【正文】 annel simultaneous volume/mute update 1 = Enabled //LZC (bits 7) 1 Leftchannel zerocross detect 0 = Off //LHV[6:0] (bits 60) 1111001 Left Headphone volume control (1111001 = 0 dB default) //0000 0101 1111 1001 =0x07f9。 //REG2 Left Channel Headphone Volume Control asm( nop)。 //Address (bits 159) 0000001 Delay0(10)。 //LRS (bits 8) 1 Left/right line simultaneous volume/mute update Enabled //LIM (bits 7) 0 Left line input mute 0 = Normal //XX (bits 65) 00 Reserved //LIV[4:0] (bits 40) 10111 Left line input volume control (10111 = 0 dB default) //0000 0001 0001 0111 =0x0317。 //REG0 Left line input channel volume control asm( nop)。 //Address (bits 159) 0001111 Delay0(10)。 // Enable SPI } void aic23_init(void) { 基于 FIR的語音信號濾波 第 14 頁 共 22 頁 =0x1e00。 // Set so breakpoints don39。 // Baud rate,100KHZ。 // Enable master mode, normal phase, // enable talk, and SPI int disabled. =0x0080。 // Reset SPI =0x004F。 //延遲 void Delay0(Uint16 numbers)。 //MCBSP 發(fā)送一個數(shù)據(jù)32 位 void mcbsp_read_rdy(void)。 //初始化 TLV320AIC23，設(shè)置內(nèi)部寄存器 void mcbsp_init(void)。 void spi_init(void)。 原始語音信號的頻域濾波后的波形 double npass,h[51],u,y,xmid[51]。 原始語音信號的時域濾波后的波形 Uint16 PC[128]。 //MCBSP 接收數(shù)據(jù)變量數(shù)組 Uint16 PA[128]。 //MCBSP 接收數(shù)據(jù)變量 Uint16 write_data2,write_data1。這樣的課程設(shè)計是很好的鍛煉機會 ,希望老師以后也多安排一些這些方面的實習(xí)任務(wù)，通過實驗設(shè)計使我深入了解到課程設(shè)計 在大學(xué)學(xué)習(xí)的重要性，課程設(shè)計增強了我們的實踐動手能力，也為大四 下 學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計提供了寶貴的經(jīng)驗 。 結(jié)論 本次課程設(shè)計 把理論應(yīng)用到了實踐中，同時通過設(shè)計，也加深了自己對理論知識的理解和掌握，在解決困難的過程中，獲得了許多專業(yè)方面的知識 ,拓展了視野。在解決困難的過程中讓我獲得了許多專業(yè)方面的知識，拓展了視野，提高了理論水平和實踐動手能力，激發(fā)了我們的探索精神 。 在設(shè)計的過程中的確遇到了很多問題，如仿真軟件 CCS 的具體操作與使用方法等等，但最終通過查閱資料、請教同學(xué)等途徑使問題得以解決。 本 設(shè)計是一個基 于 TMS320F2812的語音采集硬 件設(shè)計方案，敘述和分析了其中的幾個主要硬件模塊，包括信號采集 A/D、D/A 模塊、存儲器模塊、和電源模塊。 它要求的數(shù)學(xué)知識多 ,包括高等代數(shù)、數(shù)值分析、概率統(tǒng)計、隨機過程等。剛開始，對于這軟件并不是很熟悉，所以導(dǎo)致花費了很多時間用在熟悉這個軟件上。在本次實習(xí) 過程中的確遇到了不少問題。因此 , 在實際應(yīng)用中對語音信號進(jìn)行 FIR濾波 , 可以很好的將噪音部分去掉。實驗證明： 未進(jìn)行 FIR濾波時 , 聲音中含有的高頻雜音將明顯地影響聽覺效果。圖 8是原始語音信號頻域波形及頻域濾波后的波形， 上面的部分為原始語音信號時域的波形經(jīng)過 FFT后頻域的波形 PC,下面的部分為原始語音信號濾波后的時域信號經(jīng)過 FFT后的頻域波形 PD。其中采樣頻率 fs = 8000Hz，截止頻率 fstop = 3000Hz。其中 采 樣頻率 fs = 8000Hz， 截止頻率 fstop = 3000Hz 為低通濾器濾除高頻部分。其中 PA 指原始信號的時域波形， PB 指濾波后的時域波形， 128 指抽樣點數(shù)，程序運行后的波形如下圖 6 所示。采用單步運行或執(zhí)行到光標(biāo)處，或全速運行，并打開波形觀察窗口，跟蹤觀察其執(zhí)行過程和濾波效果。上述優(yōu)點使得 TLV320AIC23成為一款非常理想的音頻 編解碼器 ，與 TI 的 DSP 系列相配合更是相得益彰。 TLV320AIC23還 具有很低的功耗 (回放模式為 23mW。 ADC 和 DAC 的輸出信噪比分別可達(dá) 90dB 和 100dB。輸入和輸出都具有可編程的增益調(diào)節(jié)功能。 (3)片內(nèi)具有快速 RAM，通?？赏ㄟ^獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問； (4)具有低開銷或大開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持 。 TMS320F2812 采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，具有密碼保護(hù)機制，可進(jìn)行雙 16 16 位乘加和 32 32位乘 法 加操作，因而可兼顧控制和快速 運算的雙重功能。 其片上外設(shè)主要包括 2 8路 12 位 ADC（最快 80ns 轉(zhuǎn)換時間）、 2路 SCI、 1 路 SPI、 1 路 McBSP、 1 路 eCAN等，并帶有兩個事件管理模塊 （ EVA、 EVB） ，分別包括 6路 PWM／ CMP、 2 路 QEP、3 路 CAP、 2路 16位定時器 （ 或 TxPWM／ TxCMP）。 FIR 濾波器的 DSP 軟件實現(xiàn)方法有兩種，一種是用 C 語言實現(xiàn)，一種是用匯編語言實現(xiàn)，本次課程設(shè)計采用用 C 語言來實現(xiàn)，其軟件流程圖如下圖 4 所示 圖 4 C 語言程序流程圖 開始 濾波結(jié)束 輸入語音信號數(shù)據(jù) 定義濾波器系數(shù) 為原始信號和數(shù)據(jù)指定寄存器 做濾波算法 基于 FIR的語音信號濾波 第 7 頁 共 22 頁 TMS320F2812 芯片介紹 TMS320F2812 是 TI公司的一款用于控制的高性能、高性價比的 32位定點 DSP 芯片。首先進(jìn)行帶限濾波和抽樣，然后進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換成數(shù)字比特流，由耐奎斯特樣定理可知為了保證信息完整抽樣頻率至少是輸入帶限信號最高頻率的 2倍。利用所求得的單位抽樣響應(yīng)，即可用硬件構(gòu)成濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù) H(z)。 本課程設(shè)計采用的是用矩形窗來設(shè)計低通濾波器。,window]) （ 31） 式中， n 為 FIR 濾波器的階數(shù)，對于高通 ,帶阻濾波器， n 需取偶數(shù)； wn為濾波器截止頻率，范圍為 0~1（歸一化頻率）。函數(shù)調(diào)用格式為： b=fir1(n,wn[,39。通過采集得到一組輸入信號。利用緩沖區(qū)的目的是進(jìn)行語音信號的實時處理，系統(tǒng)中各模塊是并行運行的，一部分信號正在ADC 中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而另一部分信號則在 DSP 處理器中進(jìn)行算法處理，整個系統(tǒng)是以流水線的方式進(jìn)行工作的。聲音信號經(jīng) ADC 轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字信號，輸入到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，TMS320F2812 從中提取數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)內(nèi)部由各種處理算法將錄進(jìn)的音頻信號進(jìn)行快速運算和處理，經(jīng)處理后的數(shù)字信號再輸入到輸出緩沖區(qū)中，經(jīng) DAC 轉(zhuǎn)換器還原成模擬的聲音信號。 CCS 功能十分強大，其主要功能如下： 具有集成可視化代碼編程界面，用戶可通過其界面編寫 C、匯編、 CMD 文件等； 含有集成代碼生成工具包括匯編器，和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； 提供 GEL 工具， 利用 GEL 擴展語言，用戶可以 編寫自己的控制面板 /菜單設(shè)置 GEL 菜單選項，方便直觀的修改變量配置參數(shù)等。 CCS 介紹： CCS 是一種針對 TMS320 系列 DSP 的集成開發(fā)環(huán)境，在 Windows操作系統(tǒng)下，采用圖形接口界面，提供環(huán)境配置、源文件編輯、程序調(diào)試、跟蹤分析等工具。在新的版本中也加入了對 C， FORTRAN， C++， JAVA 的支持。 MATLAB 應(yīng)用非常之廣泛 。而要得到一個因果的線性相位濾波器，它的 hd(n)長度為 N，必須滿足公式 23 )1()( ???? nNhnh （ 23） h(n)可以看做是 hd(n)與窗函數(shù) w(n)的乘積，如公式 24 所示 h(n)= hd(n)w(n) （ 24） 基于 FIR的語音信號濾波 第 4 頁 共 22 頁 這種操作叫做加窗，其中根據(jù) w(n)的不同定義，可以得到不同的窗結(jié)構(gòu)在頻域中，因果 FIR 濾波器響應(yīng) )( jweH 由 )( jweHd 和窗響應(yīng) )( jwew 的周期卷積得到 ，公式如下 : )( jweH = )( jweHd )( jwew? （ 25） 常用的窗函數(shù)有矩形窗、三角形 （ Bartlett） 窗、漢寧 （ Hanning） 窗、哈明 （ Hamming）窗、布萊克曼 （ Blackman） 窗、 凱澤 （ Kaiser） 窗等。我們用 )( jweHd 表示理想的選頻濾波器，它在通帶上具有單位增益和線性相位，在阻帶上具有零 響應(yīng)。 其相應(yīng)的 z 變換為 如公式 22 所示，其中 zi 為 N1 階多項式 （ 22） 普通的直接型 FIR 濾波器結(jié)構(gòu)如 下 圖 2 所示 ： 圖 2 FIR 濾波器的直接型結(jié)構(gòu) 窗函數(shù)的設(shè)計原理