【正文】 I公司的TMS320C5402和芯片TLC320AD50C實現對音頻信號的采集與回放的方法，其中著重介紹了系統(tǒng)硬件電路設計及TMS320C5402和TLC320AD50C實現語音采集并實時回放。 TMS320C5402。 HARDDISKCIRCULT 目 錄1 緒論……………………………………………………………………………………………………………………….1 設計背景及目的………………………………………………………………………………………..….1 設計內容………………………………………………………………………………….......................22 系統(tǒng)總體設計………………………………………………………………………………………………………..23 器件選擇………………………………………………………………………………………………………………..4 DSP芯片選擇………………………………………………………………………………………….……..4 語音編解碼選擇………………………………………………………………………………..………….54 系統(tǒng)硬件設計 ………………….……………..……….................................... …….....................6 電源管理電路設計……………………………………..................... ……...........................6 譯碼電路………………………………………………………………………………………………….…….7 時鐘及復位電路設計…………………………………………………………………………………….8 時鐘電路設計………………………………………………………....………………..............8 復位電路設計………………………………………………………………………..................8 儲存器擴展電路……………………………………………………………………………………..…….11 McBSP多通道緩沖串口………………………………………………………………………….……..12 JTAG在線調試仿真接口電路設計…………………………………………………................17 A/D和D/A接口模塊設計……………………………………………………………………………..19 信號輸出模塊…………………………………………………………………………………………….….215 軟件設計…………………………………………………………………………………………………………….….21 程序主流程圖....................................................................................................21 McBSP多通道緩沖串口軟件設計……………………………………………………………..…..22 McBSP 寄存器的配置………………………………………………………………………….22 McBSP 接收與發(fā)送中斷的軟件設計…………………………………………………..23 語音采集與回放…………………………………………………………………………………….………25 程序模塊…………………………………………………………………………………………………….....25總結……………………………………………………………………………....................................................26參考文獻………………………………………………………………………………………………………………..…...27致謝…………………………………………………………………………….……………………………………………....29附錄………………………………………………………………….……………………………………………………..…..30 附錄 系統(tǒng)程序……………………………………………………………………………………….………30附件 系統(tǒng)總原理圖1. 緒論 設計背景及目的在很多語音處理的系統(tǒng)中需要用到語音錄放系統(tǒng) ,將現場的聲音錄下 ,供以后回放 ,或者對這些聲音進行相關的特征分析與處理?？梢杂寐暱ú杉?,通過網卡傳送到其他處理器(或 PC)上 ,但這樣就需要將 PC放在錄音現場 ,在某些特定場合不適用。因為對語音的采樣頻率一般為8kHz ,如果每個樣本用 8bit 表示 ,則一秒鐘語音就需要 64kbit 的存儲空間 ,對于外接存儲器來講 ,使用過多 ,不但成本高 ,而且占用空間。DSP 技術的應用領域也越來越廣，尤其在音頻處理領域。語音處理系統(tǒng)的實時性、功耗低、體積小、以及對語音信號的保真度都是很影響系統(tǒng)性能的關鍵因素。因此，該音頻編解碼芯片與54x DSP的結合是可移動數字音頻錄放系統(tǒng)、現場語音采集系統(tǒng)的理想解決方案。TMS320VC5402（以下簡稱C5402）是TI（德州儀器）公司1999年10月推出的性價比極高的定點數字信號處理器（DSP）。本系統(tǒng)主要研究在TMS320VC5402數字信號處理器從多路模數轉換器(ADC)通道獲取信息，并將經DSP處理后的數字信號傳送到多路數模轉換器（DAC）通道。為此，本設計將介紹一種在單片內集成有ADC通道和DAC通道的模擬接口器件TLC320AD50(（簡稱AD50）是TI公司生產的SIGMADELTA型單片音頻接口芯片（AIC）)與TMS320VC5402緩沖串口進行接口的設計方法，同時通過對這種接口電路的硬件進行軟件編程來實現音頻信號的采集與回放。目前,在很多語音處理系統(tǒng)中都用到了語音錄放模塊，采集現場的聲音并存儲起來供以后回放。該設計要求采用高速54x DSP芯片,最高頻率能達到100 MIPS，解決系統(tǒng)的實時性。本設計實現的基于DSP語音錄放系統(tǒng)具有如下要求： 1)要求設計能接收ADC/DAC采樣數據的通道 2)能把接受的數據壓縮儲存RAM中 3)要求語音信號頻率在4KHZ左右 4)要求采用高速54x DSP芯片,解決系統(tǒng)的實時性 5)能不失真的進行真人真聲的語音錄放 6）保證聲音能長時間保存本設計采用的核心處理器是TI 公司的TMS320VC5402 DSP, 數字編解碼芯片TLC320AD50實現了模數轉換和數模轉換的功能。 圖中,DSP 作為主芯片實現各模塊之間的通信, 其主要工作有: 上電自舉, 并初始化音頻編碼芯片AD50等。輸入信號可以有各種各樣的形式,它可以是麥克風輸入的語音信號或是電話線來的已調數據信號,也可以是編碼后在數字鏈路上傳輸或存儲在計算機里的語音信號等。最后, 經過處理后的數字樣值再經DAC 轉換, 進行內插和平滑濾波就可得到連續(xù)的模擬波形。整個系統(tǒng)以流水線的方式進行工作,一部分信號正在A/D 通道中進行ADC 轉換,而另一部分信號則在DSP 處理器中同時進行算法處理[2]。 先進的多總線結構, 3 條16 位數據存儲總線和1 條程序存儲器總線。 1 個1717 位乘法器和1 個40 位專用加法器, 允許16 位帶或不帶符號的乘法。 數據/ 程序尋址空間1M16bit, 內置4K16bit ROM和16K16bit RAM。 低功耗, 工作電源有3V ( 內核使用) 。 CPU先進的多總線結構(1 條程序總線，3 條數據總線和4 條地址總線) 40 位算術邏輯運算單元(ALU)，包括1 個40 位桶型移位寄存器和2 個立的40 位累加器7 位17位并行乘法器，與40 位專用加法器相連，用于非流水線式單周期乘法/累加(MAC)運算比較，選擇，存儲單元(CSSU),用于加法/比較選擇指數編碼器,可以在單周期內計算40 位累加器中數值得到指數雙地址生成器，包括8 個輔助寄存器和2 個輔助寄存器算術運單元(ARAU)存儲器192K 字可尋址存儲空間（64K 字程序存儲器，64K 字數據存儲器以及64字I/O 空間） 片內ROM，可配置位程序/數據存儲器片內雙尋址RAM（DARAM）C5402 中的DARAM 分為若干塊。一般情況下，DARAM 總是映象到數據存儲空間，主要用于存放數據。 電源可用IDLE1,IDLE2,IDLE3 指令控制功耗，使其工作在省電方式下；CLKOUT 輸出信號可以關斷； 語音編解碼芯片選擇從適應語音信號頻率、滿足實時性、降低成本和簡化設計的要求出發(fā), 該系統(tǒng)選擇TLC320AD50 芯片。尤其適合應用于低比特率、高性能密集設備的話音增強, 識別及合成等的各種VOIP, 調制解調器和電話領域。使用過采樣( Over Sampling ) 技術提供16 位A/ D 和D/ A低速信號轉換, 該器件包括2 個串行的同步轉換通道( 用于各自的數據方向) , 工作方式和采樣速率均可由DSP 編程設置。 AD50特點如下：單端信號輸人，幅度在1～4V之間。 輸出信號。 4 系統(tǒng)硬件設計根據本設計的特點，下面將選擇性介紹其中部分原理和設計方法 電源管理電路設計 現在的DSP均向著低電源電壓、低功耗方向發(fā)展。I/O設備的電源電壓（DVdd），CPU的內核工作電壓（CVdd）、。所以TI和其他公司也提供了許多單路或雙路電源電壓供電芯片。片內I/。它們分別為DSP芯片的CPU和片內I/O設備提供工作電壓[5]。在硬件電路中DSP芯片的引腳CNT可以調節(jié)DSP輸入輸出引腳與TTL與CMOS的兼容邏輯，既當CNT為高電平時，為3V工作狀態(tài)，I/O接口電平與CMOS 電平兼容。 譯碼電路5402對外部接口的控制信號有限,又要同時完成對A /D、D /A、EPROM的控制,最有效的辦法是加入譯碼電路。 DSP譯碼地址信號名 地址 訪問對象及操作CS1 2000H 使能DAC0832輸入選通信號CS2 4000H 使能ADC0809輸出允許信號CS3 6000H 啟動ADC0809的數據轉換 一般C54X芯片的時鐘電路由兩種。它可產生與外加晶體同頻率的時鐘信號。另一種方法是采用封裝好的晶體振蕩器，將外部時鐘源直接輸入X2/CLK引腳，而X1引腳懸空。但此方法抗干擾能力差，因此本設計中采用了無源晶振。為保證DSP可靠復位，/RS引腳必須為低電平，且至少保持2個主頻（CLKOUT）時鐘周期。復位脈沖消失后約5個時鐘周期，DSP開始從0FF80H處取代碼執(zhí)行[8]。在系統(tǒng)剛接通電源時，復位電路應處于低電平以使系統(tǒng)從一個初始狀態(tài)開始工作。通常，晶振需要100—200ms的穩(wěn)定時間，則上電復位時間應該=200ms。，由圖可見，這是一個RC電路，該電路的時間常數t=RC=50*103?*10*106uF=