【正文】 西安文理學(xué)院機(jī)械電子工程系 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 基于 DSP的語(yǔ)音采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 設(shè)計(jì)所在單位 機(jī)械電子工程系 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 題 目 基于 DSP 的語(yǔ)音采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專(zhuān)業(yè) 班級(jí) 指導(dǎo)教師 職 稱(chēng) 教 研 室 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 任務(wù)與要求 設(shè)計(jì)一個(gè)由 DSP控制的語(yǔ)音錄放系統(tǒng)，要求設(shè)計(jì)硬 件 電路，由 DSP芯片實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的采集，存儲(chǔ)和回放功能。其中 DSP 芯片采用美國(guó) TI 公司生產(chǎn)的 TMS320VC5416160 型號(hào)，語(yǔ)音采集芯片為具有智能化的 TLC320AD50C。 本課題的任務(wù)與要求如下： 1．通過(guò)查閱相關(guān)資料，掌握 DSP軟 硬 件設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法。 2. 掌握對(duì) TLC320AD50C的編程方法；掌握 Protel進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的基本方法。 3. 使用集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 CCS編寫(xiě)程序，通過(guò)仿真調(diào)試器將程序下載至 DSP存儲(chǔ)芯片中并進(jìn)行在線仿真調(diào)試。 4. 利用軟硬件資源完成系統(tǒng)的整體調(diào)試。 5. 按照《西安文理學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作規(guī)定》撰寫(xiě)論文。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作 進(jìn)程 起止時(shí)間 工作內(nèi)容 202031～ 2020319 2020320～ 202053 202054～ 2020526 2020527～ 202067 202068～ 2020610 利用學(xué)校圖書(shū)館電子閱覽室和圖書(shū)，查閱 有關(guān)運(yùn)用 DSP設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，收集資料，填寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。 根據(jù)設(shè)計(jì)方案， 購(gòu)買(mǎi)元器件并設(shè)計(jì)電路 ，檢查錯(cuò)誤并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 根據(jù)相關(guān)資料和設(shè)計(jì)程序， 完成全部論文內(nèi)容，并寫(xiě)好任務(wù)書(shū)。 指導(dǎo)老師審核。 論文答辯 。 開(kāi)始日期 202031 完成日期 2020610 教研室主任（簽字） 系 主任（簽字） 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 題 目 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 指導(dǎo)教師 開(kāi)題 時(shí)間 班 級(jí) 一、 選題目的和意義： 目前，由于具有運(yùn)算速度快、片上資源豐富和能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的線性和非線性算法等特性，DSP已成為通信、 雷達(dá)、聲納 和消費(fèi)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的基礎(chǔ)器件，其中在 圖像、 語(yǔ)音信號(hào)處理技術(shù)方面顯得尤為突出。 但是 語(yǔ)音處理 算法實(shí)現(xiàn)的前提是語(yǔ)音信號(hào)的錄入 和存儲(chǔ)。本課題就是完成語(yǔ)音數(shù)據(jù)的采集、存 儲(chǔ)和回放。其控制核心采用 TI 的 TMS320VC5416技術(shù)指標(biāo)：采樣率 ，錄音時(shí)間約 7s，工作頻率為 10Mhz160Mhz，供電電壓 9V,系統(tǒng)功耗為 40mA100mA。 數(shù)據(jù)采集使用 具有智能化的 語(yǔ)音數(shù)據(jù)采集芯片 TLC320AD50C。 通過(guò)本課題，能夠掌握 DSP硬件設(shè)計(jì)的基本方法，為今后從事 DSP方面產(chǎn)品開(kāi)發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 二、本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)： 數(shù)字信號(hào)處理 器是 20世紀(jì) 60 年代前后發(fā)展起來(lái)的，并廣泛應(yīng)用于許多新興領(lǐng)域的新型學(xué)科，進(jìn)入 70年代以來(lái)，隨著電 子計(jì)算機(jī)，大規(guī)模集成電路（ LSI）和超大規(guī)模集成電路（ VLSI）以及處理器技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理無(wú)論在理論還是在工程應(yīng)用中，都是目前發(fā)展最快的學(xué)科之一，并且日趨完善和成熟。 語(yǔ)音 信號(hào) 處理一直是數(shù)字信號(hào)處理的一個(gè)方向，廣泛使用在通信，安防等各類(lèi)工程應(yīng)用中。在電子通信中，帶寬很窄，因此只能將語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理后，才能進(jìn)入信道進(jìn)行通信；另外每個(gè)人都有獨(dú)特的聲音指紋（聲紋），通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理后提取出聲音的特征，可廣泛應(yīng)用于安全防護(hù)，用戶甄別等產(chǎn)品中?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外都在努力開(kāi)發(fā)語(yǔ)音處理系統(tǒng)，其某些研究已經(jīng)成功應(yīng) 用于實(shí)際生活。 三、主要研究?jī)?nèi)容： 本課題需要重點(diǎn)研究的是 DSP芯片的工作原理，程序算法的設(shè)計(jì)，以及外圍電路的時(shí)序搭配。程序是系統(tǒng)的靈魂，通過(guò)程序算法的編寫(xiě)和調(diào)試，完成各個(gè)不同的功能；最終實(shí)現(xiàn)從話筒采集語(yǔ)音信號(hào)，存儲(chǔ)并回放，完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 在研究該課題之前 要通過(guò)閱讀相關(guān) DSP設(shè)計(jì)和程序算法的書(shū)籍，對(duì) DSP的工作原理有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì) DSP的結(jié)構(gòu)要深入到內(nèi)部的每一個(gè)寄存器，以備后期程序編寫(xiě)時(shí)能夠合理調(diào)用寄存器。同時(shí)必須能夠熟練操作 TI的 DSP開(kāi)發(fā)環(huán)境 CCS， 及 Protel的使用方法，在電路設(shè)計(jì)中要 加入仿真接口的設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，分模塊 進(jìn)行 程序的編寫(xiě)并調(diào)試，待所有的模塊都調(diào)試完成后，將程序匯總，燒寫(xiě)到存儲(chǔ)器中， 完成整體功能的運(yùn)行。本課題的研究結(jié)果與實(shí)際應(yīng)用基本一致， 對(duì)于后期的語(yǔ)音算法研究 與實(shí)驗(yàn) 起了基礎(chǔ)性的作用。 指導(dǎo)教師意見(jiàn)及建議： 目前，數(shù)字信號(hào)處理器（ DSP）以其獨(dú)體的結(jié)構(gòu)和快速實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法的突出優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展十分迅速，并在通信、雷達(dá)、聲納、語(yǔ)音合成和識(shí)別、圖像處理、影視、高速控制、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、家用電器等眾多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。因而，掌握 DSP的 軟硬件開(kāi)發(fā)方法 是電子信 息工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生 應(yīng)具備的素質(zhì)之一。通過(guò)本課題，學(xué)生能夠較好地掌握 DSP芯片的軟硬件開(kāi)發(fā)方法，為今后從事 DSP開(kāi)發(fā)方面的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同意開(kāi)題。 簽字 ： 年 月 日 教研室審核意見(jiàn)： 簽字 ： 年 月 日 注：此表前 三 項(xiàng)由學(xué)生填寫(xiě)后，交指導(dǎo)教 師簽署意見(jiàn)，經(jīng) 教研室 審批后，才能開(kāi)題。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表 題 目 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 指導(dǎo)教師 檢查時(shí)間 班 級(jí) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 進(jìn) 展 情 況 本人在開(kāi)題后及查找相關(guān)書(shū)籍進(jìn)行學(xué)習(xí)， 3 月初基本有了整體的設(shè)計(jì)思路，再經(jīng)過(guò)了 2 個(gè)星期左右的準(zhǔn)備，于 3 月中旬開(kāi)始著手芯片選型及原理的設(shè)計(jì)，參考 SZDSP 試驗(yàn)平臺(tái)很快確定了初期方案，于 3 月下旬開(kāi)始正式購(gòu)買(mǎi)各種元件，然后開(kāi)始繪制電路板走線圖，使用的是 PROTEL DXP 電路設(shè)計(jì)軟件。再次期間本 人有很多問(wèn)題都是與指導(dǎo)老師和同組的李超同學(xué)商討并參考各種資料才得以解決的。 目前工作基本上都是順利按原計(jì)劃完成，為了很好的完成本次設(shè)計(jì)，本人又重新學(xué)習(xí)了 PROTEL 及 CCS 工具的使用方法，但任務(wù)安排時(shí)間全在計(jì)劃之內(nèi)， 4 月初基本完成電路板的布線，目前正在進(jìn)一步的檢查漏洞，爭(zhēng)取制板一次成功，預(yù)計(jì) 4 月中旬可以出圖制作， 4 月下旬即可著手調(diào)試。 若按照目前的進(jìn)度進(jìn)行，基本可在 5 月下旬作品審核前完成 ,并留有充足時(shí)間進(jìn)行論文書(shū)寫(xiě)及答辯的準(zhǔn)備 。 指 導(dǎo) 教 師 意 見(jiàn) 王家華同學(xué)對(duì)畢業(yè)論文題目的要求理解到位，明白完成該 題目所需掌握的相關(guān)知識(shí)和技術(shù)。該同學(xué)動(dòng)手能力較強(qiáng)，學(xué)習(xí)積極主動(dòng)，設(shè)計(jì)進(jìn)度較快，目前已完成大部分任務(wù)。 簽字 ： 年 月 日 教研室意見(jiàn) 簽字 ： 年 月 日 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)分表 學(xué)生姓名 王家華 學(xué) 號(hào) 02101060225 專(zhuān) 業(yè) 電子信息工程 班 級(jí) 06級(jí) 2班 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 基于 DSP 的語(yǔ)音采集系統(tǒng) 硬件 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間 2020年 3 月 1 日 至 2020 年 5 月 28日 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 建議成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)分表 學(xué)生姓名 王家華 學(xué) 號(hào) 02101060225 專(zhuān) 業(yè) 電子信息工程 班 級(jí) 06級(jí) 2班 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 基于 DSP 的語(yǔ)音采集系統(tǒng) 硬件 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間 2020年 3 月 1 日 至 2020 年 5 月 25 日 評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)： 建議成績(jī)： 評(píng)閱教師簽名： 年 月 日 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄 學(xué)生姓名 王家華 學(xué) 號(hào) 02101060225 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 電子信息工程 答辯時(shí)間 2020年 5月 28 答辯地點(diǎn) 指導(dǎo)教師 劉渭清 題 目 基于 DSP 的語(yǔ)音采集系統(tǒng) 硬件 設(shè)計(jì) 答辯小組 成 員 姓 名 職 稱(chēng) 姓 名 職 稱(chēng) 提問(wèn)及回答情況記錄： 記錄人簽字： 年 月 日 答辯成績(jī)： 答辯小組組長(zhǎng)簽名： 年 月 日 畢業(yè)論文成績(jī) 答辯委員會(huì) 認(rèn)定成績(jī) 畢業(yè)論文等級(jí) 系（ 院）答辯委員會(huì)意見(jiàn) ： 負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日 注： 畢業(yè) 論文 成績(jī) =指導(dǎo)教師成績(jī) 40%＋評(píng)閱教師成績(jī) 20%＋答辯成績(jī) 40%； 論文等級(jí)分優(yōu)秀（≥ 90 分）、良好（ 80~89 分）、中等（ 70~79 分）、 及格 （ 60~69 分） 、 不及格（ 60 分）。 基于 TMS320VC5416 的語(yǔ)音采集系統(tǒng) 摘要 ： 設(shè)計(jì)采用 TMS320VC5416 DSP 芯片及 TLC320AD50C 語(yǔ)音芯片，制作了一個(gè)高精度語(yǔ)音 采集回放系統(tǒng)。 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的無(wú)失真采樣，滿足后續(xù)的語(yǔ)音信號(hào)處理的要求，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)錄音回放或者經(jīng) DSP 實(shí)時(shí)處理放音等功能。 本設(shè)計(jì)從硬件到軟件提供了一套完整的解決方案。 對(duì)于系統(tǒng)硬件部分，采用 TMS320VC5416160 作為采集回放控制及算法處理器 。TLC320AD50C 作為語(yǔ)音信號(hào) AD/DA 轉(zhuǎn)換 芯片 ， 采用 DSP 的多緩沖串口通道進(jìn)行 接收 中斷方式讀取數(shù)據(jù)，讀取的數(shù)據(jù)分頁(yè)存放在外擴(kuò)的 SRAM中，可通過(guò) JATG口讀取采集的數(shù)據(jù) 。 系統(tǒng)配有 AM29LV800B FLASH 存儲(chǔ)芯片用來(lái)存放程序、數(shù)據(jù)，掉電 不丟失 。系統(tǒng)軟件部分采用 集成環(huán)境及 SZDSPF 仿真平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)及仿真 ,軟件設(shè)計(jì)語(yǔ)言采用匯編及 C 語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)，并給出了各個(gè)模塊的驅(qū)動(dòng)程序及詳細(xì)軟件 實(shí)現(xiàn) 方案。 關(guān)鍵詞： TMS320VC5416。 TLC320AD50C。 語(yǔ)音采集 。 錄音回放 Audio collection system based on TMS320VC5416 Abstract： The design uses a TMS320VC5416 DSP chip and TLC320AD50C audio chip, the production of a highprecision audio capture playback system. System can realize the lossless audio signal sampling, followup of the voice signal processing to meet the requirements, and can realiz