在噪音污染日益严重与蓝牙耳机趋于普遍的今天，在蓝牙耳机中添加主动降噪技术是不可阻挡的趋势。本文以STM32F103单片机为核心，辅以主动降噪技术为其亮点，硬件电路与软件设计将设备完善，装配一款配备主动降噪技术的蓝牙耳机。本设计通过主动降噪的核心算法LMS实现降噪，使用指纹识别技术控制耳机的开关，OLED屏可显示蓝牙连接成功与否。音乐播放和切换可通过蓝牙连接到手机APP端实现其功能，在耳机丢失时，设备装有GPS定位系统，用户也可通过APP端进行寻找。本设计综合运用C语言程序编程、蓝牙技术、LMS算法、GPS定位系统、电子技术基础、Protel基础及应用于集成电路设计基础等等专业知识。本设计操作简单，使用方便，在环境嘈杂的当下是不二之选。
目录
引言 1
一、 系统总体设计方案 3
(一) 主要设计系统功能 3
(二) 主控芯片的选择 4
二、 系统硬件设计 3
(一) STM32F103模块 3
(二) 指纹识别模块 3
(三) ALIENTEK 2.8寸TFT LCD屏 5
(四) 麦克风模块 7
(五) 蓝牙串口通信模块 8
(六) M38蓝牙功放板模块 9
三、 系统软件设计 11
(一) 主动降噪系统 11
(二) Android端APP系统 13
四、 设计制作与调试 17
(一) 检查元器件 17
(二) 组装元器件 17
(三) 调试电路 17
五、 实验结果和分析 18
(一) 预期效果 18
(二) 所遇的问题以及解决方法 18
结论 20
致谢 21
参考文献 22
附录一 总电路图 23
附录二 PCB图 24
附录三 Matlab仿真设计滤波器与调用LMS函数仿真 24
附录四 指纹识别代码 29
引言
根据《2019蓝牙市场最新资讯》，目前市面上在售的耳机中，50%包含蓝牙功能，这预示着消费者对蓝牙耳机的需求在不断的增 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072* 
长。至2023年，蓝牙耳机和耳麦的年出货量将超出7.2亿，成为用户最受欢迎的音频、娱乐设备。
当前，手机、平板和电脑一律都采用的蓝牙，蓝牙已成为个人无线互联的标准化模块。因此开发者们未来一定将蓝牙运用在应用程序与解决方案中。伴随着智能手机不断的升级，蓝牙耳机也会快速的在大众中普及。
蓝牙耳机的发展不断致力于满足用户的各种需求，在传统消费设备市场中已成为不可或缺的新型成员。蓝牙耳机越来越受到广大用户的欢迎，在市场中收获了认可，使其成为新消费设备里亮眼的存在。数据的显示与市场的反馈都预示着蓝牙耳机在未来几年也将受到用户的喜爱。未来的市场，蓝牙模块仍是一个巨大的趋势，而蓝牙耳机的发展也不会停滞不前。
而在市面上现销售的蓝牙耳机中，可降噪耳机则作为蓝牙耳机中一大新型售卖的亮点与技术。
降噪是指通过某种方式达到降低噪音。目前降噪技术有两种分类：主动降噪；被动降噪。
主动降噪：功能是利用降噪系统产生于外界噪音相等的反向声波将噪音中和，从而达到降噪的效果
被动降噪：主要是利用隔音材料阻挡外界的噪声。在耳机上，被动式耳机通过包围耳朵形成的封闭空间或采用硅胶耳塞等隔音材料隔绝外界声音。但被动式耳机对音质会造成一定的破坏。
而在2017年“数字听觉(Mimi Hearing Technologies)”软件的创始人GmbH统计了全球听力指数，分析了其中20万位用户的听力测试，并将测试结果与WHO（世界卫生组织）以及挪威研究机构SINTEF的噪声污染数据相结合，绘制了50个不同城市的噪声污染指数图，如图1所示。
在《2019蓝牙市场最新资讯》中，我们可得知，蓝牙耳机未来市场的强大。结合当代环境噪音对人体的影响。因此，在蓝牙耳机上添加主动降噪技术是不可避免的趋势。
一、系统总体设计方案
主要设计系统功能
本文将借助对主动降噪技术蓝牙耳机的关键技术研究，满足设备具有功耗低、体积小、可稳定工作的条件下，研究并开发出一件可以实现主动降噪功能的耳机，并具备GPS、切换歌曲。本设计主要研究方向如下所示：
参照耳部适宜的佩戴方式，设计出小型噪音采集模块，研究如何简易充电电路，指纹识别技术，使设备电路与穿戴式设备相结合。
根据蓝牙与设备连接的需求，研究蓝牙模块，确保STM32F103模块与手机端和STM32F103模块与M38蓝牙功放板模块可通过蓝牙模块相互连接。
在STM32F103模块上装置的麦克风模块用于作为收集外界信息的重要模块，先通过STM32开发板中的ANC降噪系统再通过喇叭输出声音，起到降低外界噪音的设备。指纹识别模块则需要先往STM32模块拷入指纹识别的代码，再在STM32上进行各引线的正确相连来实现借助指纹识别确定使用者身份的模块。并保证电路的稳定性。
配合蓝牙耳机设备制作一个相应的手机APP端，借助手机与APP端结合执行操作蓝牙设备，进行GPS定位、降噪大小调节、歌曲切换等功能。如图2所示为系统总体框架。
主控芯片的选择
在本次的设计中最终选择STM32单片机作为本设备的主控芯片。STM32有着极高的性能；合理丰富的外部设置；强大的软件支持等等。STM32是ST公司使用ARM公司的cortexM3为核心所生产的4字节系列的单片机。专为高性能、低成本的嵌入式应用设计的内核。
而51单片机是一种单片机基础入门的设备，采用51core内核。51单片机一般不具备编程能力。
STM32所使用的寄存器要比51单片机多，其中的配置也比51单片机复杂，中断逻辑与时钟配置使能控制等许多概念都是51单片机中没有的，STM32中还有许多功能例如：USB、FSMC等。使其功能更加强大。但STM32的开发固件库与开发辅助工具官方都会有资料提供，在STM32遇到BUG调试时，难度也会增大不少。

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