MEMS麦克风阵列应用于笔记本电脑时，通常和摄像头模组摆放在一起，即笔记本电脑显示屏上方中央。这样，当使用者视频聊天时，声源位于麦克风阵列拾音束内可以传送出去，而两旁的噪声位于拾音束外被抑制，实现清晰的语音通信。

2。3 主控芯片选型

本设计的目标是低成本、小型化、通用型的MEMS麦克风阵列处理系统，后续并以该系统为平台，对MEMS麦克风阵列进行深入的研究。因此，在主控芯片的选型上需要从以下几个方面考虑：

1） 芯片性能：根据系统的功能需求，选择最容易实现系统技术指标的型号，而且能达到较高的性价比 。性能指标包括片内硬件资源、运行速度、可靠性、指令系统功能、体积和封装形式等方面。影响性价比的因素除了ARM的价格外还包括硬件和软件设计的容易程度、相应的工作量大小以及开发工具的性价比；

2） 市场货源：期望该系统在调试完成后能投入市场批量生产，因此所选的ARM型号供应必须稳定、充足；

3） 成本：要在满足功能需求的前提下，尽量降低成本；论文网

4） 研制周期：鉴于毕业设计任务重，时间紧迫，为了能迅速着手进行系统的设计，可以考虑选择能够成熟运用的ARM型号；

STM32F103系列是基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器，由意法半导体（ST）公司出品，具有低功耗、低成本、高性能的优势，提供了如下设计：

1） 复用I/O口重映射功能。 由于有些复用功能可以重映射，大大降低PCB布线的难度；

2） 全部I/O口都可以作为中断输入。给原理图设计和PCB设计都带来了极大的便利；

3） STM32F103VET6支持SWD（Serial Wire Debug，线调试）接口；

4） 支持串口下载程序。不需要JLINK、ULINK等专用下载器， 极大的降低了开发成本。

本设计选用STM32F103VET6，最高的工作频率为72MHz，内置SRAM容量为64K字节，Flash存储器容量为512K字节。集成8个定时器、2个I2C接口、5个USART接口、3个SPI接口，可用GPIO口达80个。采用FSMC (Flexible Static Memory Controller，可变静态存储控制器)，在外部存储器扩展方面具有独特的优势，可根据系统的应用需要，方便地进行不同类型大容量静态存储器的扩展。

2。4 总体设计

MEMS麦克风阵列处理系统的硬件平台，包括MEMS麦克风阵列模块、信号调理电路模块、A/D转换模块、主控电路模块、存储电路模块、通信接口电路模块和电源模块。系统原理框图如下图所示。

图 2。1  MEMS麦克风阵列处理系统原理框图 

为了达到通用性目标，MEMS麦克风阵列模块与后续电路分开，即MEMS麦克风阵列模块与信号采集处理模块分别制作成PCB板，两块PCB板通过接插件相连，同时在信号采集处理板上预留出4通道3线制麦克风的接口；

MEMS麦克风阵列：选用型号为MA-BFA423 MEMS麦克风；

主控芯片：型号为STM32F103VET6，封装为LQFP-100；

信号调理电路模块：主要目的是滤波和信号放大。由电容滤波器和运算放大器OPA4171实现；

A/D转换模块则由CODEC芯片PCM3168A实现。CODEC既集成了A/D模块，又集成了D/A模块，MEMS麦克风阵列采集的信号经过滤波和放大后作为A/D模块的输入信号，输出信号则接入ARM处理器。D/A转换的功能暂时没有需求，但我们仍引出D/A模块的输出信号接口，以便于后期的调试。同时为了保护CODEC芯片，将模拟信号接入前，再接入TVS二极管保护芯片，能够有效地将两极间的电压箝位于预定值，保护电子线路中的精密元器件。

存储电路模块包括SRAM和eMMC两部分。其中SRAM选用了IS61WV6416BBLL，容量为64K。eMMC存储部分替代了传统设计中常用的NAND Flash芯片。虽然NAND Flash容量大，读写速度快，但坏块是不可避免的问题，坏块的检测增加了编程的难度，如果处理不好，将影响存储的可靠性。eMMC是把NAND Flash 芯片和MMC控制器集成在一个BGA封装的芯片里，采用了MMC标准接口，并提供了Flash管理技术，如错误探测和纠正，Flash平均擦写，坏块管理，掉电保护等。成本低，尺寸小，使用简单，可靠性高，更符合系统的需求。eMMC存储器选用了MTFC2GMDE，容量为2G。值得注意的是eMMC的封装增加了布线和焊接的难度，对PCB板制作精度的要求更高。