【正文】 28 第六章 總結(jié) 本次設(shè)計通過對利用 DSP 控制技術(shù)設(shè)計語音錄放系統(tǒng)應(yīng)用的簡單介紹，使我熟悉了 1SD4004 的基本應(yīng)用。 經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，使我不論是從理論知識還是從實際操縱中都學(xué)到了不少知識，我接觸到更多平時沒有接觸過的科學(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，同時也發(fā)現(xiàn)了自己在這方面的很多不足之處。關(guān)片選 ACALL YS50 。 SETB SS 。芯片到未 CLR SCLK 。STOP=0 停止放音 JB INT,PLAY2 。 。延時錄音 JB AN,REC6 。停止當(dāng)前操作 AJMP REC1。 REC4: JNB INT,REC7 。從當(dāng)前地址錄音 10110 X A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 REC1: MOV 36H,10。 CLR 。ISD 上電 MOV 20H,00H 。 MOV BDX, 0FFH。GRST=1 nop nop 。下程序段完成了 McBSP 的 SPI 模式設(shè)置（單幀數(shù)據(jù)為 24bit，串行時鐘上升沿發(fā)送數(shù)據(jù)，時鐘頻率為 40kHz）： STM SPCR1,McBSP1_SPSA STM 0000h,McBSP1_SPSD 。 圖中 P2為 10K的電位器，總的功率增益為 34dB。最后， ISD4004采樣得到的語音信號相對 “ 干凈 ” 。延時的時間必須大于 RAC 低電平的時間，而小于 RAC 的周期。對器件尋址，就是選擇一行，從行首開始錄、放操作，而每行中的各列是不可尋址的。例如，我們可以利用軟件編程的方法實現(xiàn)對語音信息的剪輯、合成等操作來達(dá)到我們對語音信息特殊的要求。 串行時鐘（ SCLK）由 DSP 主時鐘產(chǎn)生。 INT3 中斷服務(wù)程序驗證下一行 bit15 是否為 1，若不為 1 則將該行地址送入 ISD，則輸入的地址不會立刻生效，而是在緩沖器中等待當(dāng)前結(jié)束；若為 1則指示下一行為新語句開始地址， DSP 不送任何指令。以行地址為表項的 MAT，所要求的存儲空間是較大的。對于 8kHz 采樣率的 ISD4004，采樣間隔為 125μs 。因此要注意移入的數(shù)據(jù)是否與器件當(dāng)前進(jìn)行的操作兼容。 SPI 協(xié)議是一個同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 ,協(xié)議假定微控制 器的 SPI 移 位寄存器在 SCLK 的下降沿動作 ,因此對 ISD4004 而言 ,在時鐘止升沿鎖存 MOSI 引腳的數(shù)據(jù) ,在下降沿將數(shù)據(jù)送至 MISO 引腳。在不外接地時鐘時 ,此端必須接地?？爝M(jìn)模式下 ,RAC 的 是高電 平 , 為低電平。 ISD 在任何操作 (包括快進(jìn) )中檢測到 EOM 或 OVF 時 ,本端變低并保 持。信號通過耦合電容輸入 ,最大幅度為 峰峰值 16mV 音頻輸出 (AUD OUT) 提供音頻輸出 ,可驅(qū)動 5KΩ 的負(fù)載。芯片采用多電平直接模擬量存儲技術(shù) , 每個采樣值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器 中 ,因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲 ,避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮 造成的量化噪聲和 金屬聲 。 CCS 有兩種工作模式，即：軟件仿真器模式和硬件在線編程模式；前者可以脫離 DSP 芯片，在 PC 機上模擬 DSP 的指令集和工作機制，主要用于前期算法實現(xiàn)和調(diào) 試；后者可以實時運行在 DSP 芯片上，與硬件開發(fā)板相結(jié)合在線編程和調(diào)試應(yīng)用程序。 BFSX0~BFSX1：用于數(shù)據(jù)輸入 /輸出的幀同步脈沖。 BFSR 脈沖啟動 BDR 的數(shù)據(jù)接收過程。 BCLKR0~BCLKR1: 接收時鐘輸入。 BIO: 控制分支轉(zhuǎn)移的輸入信號。這四個中斷請求信號都 6 可以用中斷屏蔽寄存器（ IMR）和中斷方式位屏蔽。若 EMU1/OFF 為低電平時，則 D15~D0 也變成高阻狀態(tài)。從而使處理器具有在單個周期內(nèi)同時執(zhí)行算術(shù)運算 ,邏輯運算 ,位移操作 ,乘法累加運算以及訪問程序和數(shù)據(jù)存儲器的強大功能。 4 第 2 章 DSP 控制技術(shù)和開發(fā)環(huán)境介紹 DSP 核心芯片 TMS320C5402 引腳的介紹 概述 TMS320VC5402 是美國 TI（德州儀器）公司推出的一款高性能的定點 DSP，最高頻率為 100MHz，內(nèi)部提供 16K的存儲空間。 系統(tǒng)設(shè)計的目的 設(shè)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)。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。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(yīng)用文獻(xiàn)幾乎沒有。 語音信號處理作為一個重要的研究領(lǐng) 域，已經(jīng)有很長的研究歷史。ISD4004。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(shè)計方案 。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(jìn)行了簡要的敘述，然后就詳細(xì)的分別對 DSP 的初始化、音頻采集、 TMS320VC5402 的并行引導(dǎo)裝載程序進(jìn)行了分析與設(shè)計。語音信號的研究可以從時域和頻域兩個方面進(jìn)行。一方面，對聲音語音學(xué)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(luò)的結(jié)合成為研究的熱點。 1874 年電話的發(fā)展可以認(rèn)為是現(xiàn)代處理的開端。這是因為：第一，數(shù)字技術(shù)能夠完成許多很復(fù)雜的信號處理工作；第二，通過語音進(jìn)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(wù)；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(jìn)行加密傳輸。要求放音質(zhì)量好，系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力，便于安裝和擴(kuò)展。其獨立的程序和數(shù)據(jù)總線 ,允許同時訪問程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器 ,實現(xiàn)高速并行操作。低 16 位地址（ A15~A0）用于尋址外部數(shù)據(jù) /程序存儲器或 I/O 空間，高四位地址（ A19~A16）僅用于尋址外部程序存儲器。 5402 復(fù)位時總線保持功能無 效，但可以通過分區(qū)轉(zhuǎn)換控制寄存器（ BSCR）的 BH 位使能 /無效。 NMI 是一種外部中斷，不能用 IMR 和中斷方式位對其屏蔽。 REDAY: 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好信號。如果不用緩沖串行口，可以把 BCLKR0 和BCLKR1 作為輸入端，通過緩沖串行口控制寄存器（ BSPC）的 IN0 位檢查它們的狀態(tài)。 BCLKX能夠被設(shè)置為輸入或輸出，復(fù)位后被配置為輸入信號。當(dāng) EMU1/OFF 為低電平時， BFSX 變成高阻狀態(tài)。 CCS 的主要功能 CCS 的功能十分強大，它集成了代碼的編輯、編譯、鏈接和調(diào)試等諸多功能，而且支持 C/C++和匯編的混合編程，其主要功能如下： 具有集成可視化代碼編輯界面，用戶可通過其界面直接編寫 C、匯編、 .cmd文件等； 含有集成代碼生成工具，包括匯編器、優(yōu)化 C 編譯器、鏈接器等，將代碼的編輯、編譯、鏈接和調(diào)試等諸多功能集成到一個軟件環(huán)境中； 高性能編輯器支持匯編文件的動態(tài)語法加亮顯示，使用戶很容易閱讀代碼，發(fā)現(xiàn)語法錯誤； 工程項目管理工具可對用戶程序?qū)嵭许椖抗芾怼? 同相模擬輸入 (ANA IN+) 這是錄音信號的同相輸入端。 串行輸出 (MISO) ISD 的串行輸出端。 OVF 標(biāo)志 指示 ISD 的錄、放操作已到達(dá)存儲器的未尾。商業(yè)級 芯片在整個溫度和電壓范圍內(nèi) , 頻率變化在 +%內(nèi)。檢出的峰值電平與內(nèi)部 11 設(shè)定的閾值作比較 ,決定自動靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點。 數(shù)據(jù)在時鐘上升沿移入 ,在下降沿移出。 所有指令都在 SS 端上升沿開始執(zhí)行。 ISD4004 共 2400 行，實際只需要 12 位地址即可完成尋址。若 8 以位為一個語音塊，則 MAT 大小減小為 300 個表項。刪除語音可通過將相應(yīng)語音行全置零來完成。 ISD4004 的 RAC 管腳（行地址時鐘）用于指示錄放操作已經(jīng)接近一行的末發(fā)展。我們需要知道每一時刻的錄音信息在芯片存儲器中所處的位置，這樣有利于我們實時地監(jiān)控 ISD4004 語 音芯片工作的位置，從而能夠知道所錄的每段信息的開頭和結(jié)尾的準(zhǔn)確地址，便于我們對已錄入的信息進(jìn)行管理。其中每行有 175ms的高電平， 25ms 的低電平。只需把事先編輯好的語音信息的準(zhǔn)確地址傳送到 ISD4004 的控制口 就可以實現(xiàn)指定地址的放音。由于 ISD4004 不能驅(qū)動一塊喇叭，需要在濾波電路添加一個功率放大電路，在本系統(tǒng)中，采用的是 LM386語音驅(qū)動電路。 C5402McBSP 初始化程序主要完成對 DSP 的 McBSP 進(jìn)行設(shè)置，使其工作在以下狀態(tài) :以 SPI 模式運行，每幀一段，每段 1字，每字 16位。CLKSTP=11,數(shù)據(jù)提前半個周期 STM RCR1,McBSP1_SPSA STM 0080h,McBSP1_SPSD 。 AJMP MAIN。關(guān)指示燈 ACALL DSTOP 。SETREC 16 位 。 CLR 。 CLR LED 。 SETB LED 。關(guān)片選 ACALL STOPP 。 MOV 36H, 15。從當(dāng)前地址放音 11110 X A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 PLAY1: CLR LED 。停止當(dāng)前操作 。停止當(dāng)前操作 PLAY3: JNB STOP,REC6 。50mS 延時 RET 。 26 第 五 章 系統(tǒng) 測試 測試內(nèi)容 本次測試將應(yīng)用程序下載到 DSP 中，然后用杜邦線連接 ISD4004 開發(fā)板，進(jìn)行功能測試。 29 參考文獻(xiàn) [1]彭啟宗 .TMS320VC54X 實用教程 [C].成都：電子科技大學(xué)出版社， 20xx [2]李利 .DSP 原理及應(yīng)用 [C].北京：中國水利水電出版社， 20xx [3]李哲英 ,駱麗 ,劉元盛 .DSP 基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù) [C].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx [4]TMS320VC5402 FixedPoint Digital Signal Processor Datasheet,20xx [5]TMS320VC54x DSP CPU and Peripherals Reference Set,1999 [6]梁曉雯 ,裴小平 ,李玉虎 .TMS320C54X 系列 DSP 的 CPU 與外設(shè) [C].北京：清華大學(xué)出版社， 20xx [7]張雄偉 ,陳亮 ,徐光輝 .DSP 芯片的原理與開發(fā)應(yīng)用 [C].北京：電子工業(yè)出版社， 20xx [8]TPS73HD318 Instruments,1999 [9]鄒彥 ,唐冬 ,寧志剛 .DSP 原理及應(yīng)用 [C].北京：電子工業(yè)出版社， 20xx [10]陳財明 .基于 TMS320C5402 的客流統(tǒng)計系統(tǒng) [D]．杭州：浙江大學(xué)， 20xx [11]楊靜．基于 DSP 的嵌入式實時操作系統(tǒng)平臺及其應(yīng)用 [D]．杭州：浙江大學(xué)，20xx [12]IS61LV25616AL Datasheet. 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