【正文】 完成日期 2020610 教研室主任（簽字） 系 主任（簽字） 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文）開題報告 題 目 學生姓名 學 號 專業(yè)名稱 指導教師 開題 時間 班 級 一、 選題目的和意義： 目前，由于具有運算速度快、片上資源豐富和能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的線性和非線性算法等特性，DSP已成為通信、 雷達、聲納 和消費電子產(chǎn)品等領域的基礎器件，其中在 圖像、 語音信號處理技術方面顯得尤為突出。 指導老師審核。 根據(jù)設計方案， 購買元器件并設計電路 ，檢查錯誤并進行實驗。 5. 按照《西安文理學院本科畢業(yè)論文（設計）工作規(guī)定》撰寫論文。 3. 使用集成開發(fā)環(huán)境 CCS編寫程序，通過仿真調(diào)試器將程序下載至 DSP存儲芯片中并進行在線仿真調(diào)試。 本課題的任務與要求如下： 1．通過查閱相關資料，掌握 DSP軟 硬 件設計原理和設計方法。 西安文理學院機械電子工程系 本科 畢業(yè)設計（論文） 題 目 基于 DSP的語音采集系統(tǒng)硬件設計 專業(yè)班級 學 號 學生姓名 指導教師 設計所在單位 機械電子工程系 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文）任務書 題 目 基于 DSP 的語音采集系統(tǒng)硬件設計 學生姓名 學 號 專業(yè) 班級 指導教師 職 稱 教 研 室 畢業(yè)設計（論文） 任務與要求 設計一個由 DSP控制的語音錄放系統(tǒng)，要求設計硬 件 電路，由 DSP芯片實現(xiàn)語音信號的采集，存儲和回放功能。其中 DSP 芯片采用美國 TI 公司生產(chǎn)的 TMS320VC5416160 型號，語音采集芯片為具有智能化的 TLC320AD50C。 2. 掌握對 TLC320AD50C的編程方法；掌握 Protel進行電路設計的基本方法。 4. 利用軟硬件資源完成系統(tǒng)的整體調(diào)試。 畢業(yè)設計（論文）工作 進程 起止時間 工作內(nèi)容 202031～ 2020319 2020320～ 202053 202054～ 2020526 2020527～ 202067 202068～ 2020610 利用學校圖書館電子閱覽室和圖書，查閱 有關運用 DSP設計的相關知識，收集資料，填寫開題報告。 根據(jù)相關資料和設計程序， 完成全部論文內(nèi)容，并寫好任務書。 論文答辯 。 但是 語音處理 算法實現(xiàn)的前提是語音信號的錄入 和存儲。其控制核心采用 TI 的 TMS320VC5416 數(shù)據(jù)采集使用 具有智能化的 語音數(shù)據(jù)采集芯片 TLC320AD50C。 二、本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢： 數(shù)字信號處理 器是 20世紀 60 年代前后發(fā)展起來的，并廣泛應用于許多新興領域的新型學科，進入 70年代以來，隨著電 子計算機，大規(guī)模集成電路（ LSI）和超大規(guī)模集成電路（ VLSI）以及處理器技術的迅速發(fā)展，數(shù)字信號處理無論在理論還是在工程應用中，都是目前發(fā)展最快的學科之一，并且日趨完善和成熟。在電子通信中，帶寬很窄，因此只能將語音信號進行數(shù)字化處理后，才能進入信道進行通信；另外每個人都有獨特的聲音指紋（聲紋），通過數(shù)字信號處理后提取出聲音的特征，可廣泛應用于安全防護，用戶甄別等產(chǎn)品中。 三、主要研究內(nèi)容： 本課題需要重點研究的是 DSP芯片的工作原理，程序算法的設計，以及外圍電路的時序搭配。 在研究該課題之前 要通過閱讀相關 DSP設計和程序算法的書籍，對 DSP的工作原理有一個深刻的認識，對 DSP的結(jié)構(gòu)要深入到內(nèi)部的每一個寄存器，以備后期程序編寫時能夠合理調(diào)用寄存器。 在設計過程中，分模塊 進行 程序的編寫并調(diào)試，待所有的模塊都調(diào)試完成后，將程序匯總，燒寫到存儲器中， 完成整體功能的運行。 指導教師意見及建議： 目前，數(shù)字信號處理器（ DSP）以其獨體的結(jié)構(gòu)和快速實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法的突出優(yōu)點，發(fā)展十分迅速，并在通信、雷達、聲納、語音合成和識別、圖像處理、影視、高速控制、儀器儀表、醫(yī)療設備、家用電器等眾多領域獲得了廣泛的應用。通過本課題，學生能夠較好地掌握 DSP芯片的軟硬件開發(fā)方法，為今后從事 DSP開發(fā)方面的工作打下堅實的基礎。 簽字 ： 年 月 日 教研室審核意見： 簽字 ： 年 月 日 注：此表前 三 項由學生填寫后，交指導教 師簽署意見，經(jīng) 教研室 審批后，才能開題。再次期間本 人有很多問題都是與指導老師和同組的李超同學商討并參考各種資料才得以解決的。 若按照目前的進度進行，基本可在 5 月下旬作品審核前完成 ,并留有充足時間進行論文書寫及答辯的準備 。該同學動手能力較強，學習積極主動，設計進度較快，目前已完成大部分任務。 基于 TMS320VC5416 的語音采集系統(tǒng) 摘要 ： 設計采用 TMS320VC5416 DSP 芯片及 TLC320AD50C 語音芯片，制作了一個高精度語音 采集回放系統(tǒng)。 本設計從硬件到軟件提供了一套完整的解決方案。TLC320AD50C 作為語音信號 AD/DA 轉(zhuǎn)換 芯片 ， 采用 DSP 的多緩沖串口通道進行 接收 中斷方式讀取數(shù)據(jù)，讀取的數(shù)據(jù)分頁存放在外擴的 SRAM中，可通過 JATG口讀取采集的數(shù)據(jù) 。系統(tǒng)軟件部分采用 集成環(huán)境及 SZDSPF 仿真平臺進行設計及仿真 ,軟件設計語言采用匯編及 C 語言進行編寫，并給出了各個模塊的驅(qū)動程序及詳細軟件 實現(xiàn) 方案。 TLC320AD50C。 錄音回放 Audio collection system based on TMS320VC5416 Abstract： The design uses a TMS320VC5416 DSP chip and TLC320AD50C audio chip, the production of a highprecision audio capture playback system. System can realize the lossless audio signal sampling, followup of the voice signal processing to meet the requirements, and can realize the speech signal recording or playback of realtime processing by the DSP playback functions. This design from hardware to software to provide a plete solution. The hardware part, by collecting TMS320VC5416160 as the playback control and algorithm processor. TLC320AD50C as a voice signal AD / DA converter chips, using DSP multichannel buffered serial port receiver interrupt read data, read out the data page stored in the expansion of the SRAM can be read by JATG population data collected. System with AM29LV800B FLASH memory chips used to store programs, data, power down is not lost. Software part is integrated simulation environment and the SZDSPF Design and simulation platform, software language using C language pilation and preparation, and gives the driver of each module, and details of software implementation. Key words： TMS320VC5416。 Audio collection。 但是語音處理算法實現(xiàn)的前提是語音信號的錄入和存儲。其控制核心采用 TI 的 TMS320VC5416通過本課題，能夠掌握 DSP 系統(tǒng)的硬件及 軟件 設計 的基本方法，為今后從事 DSP 方面產(chǎn)品開發(fā)打下堅實的基礎。語音信號處理一直是數(shù)字信號處理的一個方向，廣泛使用在通信，安防等各類工程應用中。現(xiàn)在 國內(nèi)外都在努力開發(fā)語音處理系統(tǒng)，其某些研究已經(jīng)成功應用于實際生活。 1978 年 AMI 公司發(fā)布了 S2811，是世界上的第一款單片 DSP 芯片，接下來 1979 年美國 Intel 公司發(fā)布了 2820 芯片。 1982 年后， 普通 MCU DSP54X 軟件設計 8 位 /16 位 設計， 應用多為簡單控制，軟件結(jié)構(gòu)簡單基本無算法要求 16 位 /32 位 設計， 應用多為高速算法處理 ，軟件結(jié)構(gòu)復雜穩(wěn)定性要求高，有深入學習的必要 硬件 設計 硬件接口少 ，可擴展應用能力較弱， 外圍電路結(jié)構(gòu)基本固定 ， 無太大的研究價值 硬件接口全，兼容性 和 可擴展性 強，高速應用時外圍電路設計有一定的研究價值 硬件 結(jié)構(gòu) 單一 有專用算法硬件結(jié)構(gòu) 工作頻率 10M~20M 100M~500M 指令支持 簡單語言匯編指令 DSP 專用指令集及精簡指令集 應用前景 低成本，低要求產(chǎn)品 （應用面窄） 高速，高精度，專業(yè)級產(chǎn)品 （應用面寬） 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 2 頁 作為后起之秀的美國德州儀器公司（ TI）推出了 TMS320 系列的 DSP 芯片中的第一代產(chǎn)品 TMS320第二代產(chǎn)品 TMS320C25/C26/C2第三代 TMS320C30/C31/C3第四代 TMS320C30/C31/C3第五代 TMS320C5x/C54x。 本課題主要 研究內(nèi)容 本課題需要重點研究的是 DSP 芯片的工作原理，程序算法的設計，以及外圍電路的時序搭配。 在研究該課題之前要通過閱讀相關 DSP 設計和程序算法的書籍，對 DSP 的工作原理有一個深刻的認識，對 DSP 的結(jié)構(gòu)要深入到內(nèi)部的每一個寄存器，以備后期程序編 寫時能夠合理調(diào)用寄存器。在設計過程中，分模塊進行程序的編寫并調(diào)試，待所有的模塊都調(diào)試完成后，將程序匯總，燒寫到存儲器中，完成整體功能的運行。 論文的結(jié)構(gòu)說明 本論文分為 六 個部分 : 第一章：緒論 簡述 本課題的研究內(nèi)容 和課題的研究必要性以及本課題的今后發(fā)展狀況。 第 三 章： 語音采集系統(tǒng)的整體方案 主要說明本課題設計的基礎理論知識，介紹了 各個芯片的選型方案 ，還介紹了本系統(tǒng)的 技術指標及和 整體設計流程。 第五 章： 語音采集系統(tǒng)的軟件設計 詳細介紹了各個模塊的軟件驅(qū)動設計方案及解決方法，給出了應用層軟件設計的整體流程框圖 ，還介紹了設計中所用到的軟件工具及調(diào) 試方法 。 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 3 頁 第 二 章 TMS320VC5416 結(jié)構(gòu)及 原理 DSP 芯片是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器，為了達到快速進行數(shù)字信號處理的目的， DSP 芯片一般都具有程序和數(shù)據(jù)分開的總線結(jié)構(gòu)、流水線操作功能、單周期完成乘法的硬件乘法器以及一套適合數(shù)字信號處理的指令集。下面以 本設計中采用的 TMS320VC5416為例介紹 DSP 芯片的基本結(jié)構(gòu)。這些特點使得 TMS320VC5416芯片可以實現(xiàn)快速的 DSP 運算，并使大部分運算（例如乘法）能夠在一個指令周期內(nèi)完成。下面分別介紹這些特點是如何在 TMS320VC5416芯片中應用并使得芯片的功能得到加強的。與兩個存儲器相對應的是系統(tǒng)中設置了程序總線和數(shù)據(jù)總線兩條總線，從而使數(shù)據(jù)的吞吐率提高了一倍。取指令和取數(shù)據(jù)都訪問同一存儲器，數(shù)據(jù)吞吐率低。為了進一步提高運行速度 和靈活性， TMS320VC5416芯片在基本哈佛結(jié)構(gòu)的基礎上作了改進，一是允許數(shù)據(jù)存放在程序存儲器中，并被算術運算指令直接使用，增強了芯片的