基于tms320vc5502的語(yǔ)音信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-14 15:08 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 基于TMS320VC5502的語(yǔ)音信號(hào)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2–1所示，該系統(tǒng)的中央處理單元采用美國(guó)TI(德州儀器)公司的高性能定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理芯片TMS320VC5502，TMS320VC5502是TI公司推出的定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器，它采用修正的哈佛結(jié)構(gòu)，包括12組獨(dú)立總線(xiàn)，即1組程序讀總線(xiàn)，1組程序地址總線(xiàn)，3組數(shù)據(jù)讀總線(xiàn)，2組數(shù)據(jù)寫(xiě)總線(xiàn)，5組數(shù)據(jù)地址總線(xiàn)。這種結(jié)構(gòu)允許同時(shí)執(zhí)行程序指令和對(duì)數(shù)據(jù)操作， 運(yùn)行速度快，單周期定點(diǎn)指令執(zhí)行時(shí)間為10ns。在語(yǔ)音信號(hào)采集中, 模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換（ADC)的精度和實(shí)時(shí)性對(duì)后續(xù)信號(hào)處理過(guò)程起到了重要作用。設(shè)計(jì)中采用TLC320AD50完成語(yǔ)音信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換。TLC320AD50是TI公司提供的一款32 bit同步串口A/D和D/A轉(zhuǎn)換芯片，ADC之后有1個(gè)抽取濾波器以提高輸入信號(hào)的信噪比, Kb/s，滿(mǎn)足語(yǔ)音信號(hào)處理關(guān)于采樣頻率的要求。圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖a)DSP核心模塊的設(shè)計(jì): TMS320VC5502是整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，核心處理部分。把緩存器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到海量存儲(chǔ)器中，并對(duì)CPLD邏輯的工作方式，工作時(shí)鐘進(jìn)行控制，同時(shí)還完成與上位機(jī)的通信。TMS320VC5502有2個(gè)MAC單元，4個(gè)40位累加器，能夠在單周期內(nèi)作2個(gè)17*17的乘法運(yùn)算。在這里，選用TMS320VC5502的數(shù)據(jù)空間用做SRAM的擴(kuò)展，選用TMS320VC5502的I/O空間用做FLASH擴(kuò)展。DSP核心模塊充當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)的CPU的功能，除了承擔(dān)對(duì)A\D轉(zhuǎn)換器送來(lái)的信號(hào)做相應(yīng)的處理之外，還驅(qū)動(dòng)RS232串行通信鏈路將相應(yīng)的數(shù)據(jù)及時(shí)的傳到上位機(jī)上以備做之后的相關(guān)處理或計(jì)算，這就要求DSP芯片的處理能力相當(dāng)?shù)膹?qiáng)大和速度必須與ADC相匹配，這一點(diǎn)TMS320VC5502完全有能力做到。b) A\D轉(zhuǎn)換模塊: A\D轉(zhuǎn)換模塊是整個(gè)系統(tǒng)的主要部分，它接收來(lái)自外部的信號(hào)或模擬數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳遞給CPU做后續(xù)的處理。設(shè)計(jì)中采用TLC320AD50完成語(yǔ)音信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換。TLC320AD50是TI公司提供的一款16 bit同步串口A/D和D/A轉(zhuǎn)換芯片，ADC之后有1個(gè)抽取濾波器以提高輸入信號(hào)的信噪比, Kb/s，滿(mǎn)足語(yǔ)音信號(hào)處理中關(guān)于采樣頻率的要求。TLC320AD50(以下簡(jiǎn)稱(chēng)AD50 )是TI生產(chǎn)的多媒體音頻編解碼器芯片,它集成了16位A/D和D/A 轉(zhuǎn)換器,其采樣速率可通過(guò)DSP編程來(lái)設(shè)置。在AD50內(nèi)部ADC之后有抽樣濾波器,以提高輸入信號(hào)的信噪比,在DAC之前有插值濾波器,以保證輸出信號(hào)平滑。AD50內(nèi)部有7個(gè)數(shù)據(jù)和控制寄存器,用于編程設(shè)置它們的工作狀態(tài)。由于語(yǔ)音信號(hào)的頻率范圍在200Hz～23400Hz之間,采樣率一般設(shè)定為8kHz,所以用AD50做AD轉(zhuǎn)換器非常合適。AD50的工作方式和采樣頻率均通過(guò)串口編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)是通過(guò)同一串行口進(jìn)行傳輸?shù)?所以AD50中有首次通信和二次通信。首次通信專(zhuān)用于轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送,其時(shí)序如圖2所示。二次通信則用來(lái)設(shè)置和讀出寄存器的值,所有的寄存器都在二次通信時(shí)編程。啟動(dòng)二次通信有兩種方法,一種是在FC上加高電平,第二種是將15位方式在首次通信的
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