2.3 系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試，主要是對系統(tǒng)進行軟件編程，包括對完整軟件系統(tǒng)的整合、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、功能實現(xiàn)、系統(tǒng)軟硬件優(yōu)化等，是完整系統(tǒng)調(diào)試的主要步驟。在進行發(fā)射和接收系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試前先將硬件系統(tǒng)進行完整的連接，系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試的內(nèi)容和詳細過程如下：（1） 完成系統(tǒng)軟件的編寫、編譯和下載；（2） 對系統(tǒng)硬件和軟件進行優(yōu)化調(diào)整，使其信息完整美觀；（3） 觀察音樂信號的還原波形，是否達到預(yù)期效果；（4） 打開兩個串口調(diào)試助手，分別對應(yīng)發(fā)送和模塊的串口，并完成對應(yīng)的通信設(shè)置，如串口號，波特率等。在串口調(diào)試助手的

53、發(fā)送區(qū)輸入信息，觀察PC機上串口助手接收區(qū)是否正常接收到正確數(shù)據(jù)；（5） 對軟件系統(tǒng)進行優(yōu)化，去除無用的參數(shù)和調(diào)試信息，增加相應(yīng)的注釋，盡量使用函數(shù)，模塊化系統(tǒng)流程；（6） 測試各項功能是否正常，修改不足，使系統(tǒng)更加完善。5.2.4 語音隱藏系統(tǒng)的有效性和安全性分析語音信息隱藏系統(tǒng)的主要性能指標包括感知透明性、魯棒性和信息容量等。隱藏數(shù)據(jù)嵌入后，接收方能否接收到，接收到的數(shù)據(jù)是否正確，這是秘密信息傳輸中最為關(guān)心的問題。使用串口調(diào)試軟件工具，比如在發(fā)送區(qū)中，隨便輸入一個數(shù)據(jù)串：hello和一個回車符，單擊“發(fā)送”按鈕，查看接收區(qū)的數(shù)據(jù)情況。如圖5.1和圖5.2所示。圖5.1 串口發(fā)送區(qū)圖5.2

54、串口接收區(qū)感知透明性要求隱藏信息不能影響音樂的播放質(zhì)量，音樂信號失真程度不能太高。調(diào)通系統(tǒng)后播放音樂，我們可以聽得出音樂的播放效果不錯。魯棒性用來衡量隱秘方法的安全性，用于判斷在不影響或很少影響語音質(zhì)量的前提下去掉隱藏信息的能力。在實際運用中，常用隱藏信息的誤碼率來衡量隱藏信息的抗攻擊能力。信息容量也常稱為隱藏信息帶寬，指單位長度的語音中可以嵌入的信息量，即每秒語音中可以嵌入多少比特的隱藏信息。系統(tǒng)中每100us的音頻信號中能夠嵌入8比特的隱秘信息。對語音隱藏通信系統(tǒng)的誤碼率進行分析，如表5-1所示。表5-1 統(tǒng)計系統(tǒng)接收隱秘信息隱秘信息錯誤數(shù)量接收數(shù)量正確率ab39096.7%abcd690

55、93.3%abcdefgh199078.9%任何一種信息隱藏技術(shù)都有其優(yōu)點和缺點，本次設(shè)計的語音隱藏通信系統(tǒng)實現(xiàn)了隱藏信息的發(fā)送和接收，而且采用交叉嵌入數(shù)據(jù)的方法提高了系統(tǒng)的安全性，但是在傳輸數(shù)據(jù)比較多的時候誤碼率增加。但是我們可以通過多次發(fā)送，以確定發(fā)送的正確數(shù)據(jù)。5.3 參數(shù)測試 本課題主要是完成在單片機內(nèi)將隱藏信息嵌入到音頻信號后面?zhèn)鬏數(shù)倪^程的研究。因此樣機測試的數(shù)據(jù)和指標就是隱藏信息的正常嵌入和提取，并顯示在PC端，觀察信號的波形、幅值以及失真情況。5.3.1 測試指標和方法由于聲音信號的波形比較復(fù)雜，不容易觀察，但所有的信號可以分解為很多正弦波信號的疊加，因此本次測試采用正弦波信號，

56、代替聲音信號進行測試。測試的方法及步驟如下：1、用信號源向采集模塊輸入正弦波信號，代替聲音信號；2、查看無線接收后，DA轉(zhuǎn)換出來的模擬信號(處理過的聲音信號)。 測試結(jié)果及誤差分析：（1）當輸入信號的頻率不變，為1KHz；改變信號幅度，幅度依次設(shè)置為500mVPP、700mVPP、800mVPP、900mVPP時，觀察DA輸出端的信號。如圖5.3所示，當輸入信號為500mVPP，頻率1KHz時，DA輸出信號Vpp=254mV,f=1.818KHz。圖5.3 DA輸出信號如圖5.4所示，當輸入信號為700mVPP，頻率1KHz時，觀察DA輸出信號Vpp=308mV，f=1.000KHz。圖5.4 DA輸出信號如圖5.