【正文】 平滑電容，C2為防止發(fā)生振蕩和抑制高頻干擾，C3為穩(wěn)定輸出電容，對(duì)于降低輸出紋波、輸出噪聲及負(fù)載電流變化的影響有良好的效果，R2，C4進(jìn)一步對(duì)輸出電壓進(jìn)行濾波，確保電壓的穩(wěn)定。DSP系統(tǒng)一般需要為以下3大類器件和電路供電：（1）DSP芯片。DSP芯片上有4類典型的電源引腳：① I/O電源引腳；② CPU核電源引腳；③ Flash編程電源引腳（僅C2000系列DSP有）；④ 模擬電路電源引腳（僅C2000系列DSP有）。TMS320系列DSP芯片中，I/，而CPU內(nèi)核的電壓卻隨器件的不同而不同，一般都比I/O電源電壓低。例如，，、。這是因?yàn)镈SP一般要承擔(dān)大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算，降低DSP內(nèi)部CPU供電的核心電壓可以有效降低系統(tǒng)的功耗。（2）外部數(shù)字電路。如電平轉(zhuǎn)換器件等。 （3）外部模擬電路。如A/D、D/A和運(yùn)放等。使用時(shí)，應(yīng)該根據(jù)引腳對(duì)電源的要求將DSP系統(tǒng)的所有電源引腳連接到各自的供電電源上。具體電路圖如如35所示：圖35 電路轉(zhuǎn)換電路 5 第四章第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)一個(gè)典型應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，硬件電路的設(shè)計(jì)包含著軟件的設(shè)計(jì)思路，軟件的設(shè)計(jì)又能更好的發(fā)揮硬件的功能。軟件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，是整個(gè)系統(tǒng)的靈魂，整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行操作都是在軟件的協(xié)調(diào)指揮下進(jìn)行的。用于計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的語(yǔ)言分為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。本測(cè)控系統(tǒng)軟件的編寫主要采用C語(yǔ)言編寫，C語(yǔ)言具有良好的模塊化通用性。 軟件總體設(shè)計(jì)DSP系統(tǒng)工作前要先進(jìn)行初始化，才能保證系統(tǒng)運(yùn)行的正常與結(jié)果的精確。在本設(shè)計(jì)中初始化程序主要包括：DSP芯片的初始化和語(yǔ)音編解碼芯片TLV320AIC23的初始化。初始化包括在該課題中所用到的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部鏈接器件的初始化。（1）先初始化系統(tǒng)中控制部分：鎖相環(huán)（PLL模塊主要用來(lái)控制DSP內(nèi)核的工作頻率，外部提供一個(gè)參考時(shí)鐘輸入，經(jīng)過(guò)鎖相環(huán)倍頻或分頻后提供給DSP內(nèi)核。C281X ~10倍的倍頻）、看門狗（WATCHDOG主要用來(lái)見(jiàn)車軟件和硬件的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)內(nèi)部計(jì)數(shù)器溢出時(shí)將產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)，為了不必要的復(fù)位，要求用戶軟件周期的對(duì)看門狗定時(shí)器進(jìn)行復(fù)位）和以及周邊的時(shí)鐘。（2）初始化語(yǔ)音編解碼芯片TLV320AIC23。（3）清除所有的中斷，初始化PIE向量表（C281X處理器內(nèi)部集成了多種外設(shè)，每個(gè)外設(shè)都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)外設(shè)級(jí)中斷。由于CPU沒(méi)有能力處理所有的CPU級(jí)的中斷，因此C281X的CPU除了支持16個(gè)CPU級(jí)中斷外還有一個(gè)中斷擴(kuò)展控制器來(lái)仲裁外設(shè)中斷。中斷仲裁機(jī)制根據(jù)PIE向量表存放的每個(gè)中斷服務(wù)程序的地址確定中斷服務(wù)程序的位置。所有的中斷都是通過(guò)PIE中斷擴(kuò)展單元連接到各自相關(guān)的中斷線上的）：禁用CPU中斷。（4）初始化PIE控制寄存器到它們的默認(rèn)狀態(tài)（所有的PIE中斷被禁止，中斷指令被清除）。（5）禁用CPU中斷和清除所有所有CPU中斷指令。（6）初始化PIE向量表指針指向的中斷服務(wù)程序（ISR）。（7）始化MCBSP。芯片TMS320F2812有一個(gè)多通道緩沖串行口（MCBSP），在本設(shè)計(jì)中該串行口與語(yǔ)音編解碼芯片AIC23相連。MCBSP通過(guò)一系列得存儲(chǔ)器映射控制寄存器來(lái)進(jìn)行配置和操作。為了使MCBSP接口工作在所希望得模式下，必須在初始化時(shí)對(duì)相關(guān)寄存器進(jìn)行正確得配置（在程序中子讓會(huì)用到一些寄存器，MCBSP寄存器有24個(gè)控制寄存器）。MCBSP的初始化流程為：（1）使寄存器SPCR1和SPCR2中的XRST=RRST=FRST= 之前是DSP復(fù)位，則不需要這一步。（2）當(dāng)串口處于復(fù)位狀態(tài)時(shí)，根據(jù)需要只修改MCBSP配置寄存器（不能是配置寄存器）。（3）等待兩個(gè)時(shí)鐘周期，保證內(nèi)部完全同步。（4）根據(jù)需要設(shè)置數(shù)據(jù)采集寄存器（比如DXR1,2寫數(shù)）（5）令XRST=RRST=1來(lái)使能串口。（注意：設(shè)置這兩位時(shí)不能修改其所屬的寄存器的其他狀態(tài)）（6）如果需要內(nèi)部產(chǎn)生幀同步信號(hào)，將FRST置位。（7）接收器和發(fā)送器有效前需要等待兩個(gè)時(shí)鐘周期。（8）根據(jù)需要設(shè)置數(shù)據(jù)采集寄存器（比如DXR1,2寫數(shù)）（9）令XRST=RRST=1來(lái)使能串口。（注意：設(shè)置這兩位時(shí)不能修改其所屬的寄存器的其他狀態(tài)）（10）如果需要內(nèi)部產(chǎn)生幀同步信號(hào)，將FRST置位。（11）接收器和發(fā)送器有效前需要等待兩個(gè)時(shí)鐘周期。本課題除了用相關(guān)的時(shí)鐘控制程序，初始化語(yǔ)音編解碼芯片TLV320AIC23及對(duì)其控制的相關(guān)程序，還有對(duì)多通道緩沖串行口（MCBSP）的相關(guān)初始化及控制程序。主程序流程圖對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采集的時(shí)候要先對(duì)CPU的頻率和AIC23進(jìn)行初始化，等待McBSP產(chǎn)生中斷如果產(chǎn)生中斷則等待McBSP通道0結(jié)束傳送后讀取語(yǔ)音數(shù)據(jù)并將信號(hào)存起來(lái)再一次等待中斷。若McBSP中斷未產(chǎn)生則繼續(xù)等待中斷。主程序流程圖如圖41:圖41圖42 輸入輸出流程圖TLV320AIC23對(duì)語(yǔ)音信號(hào)采集是通過(guò)其中的AD轉(zhuǎn)換采集輸入的語(yǔ)音信號(hào)，每采集完一個(gè)信號(hào)后，就將數(shù)據(jù)發(fā)送到DSP的McBSP接口上，DSP可以讀取到語(yǔ)音數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)為16位無(wú)符號(hào)整數(shù)，左右通道各有一個(gè)數(shù)值。由上圖可知對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采集的時(shí)候要先對(duì)CPU的頻率和AIC23進(jìn)行初始化，等待McBSP產(chǎn)生中斷如果產(chǎn)生中斷則等待McBSP通道0結(jié)束傳送后讀取語(yǔ)音數(shù)據(jù)并將信號(hào)存起來(lái)再一次等待中斷。若McBSP中斷未產(chǎn)生則繼續(xù)等待中斷。圖43 語(yǔ)音信號(hào)編解碼流程圖對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行編解碼的時(shí)候同樣要先對(duì)CPU的頻率和AIC23進(jìn)行初始化，等待McBSP產(chǎn)生中斷，如果中斷未產(chǎn)生則繼續(xù)等待中斷；如果產(chǎn)生中斷則等待McBSP通道0結(jié)束傳送后讀取語(yǔ)音數(shù)據(jù)并將信號(hào)進(jìn)行PCM編碼，如果進(jìn)行編碼則調(diào)用編碼函數(shù)進(jìn)行A律壓縮，然后將壓縮后的碼元存放在緩沖區(qū)內(nèi)然后再調(diào)用解碼函數(shù)對(duì)碼元進(jìn)行解碼得到聲音數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步將聲音數(shù)據(jù)傳輸?shù)絛sp芯片的mcbsp接口然后再返回進(jìn)一步等待中斷的產(chǎn)生。若在讀取出語(yǔ)音數(shù)據(jù)后未進(jìn)行PCM編碼則聲音信號(hào)要通過(guò)DSP芯片的McBSP接口傳出進(jìn)一步等待中斷的開(kāi)始。 在本課題中通過(guò)軟件編程來(lái)完成線性碼轉(zhuǎn)換成A律。在13折線法中，無(wú)論輸入信號(hào)是正是負(fù)，均按8段折線（8個(gè)段落）進(jìn)行編碼。若用8位折疊二進(jìn)制碼來(lái)表示輸入信號(hào)的抽樣量化值，其中用第一個(gè)位表示量化值的極性，其余七位（第二位至第八位）則表示抽樣量化值的絕對(duì)大小。具體的做法是：用第二至第四位表示段落碼，它的8種可能狀態(tài)來(lái)分別代表8個(gè)段落的起點(diǎn)電平。其他四位表示段內(nèi)碼，它的16種可能狀態(tài)來(lái)分別代表每一個(gè)段落的16個(gè)均勻劃分的量化級(jí)。這樣處理的結(jié)果，8個(gè)段落被劃分為27=128個(gè)量化級(jí)。將壓縮結(jié)果存儲(chǔ)到系統(tǒng)RAM中進(jìn)行緩存，根據(jù)抽樣率、語(yǔ)音存儲(chǔ)時(shí)間以及系統(tǒng)的RAM的容量設(shè)置語(yǔ)音存儲(chǔ)緩沖區(qū)的大小，帶緩沖區(qū)存滿后，將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮，然后輸出到SPEAKER接口輸出端。若使用A/D轉(zhuǎn)換器，必須首先對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行初始化設(shè)置，即設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換器工作模式、輸入增益以及抽樣頻率等。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過(guò)對(duì)語(yǔ)音編解碼器的理論研究以及在CCS結(jié)成環(huán)境下的運(yùn)行，本課題最終實(shí)現(xiàn)了主要由dsp芯片TLV320F2812與語(yǔ)音編解碼芯片TLV320AIC23組成的語(yǔ)音編解碼器系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用到了DSP集成開(kāi)發(fā)環(huán)境以及DSP算法等，實(shí)現(xiàn)了以下功能：（1） 首先應(yīng)用TLV320AIC23完成了語(yǔ)音信號(hào)的采集并完成語(yǔ)音信號(hào)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。（2） 然后再對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行了處理，即對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行編碼，轉(zhuǎn)換成適合在新島中傳輸?shù)男盘?hào)。（3） 將語(yǔ)音信號(hào)存儲(chǔ)在緩沖器或PC機(jī)中，然后根據(jù)需要在通過(guò)MCBSP接口傳輸?shù)紻SP芯片中并對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼。（4） 將解碼后的語(yǔ)音信號(hào)傳送到TLV320AIC23中進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。輸出得到所聽(tīng)到的聲音。結(jié)論結(jié)論本課題為基于DSP語(yǔ)音編解碼器的設(shè)計(jì)，運(yùn)用DSP芯片F(xiàn)2812的編解碼功能加上語(yǔ)音編解碼芯片的語(yǔ)音采集功能完成語(yǔ)音信號(hào)的采集及編解碼。輸入的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)AIC23的音頻輸入輸出放大器再經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換功能變成數(shù)字信號(hào)，完成信息的采集。從AIC23輸出地?cái)?shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)DSP的McBSP接口再輸入到DSP芯片F(xiàn)2812中進(jìn)行信號(hào)處理，F(xiàn)2812對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行編碼使信號(hào)成為可以在信道中傳輸?shù)拇a并將這些碼元存儲(chǔ)起來(lái)。存儲(chǔ)器經(jīng)過(guò)需要再將語(yǔ)音數(shù)據(jù)通過(guò)DSP芯片F(xiàn)2812的接口McBSP的DR引腳傳送給芯片F(xiàn)2812，F(xiàn)2812將語(yǔ)音碼元進(jìn)行解碼，將解碼后的數(shù)據(jù)仍然通過(guò)McBSP接口的DX引腳傳輸給AIC23，AIC23對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)播放出來(lái)。本課題先對(duì)硬件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。硬件部分分為三個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先是輸入輸出模塊的設(shè)計(jì)，即完成語(yǔ)音信號(hào)的采集。然后是時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)，為DSP芯片提供正常工作所需要的頻率。最后是電源模塊，為DSP芯片提供正常工作電壓。此模塊分為兩部分，一部分是由220V交流電轉(zhuǎn)換成5V的直流電的設(shè)計(jì)。完成硬件的設(shè)計(jì)接著進(jìn)行軟件部分的設(shè)計(jì)。軟件部分分為四個(gè)模塊，一是語(yǔ)音采集模塊的實(shí)現(xiàn)，一個(gè)是語(yǔ)音編解碼的實(shí)現(xiàn)，一個(gè)是輸入輸出模塊的實(shí)現(xiàn)。本課題應(yīng)用的技術(shù)主要是DSP編解碼原理即抽樣、量化和編解碼技術(shù)。利用DSP芯片的編解碼功能完成編解碼，利用AIC23語(yǔ)音信號(hào)采集功能完成抽樣量化。，進(jìn)行A律壓縮編解碼。本課題的不足之處就是編碼速度不夠快，優(yōu)化的方法可以選擇替換一個(gè)DSP處理器,或采用線性匯編地方法來(lái)進(jìn)行編解碼。 0 參考文獻(xiàn) 35 參考文獻(xiàn)[1] 朱銘鋯：，2002[2] :人民郵電出版社，1984[3] 數(shù)字信號(hào)處理—:清華大學(xué)出版社，1998[4] 王世一 ；數(shù)字信號(hào)處理；北京理工大學(xué)出版社，1997年12月第二版[5] 姚天任 :華中科技大學(xué)出版社，1999年11月第一版[6] AN Introduction to [7] 萬(wàn)國(guó)金；語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字處理中語(yǔ)音編解碼算法的研究；南昌大學(xué)信息工程學(xué)院.[8] [9] RobetroCristi, Digital Signal Processing[10]SanjitKMitra,[11] 彭啟琮 管慶 DSP集成開(kāi)發(fā)環(huán)境CCS及DSP/ 2004[12] 陳健 陳偉；DSP算法、[13] 蘇奎峰 TMS320X281X [14] 戴明禎，周建江TMS320C54XDSP結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2002年3月[15〕尹勇，歐光軍，:北京航空航大大學(xué)出版社， [16] 張雄偉 鄒霞 賈沖；DSP芯片原理與應(yīng)用；.[17] TMS320C28X系列DSP的CPU與外設(shè)++（上、下） 0 致謝 0 致謝在畢業(yè)論文完成之際，首先感謝王瑋老師的精心指導(dǎo)，在論文的設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師給予了無(wú)私的幫助，為我解決了許多理論上與技術(shù)上的難題，在此表示衷心的感謝。同時(shí)對(duì)給予我?guī)椭耐瑢W(xué)也表示由衷的感謝，他們對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了許多設(shè)計(jì)理念并提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的良好學(xué)術(shù)氛圍與和諧的人際關(guān)系為我的學(xué)習(xí)和研究提供了良好的外部環(huán)境，衷心感謝實(shí)驗(yàn)室的各位同學(xué)的大力支持與幫助。另外，學(xué)校為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了良好的設(shè)備和環(huán)境，為本次設(shè)計(jì)的成功創(chuàng)造了條件，在此一并感謝！