【正文】 基于DSP的最小應用系統(tǒng)設計實現(xiàn)摘要語音信號處理就是研究如何能更加有效地產(chǎn)生、傳輸和獲取語音信息的學科。本論文首先介紹了語音信號處理的發(fā)展概況及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并對未來發(fā)展做了展望，分析了語音特征參數(shù)的物理意義以及如何對其進行提取。在硬件部分本文主要圍繞TMS320VC5402為核心，給出一個語音處理系統(tǒng)的設計方案。首先對DSP系統(tǒng)的組成簡要說明了一下，然后給出了設計的基本框架，接下來分別就音頻轉(zhuǎn)換模塊、電源電壓轉(zhuǎn)換模塊等主要部分做了詳細說明，最后對其它附屬電路簡要介紹。在設計中應用到了數(shù)字信號處理器(DSP)技術(shù)。在軟件部分本文首先對TI公司的DSP開發(fā)工具CCS作了介紹，接著對DSP軟件開發(fā)流程進行了簡要的敘述，然后就詳細的分別對DSP的初始化、音頻采集、TMS320VC5402的并行引導裝載程序進行了分析與設計。本文所涉及內(nèi)容屬于一個語音識別系統(tǒng)的一部分，在研究過程中對于語音處理的發(fā)展與研究現(xiàn)狀進行了深入了解，對于TMS320VC5402芯片的性能參數(shù)以及軟硬件相關(guān)知識掌握較詳細，熟悉了DSP系統(tǒng)的設計與開發(fā)流程。關(guān)鍵詞： 語音信號處理。特征參數(shù)。數(shù)字信號處理器。ISD4004。SPI 36 AbstractSpeech signal processing is a subject to study how to produce，transmit and obtain speech information effectively．The thesis starts with a literature review about the development of speech signal processing and provides an expectation for the future．Next．a(chǎn)n analysis is carried out on production mechanism of speech signal，setting up a simple and feasible mathematic model to analyze the physical significance of speech characteristic parameter and how to determine it．From the aspect of its hardware，a designing project of the speech processing system is established on the basis of TMS320VC5402．The project first gives a brief introduction about the position of DSP system and then displays its basic framework．Next ,all elaboration is provided for the parts like selection of chip，module of audio frequency switch，extended memorizer, UART data munication and power voltage switch．The technology of DSP is applied in the designing process． From the aspect of software．the thesis starts with an introduction about CCS．a(chǎn)nd then about DSP software developing flow．At last，a detailed elaboration is given respectively to the designing and analysis of initialization of DSP collection of audio frequency and parallel boot load procedure of TMS320VC5402The study in the thesis touches upon a part of a speech identification system．A profound exploration has been conducted on the areas like development and research statement of speech processing，capability parameter of TMS320VC5402 chip, knowledge about software and hardware，as well as the designing and developing flow of DSP system．Key words：speech signal processing，characteristic parameter, Digital signal processor, information storage devices 4004 (ISD4004),Serial Peripheral Interface(SPI 目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 1 言 1 2 系統(tǒng)設計的目的 3 系統(tǒng)采用的實現(xiàn)方法 3第2章 DSP控制技術(shù)和開發(fā)環(huán)境介紹 4 DSP核心芯片TMS320C5402引腳的介紹 4 概述 4 4 4 CCS開發(fā)環(huán)境和建立工程 7 CCS簡介 7 CCS的組成 7 CCS的主要功能 8 ISD4004 介紹 9 性能簡述和引腳圖 9 引腳描述 9 SPI（串行外設接口） 11 11 信息管理 11 ISD4004與DSP的SPI時序配合 13 14第三章系統(tǒng)硬件設計 15 15 15 PCB設計 18第四章系統(tǒng)軟件設計 19 19 20 TMS320VC5402 McBSP初始化程序 20 21 ISD4004放音子程序 24第五章 系統(tǒng)測試 26 測試內(nèi)容 26第六章 總結(jié) 27參考文獻 28附錄 29附錄一 系統(tǒng)硬件PCB 3D視圖 29附錄二 軟件設計主程序 30致 謝 34第1章緒論 言 語音，作為一種典型的非平穩(wěn)隨機信號，是人類交流信息最自然、最有效、最方便的手段，在人類文明和社會進步中起著重要的作用。隨著電子通信業(yè)的出現(xiàn)和計算機技術(shù)的發(fā)展，人們開始可以從數(shù)字信號處理的角度了解語音。語音信號的研究可以從時域和頻域兩個方面進行。其中時域的分析處理有兩種方法：一是進行語音信號分析，這屬于小型處理的范疇，主要是通過信號的加減、時移、倍乘、卷積、求相關(guān)函數(shù)等來實現(xiàn)；另一種是生成和變換成各種調(diào)制信號，這屬于非線性的范疇，主要是對信號平均累加器的動態(tài)范圍進行壓縮擴張，用門限方法對噪聲的抑制。對頻域分析處理，即對信號的頻率特性在頻譜中加以分析研究，這拓展了信號分析的范圍，是對不確定信號分析的主要方法。隨著計算機技術(shù)處理和信息技術(shù)的發(fā)展，語音交互已經(jīng)成為人機交互的必要手段，而語音信號的采集處理是人機交互的前提和基礎。聲卡是計算機對語音信息進行加工的重要部件，它具有對信號濾波、放大、采樣保持、A/D和D/A轉(zhuǎn)換等功能。語音信號處理作為一個重要的研究領域，已經(jīng)有很長的研究歷史。但是它的快速發(fā)展可以說是從1940年前后Dudley的聲碼器和Potter等人的可見語音開始的；20世紀60年代中期形成的一系列數(shù)字信號處理方法和技術(shù)，如數(shù)字濾波器、快速傅里葉變換等成為語音信號數(shù)字處理的理論和技術(shù)基礎；到了80年代，由于矢量量化、隱馬爾克夫模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡等相繼被應用于語音信號處理，并經(jīng)過不斷改進與完善，使得語音信號處理技術(shù)產(chǎn)生了突破性的進展。進入90年代以來，語音信號處理在實用化方面取得了許多實質(zhì)性的進展。一方面，對聲音語音學統(tǒng)計模型的研究逐漸深入，魯棒的語音識別、基于語音段的建模方法及隱馬爾可夫模型與人工神經(jīng)網(wǎng)絡的結(jié)合成為研究的熱點。另一方面，為了語音識別使用化的需要，講著自適應、聽覺模型、快速搜索識別算法以及進一步的語言模型的研究等課題備受關(guān)注。在語音記錄芯片中，美國ISD公司的ISD系列芯片倍受廣大用戶的青睞。它采用直接模擬存儲專利技術(shù),，沒有大多數(shù)固態(tài)數(shù)字化聲音存儲技術(shù)對聲音質(zhì)量的影響，從而減少了失真，提高了錄放音質(zhì)量，并具有抗斷電、音質(zhì)好、使用方便、可反復錄放、無需專的語音開發(fā)工具、能隨意更改內(nèi)容和耗電少等優(yōu)點，很適合于現(xiàn)場錄放音系統(tǒng)。國內(nèi)用戶多習慣使用8031系列單片機作微控制器，與ISD330000,40000系列均可以方便地連接。因此很多資料均是ISD系列芯片與單片機構(gòu)成的系統(tǒng)，而ISD40000系列芯片與DSP的應用文獻幾乎沒有。本文以TMS320C54x系列的TMS320VC5402為例，說明語音錄放芯片ISD4004應用在DSP系統(tǒng)的設計方法。語音不僅是人與人之間進行信息交流最直接、最方便和最有效的工具，而且也是人與機器之間進行通信的重要工具。1874年電話的發(fā)展可以認為是現(xiàn)代處理的開端。電話的理論基礎是盡可能不失真地傳送語音波形。這種“波形原則”幾乎統(tǒng)治了其后整整一百年。1939年產(chǎn)生了一種概念全新的語音處理技術(shù)，這就是著名的通道聲碼器技術(shù)。聲碼器的理論基礎是認為語音是由人的聲帶振動產(chǎn)生的生源（載波）受到運動的聲道的控制（調(diào)制）而產(chǎn)生的，因而將載波和調(diào)制兩部分分開來進行傳送便可極大地壓縮頻帶。這一概念已經(jīng)包含著其后出現(xiàn)的語音參數(shù)模型的基本思想。40年代后期，研制成功了能夠把語音信號的時變譜用語音表示出來的儀器——語音儀，為語音信號分析提供了一個有力的工具。對于語音信號，數(shù)字處理比模擬處理具有更多的優(yōu)點。這是因為：第一，數(shù)字技術(shù)能夠完成許多很復雜的信號處理工作；第二，通過語音進行交換的信息本質(zhì)上具有離散的性質(zhì)，因為語音可以看成是因素的組合，這就特別適合于數(shù)字處理；第三，數(shù)字系統(tǒng)具有高可靠性、價廉、緊湊、快速等特點，很容易完成實時處理任務；第四，數(shù)字語音適合于在強干擾通信中傳輸，易于和數(shù)據(jù)一起在通信網(wǎng)中傳輸，也易于進行加密傳輸。因此數(shù)字語音信號處理是主要研究方向。無論是人與人之間還是人與計算機之間的語音通信，語音處理，特別是語音數(shù)字處理的理論和技術(shù)，具有特別重要的作用。用DSP控制語音芯片，再把DSP和語音芯片嵌入到通信設備，智能儀器，治安報警及兒童玩具中，就可做成語音播放的機器，應用范圍廣泛。用DSP控制語音芯片設計語音錄放系統(tǒng),該系統(tǒng)功能多，錄放音音質(zhì)好，外圍電路簡單。 系統(tǒng)設計的目的設計一個基于DSP的語音錄放系統(tǒng)，語音錄放模塊由單片語音錄放芯片ISD4004及其外圍電路組成；控制電路是由DSP編程控制實現(xiàn)。要求實現(xiàn)功能：錄音、放音、快進、擦除、音量控制。可以應用于通訊設備、智能儀表、治安報亭、語音報站、報數(shù)報價、語音講解