近年来,数码钢琴集体课教学模式逐渐成为了钢琴教学的研究热点。这种教学模式对各学校(特别是在欠发达地区)钢琴教学的普及起到了很大的推动作用。数码钢琴教学系统是钢琴集体课的核心技术支撑,因此研究一套低成本,能充分发挥钢琴集体课优势的系统平台具有一定的实用价值。经过分析研究,这套系统的技术难点在于设计一种实时抗噪的音频传输方案。本文以数码钢琴教学系统为研究对象。首先,对系统进行总体方案设计,确定了系统组成,并分别做出简要说明,讨论了音频传输方式的选择,描述了硬件平台的构架,分析了影响系统性能的因素。本文最终采用了一种基于普通交换机、以太网和C5000系列DSP嵌入式系统的数码钢琴集体课组网方案。在硬件设计中,描述了单个节点的硬件模块设计,包括电源模块、DSP及自举加载模块、音频模块及以太网模块。从器件的选择、电路设计两个方面展开分析。在软件设计中,包含各模块的驱动程序设计、DSP自举加载程序设计和以太网通信程序设计。驱动程序实现系统各模块的基本功能,保证系统稳定运行。DSP自举加载程序利用单片机通过HPI口为DSP加载程序,实现DSP的脱机运行。以太网通信程序从系统的以太网协议选择、数据包格式定义、网络传送方式、总体流程、数据流时序控制、缓冲方式及数据断裂的解决来展开讨论。本文充分利用DSP片内DMA通道和中断系统资源,设计DMA通道的数据流时序控制和数据缓冲区,解决了数据抖动和延时。采取MAC地址访问的路由方式以及单播+组播的组合传送方式,实现了音频数据的分组传送并有效提高了带宽利用率,减小由网络数据冲突引入的网络延时。采用了从缓冲区抽取/插入采样点的方法处理时钟不同步引起的数据断裂,消除数据突变引起的噪声。最后,在测试部分利用以太网抓包软件Commview测试了分组后各终端节点的连接关系,经测试,系统能够实现数码钢琴集体课的分组通信功能。再用TDS2014示波器和音频分析软件SpectraLAB测试了系统性能参数,系统总延时测试结果为约为5.7ms,在指标要求范围内；通过随机抓取时域波形,没有出现波形断裂现象；用1000Hz正弦波测试了系统的总谐波失真为0.22%,信噪比为56dB,频率响应为32～18000Hz。表明系统不会对钢琴信号造成对人耳可闻的音频劣化。系统通信方式采用100M以太网,能满足40人的集体课教学需要,总体达到了预期目标。本系统可以应用在40人以内的钢琴集体课教室及语音教室等场合。