【正文】 能參數(shù) TMS320C5402 是 TI 公司于 1996 年推出的一種定點(diǎn) DSP 芯片 ,采用先進(jìn)的修正哈佛結(jié)構(gòu)和 8 總線結(jié)構(gòu) ,使處理器的性能大大提高。指令周期為 25ns。包括 :CPU,總線 ,存儲(chǔ)器 ,在片外圍電路 ,串行口 ,以及外部總線接口等部分組成 引腳功能說明 5 圖 21TMS320C5402外部 引腳 分布 A19(MSB)~A0(LSB) :20 位并行地址總線。 D15~D0 用于 CPU 與外部數(shù)據(jù) /程序存儲(chǔ)器或 I/O 設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)。總線保持功能使未使用管腳上無需外接偏置電阻，當(dāng) 5402 不驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線時(shí)，總線保持引腳上處于先前的邏輯電平。當(dāng) OFF 為低電平時(shí)， IACK 也變成高阻狀態(tài)外部中斷請求信號。 NMI: 非屏蔽中斷。當(dāng) RS 有效，強(qiáng)迫程序計(jì)數(shù)器變成 0FF80h，當(dāng) RS 變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，處理器從程序存儲(chǔ)器的 0FF80h 單元開始執(zhí)行程序。執(zhí)行 XC指令，是在流水線的譯碼階段采樣 BIO ，執(zhí)行其他條件指令時(shí)，是在流水線的讀操作數(shù)階段采樣 BIO 。注意，如果軟件編程 2 個(gè)以上等待狀態(tài)，處理器才檢測 REDAY 信號。在緩沖串行口傳 送數(shù)據(jù)期間，這個(gè)信號必須存在。 BFSR0~BFSR1: 用于接收輸入的幀同步脈沖。 BCLKX作為 McBSP發(fā)送器的串行移位時(shí)鐘。來自緩沖串行口發(fā)送移位寄存器（ BXSR）的數(shù)據(jù)經(jīng) BDX 引腳串行傳送出去。 BFSX 能夠被設(shè)置為輸入或輸出，復(fù)位后被配置為輸入信號。代 碼調(diào)試工具是對可執(zhí)行程序進(jìn)行調(diào)試，使其能夠達(dá)到預(yù)計(jì)目標(biāo)。 圖 22 CCS 的組成 CCS 的開發(fā)系統(tǒng)主要由以下組件構(gòu)成： ①TMS320VC54X 集成代碼產(chǎn)生工具； 8 ②CCS 集成開發(fā)環(huán)境； ③DSP/BIOS 實(shí)時(shí)內(nèi)核插件及其應(yīng)用程序接口 API； ④ 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換的 RTDX 插件以及相應(yīng)的程序接口 API； ⑤ 由 TI 公司以外的第三方提供的各種應(yīng)用模塊插件。芯片采用 CMOS 技術(shù) ,內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器 、自動(dòng)靜噪及高密 度多電平閃爍存貯陳列。 地線 :(VSSA,VSSD) 芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。差分驅(qū) 10 動(dòng)時(shí) ,信號最大幅度為峰峰值 16mV，為 ISD33000 系列相同。 串行輸入 (MOSI) 此 端為串行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時(shí)鐘上升沿之前半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放到本端 ,供 ISD 輸入。數(shù)據(jù)在 SCLK 上升沿鎖存到 ISD,在下降沿移出 ISD。中斷狀態(tài)也可用 RINT 指令讀取。每個(gè) RAC 周期表示 ISD 存儲(chǔ)器的操作進(jìn)行了一行 (ISD4004 系列中的 存貯器共 2400 行 )。芯片內(nèi)部的采樣時(shí)鐘在出廠前已調(diào)校 ,誤差在 +1%內(nèi)。由于內(nèi)部 的防混淆及平滑濾波器已設(shè)定 ,故上述推薦的時(shí)鐘頻率不應(yīng)改變。通常本端對地接 1mF 的電容 ,構(gòu)成內(nèi)部信號電平峰值檢測電路的一部 分。本端接 VCCA 則禁止自動(dòng)靜噪。 SS 在傳輸期間必須保持為低電平 ,在兩條指令之間則保持為高電平。 ISD 的任何操作 (含快進(jìn) )如果遇到 EOM 或 OVF,則產(chǎn)生一個(gè)中斷 ,該中 斷狀態(tài)在下一個(gè) SPI 周期開始時(shí)被清除。 所有操作在運(yùn)行位 (RUN)置 1 時(shí)開始 ,置 0 時(shí)結(jié)束。 ISD4004 內(nèi)部存儲(chǔ)器分為 2400 行，每行 1600 列。 MAT 跟蹤每一條語音的開始地址以及每一個(gè)信息碎塊的開始結(jié)束地址。同一句語音的地址在 MAT 中總是連續(xù)存儲(chǔ)的。為了減小 MAT 大小，也可對語音進(jìn)行分塊。要播放第幾條語句，則尋找第幾個(gè) bit15 為 1的表項(xiàng)。 錄音時(shí)，按 K2 鍵啟動(dòng)錄音操作， DSP 首先找出 MAT 中的個(gè)全 0 行，發(fā)錄音指令；在錄制當(dāng)前行的同時(shí)， DSP 等待 RAC 信號觸發(fā) INT3 中斷，中斷服務(wù)程序繼續(xù)尋找全 0行、發(fā)帶該行地址的錄音指令，直到按 STOP 鍵觸發(fā) INT0 中斷發(fā)錄音停止命令為止。 ISD4004 與 DSP 的 SPI 時(shí)序配合 根據(jù) ISD4004 的時(shí)序要求， DSP 設(shè)置串口為 SPI 工作模式，發(fā)送數(shù)據(jù)先于串行時(shí)鐘半個(gè)周期建立、數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿發(fā)送。DSP 串口 SPI 方式數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序如圖 25所示。放音時(shí)按下 NUM 即開始，遇以語句 EOM 時(shí)自動(dòng)停止放音。若干條信息按順序分別錄入到芯片內(nèi)，比如稱其為 a,b,c,d 信息。為了理解其工作原理，有必要先介紹器件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。ISD40048MP 每一行周期為 200ms,這就是器件的地址分辨率 。因此，微控制器很容易通過軟件查詢 RAC的方法來確定何時(shí)已到達(dá)行末。 同樣，在放音時(shí)我們也可以實(shí)現(xiàn)對語音信息的準(zhǔn)確放音。但此時(shí)的電信號很微弱，需要經(jīng)放大電路，放大語音信號。為了使播放的語音依然 “ 干凈 ” ，本系統(tǒng)依然設(shè)置了一個(gè)濾波電路。有時(shí)喇叭放音會(huì)出現(xiàn)失真現(xiàn)象，這是可能是運(yùn)放的增益過高所致，需要在 1腳和 8腳之間加一個(gè) 10uF電容或串聯(lián)一個(gè) 10K電位器調(diào)整一下。 C5402 初始化程序完成 CPU 時(shí)鐘和運(yùn)行狀態(tài)位的設(shè)置。 軟 件 設(shè) 計(jì)的重點(diǎn)是對 McBSPO 的設(shè)置，按照電路系統(tǒng)硬件接口的設(shè)計(jì)要求設(shè)置 McBSP0 的相關(guān)寄存器，使其工作在 SPI 模式下。Reset 發(fā)送 STM SPCR1,McBSP1_SPSA 初始化 掃描開關(guān)信號 功能選擇 ISD4004 寫數(shù)據(jù) 開中斷 ISD4004 寫數(shù)據(jù) 21 STM1800h,McBSP1_SPSD 。XWDLEN1=100,發(fā)送數(shù)據(jù)每幀 24bit STM XCR2,McBSP1_SPSA STM 0001h,McBSP1_SPSD STM SRGR1,McBSP1_SPSA STM 00ffh,McBSP1_SPSD ； CLKGDV=0xFF,SPI 的時(shí)鐘 =DSP 時(shí)鐘 /256 STM SRGR2,McBSP1_SPSA STM 20xxh,McBSP1_SPSD STM PCR,McBSP1_SPSA STM 0a08h,McBSP1_SPSD 。設(shè)定 RRST=1，開始接收數(shù)據(jù) STM SPCR2,McBSP1_SPSA STM 0041h,McBSP1_SPSD ；設(shè)定 XRST=1，開始發(fā)送數(shù)據(jù) 錄音子程序 N Y 圖 43 ISD4004 錄音流程圖 ISD4004 錄音 發(fā)送 STOP WRDN 發(fā)送 POWER UP SETREC（地址線為 A） REC 命令 錄滿？ 中斷返回 22 ORG 0000H。 MOV BCLKX, 0FFH。 MAII: SETB LED 。等按 AN 鍵 DJNZ 3AH,MAS1 。ISD 高位地址 JB PR,REC R=1 錄音 AJMP PLAY R=0 放音 。 MOV A,21H 。 CLR 。關(guān)片選 。延時(shí)錄音 23 DJNZ 36H, REC2。 SETB SS 。 DJNZ 35H,REC4。中斷 RESET JB AN,REC5 。時(shí)鐘 SCLK=0 SETB SS 。關(guān)指示燈 MOV 36H,15 。 CLR LED。等待 AN=1 DJNZ 36H,REC9。從指定地址放音 11100 X A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 24 ISD4004 放音子程序 Y N Y 圖 44ISD4004 放 音流程圖 。發(fā) SETPLAY SETB SS 。關(guān)指示燈 ACALL STOPP 。時(shí)鐘 SCLK=0 SETB SCLK 。關(guān)片選 ACALL STOPP 。順序放音 ISD 上電 POWERUP UP: MOV A,20H 。50mS 延時(shí) ACALL YS50 。發(fā) 0X11 0XXX ACALL ISDX 。50mS 延時(shí) RET。 圖 53 測試結(jié)果 28 第六章 總結(jié) 本次設(shè)計(jì)通過對利用 DSP 控制技術(shù)設(shè)計(jì)語音錄放系統(tǒng)應(yīng)用的簡單介紹，使我熟悉了 1SD4004 的基本應(yīng)用。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 具有極強(qiáng)的實(shí)用性 ，由于時(shí)間關(guān)系，無論軟件設(shè)計(jì)還是硬件設(shè)計(jì)，都還存在不足的地方，還需要在技術(shù)水平和可靠性方面進(jìn)一步改進(jìn)。 經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我不論是從理論知識還是從實(shí)際操縱中都學(xué)到了不少知識，我接觸到更多平時(shí)沒有接觸過的科學(xué)儀器設(shè)備、元器件，并且獲得了相關(guān)的儀器調(diào)試經(jīng) 驗(yàn)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己在這方面的很多不足之處。 如圖 51,52 圖 51 實(shí)物調(diào)試 圖 52 實(shí)物調(diào)試 27 測試結(jié)果 測試 1：當(dāng)按下 K1 鍵時(shí)，從 0XA0 地址開始錄音，運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期相同。關(guān)片選 ACALL YS50 。 。 SETB SS 。中斷放音 JB AN,PLAY3 。芯片到未 CLR SCLK 。檢測 OVF CLR SS 。STOP=0 停止放音 JB INT,PLAY2 。LED 開指示燈 MOV A,0F0H 。 。 REC9: ACALL YS50 。延時(shí)錄音 JB AN,REC6 。停止當(dāng)前操作 AJMP MAII。停止當(dāng)前操作 AJMP REC1。關(guān)指示燈 ACALL STOPP 。 REC4: JNB INT,REC7 。開指示燈 MOV A,0B0H 。從當(dāng)前地址錄音 10110 X A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 REC1: MOV 36H,10。