【正文】 下，系統(tǒng)總是在程序方式和數(shù)據(jù)方式之間不斷地切換工作，以達到在從AD73360讀取數(shù)據(jù)期間改變其配置的目的。例如，將AD73360設置為混合工作模式，如上所述，該工作模式下系統(tǒng)需要在程序方式和數(shù)據(jù)方式之間切換，那么切換時候就要寫入相應的控制字，所以在選擇采樣速率和數(shù)據(jù)傳輸速率時，還要考慮發(fā)送采樣結果之后，AD73360是否有足夠的時間接收DSP傳送過來的控制字。 軟件開發(fā)環(huán)境CSS簡介Code Composer Studio簡稱CCS，是TI公司推出的為開發(fā)TMS320系列DSP軟件的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)。它將各種代碼產(chǎn)生工具，諸如匯編器、鏈接器、C/C++編譯器、建庫工具等集成在一個統(tǒng)一的開發(fā)平臺中。能對TMS320系列DSP進行指令級的仿真和進行可視化的實時數(shù)據(jù)分析。[13]。前者可以脫離DSP芯片，在PC機上模擬DSP的指令集與工作機制，主要完成前期算法的實現(xiàn)和調試；后者可以實時運行在DSP芯片上，進行在線編寫和調試應用程序。本論文中使用的軟件開發(fā)環(huán)境為CCS 。匯編語言是接近底層的機器代碼，對硬件的操作更為直接，編寫程序執(zhí)行速度快，效率較高，但程序編寫復雜，開發(fā)周期長，程度的易讀性和可移植性較差。使用高級語言(如C/C++)進行程序開發(fā)更為容易，程序的可讀性和移植性更強，從而可以大大提升開發(fā)速度，縮短開發(fā)周期；但是高級語言的效率較低，不易滿足實時性的要求?；谝陨峡紤]，本論文采用的方法是將兩種編程語言折中選擇，即程序的主體框架和對實時性要求不高的部分用C/C++語言編寫，而中斷向量表和鏈接文件等則采用匯編語言編程實現(xiàn)。這種方法也可以改善軟件的移植性，在軟件移植時可以不改變程序的主體框架，而只要為處理器提供相應的算法即可。 主程序流程圖多路語音數(shù)據(jù)的處理是在單路的基礎上完成的。整個系統(tǒng)中只有一個線性循環(huán)執(zhí)行的程序。當前這路數(shù)據(jù)進行雙音多頻解碼、語音壓縮編碼以及傳輸給PC完成之后，進行一次判決，以判斷是否讀取下一路數(shù)據(jù)，如果四路數(shù)據(jù)都被處理過一次之后，重新開始處理第一路的數(shù)據(jù)，依次循環(huán)。 初始化函數(shù) DSP初始化(1) Chip Support Library(CSL)簡介隨著DSP片上外設種類及其應用的日趨復雜，TI公司提供了一組用于訪問和控制片上外設的標準的方法，被成為Chip Support Library(簡稱CSL)。CSL還具有以下特點：216。 對硬件進行抽象，提取符號化的片上外設描述：定義一組宏，用于訪問和建立寄存器及其域值216。 已集成到DSP/BIOS中：通過圖形用戶接口GUI對CSL進行配置；216。(2) CSL的使用DSP的初始化主要是調用CSL庫，并通過調用其中的庫函數(shù)對相關的寄存器進行設置。系統(tǒng)中如果調用CSL進行寄存器地址的映射，那么首先要初始化CSL，即在主函數(shù)中加入下述語句：CSL_init( )； AD初始化(1) AD73360的寄存器設置，A/D的初始化就是要對其相應的控制寄存器寫入合適的數(shù)值。表41 AD73360的控制字格式1514131211109876543210設備地址寄存器地址寄存器內容由表41可知，每個寄存器的控制字由16位bit組成，其中由最高位的bit判定輸入AD的數(shù)據(jù)是控制字還是待處理的模擬信息，如果該bit為1，則表明輸入的為程序模式或混合程序/數(shù)據(jù)模式下的控制字；如果該bit為0，則表明輸入的是待處理的模擬信息。每個寄存器相應的功能表述可查閱AD73360的芯片資料得到。如果使用CSL完成DSP寄存器地址映射，McBSP的寫操作則可以直接調用CSL中的庫函數(shù)來完成。值得注意的是，在使用McBSP的寫操作之前，先要將McBSP進行打開操作，即先調用CSL中的MCBSP open()函數(shù)。第二個控制字(FAh)的寫入是為通道1和通道2上電的指令，并且在此分別設定了兩者的增益大小。第三個控制字(E0h)和第四控制字(02h)的寫入可以設定混合模式。一旦7FFFh被寫入AD73360后，就可以開始讀取數(shù)據(jù)進行處理了。 雙音多頻解碼算法 雙音多頻解碼檢測的程序流程圖 DTMF解碼流程圖，雙音多頻的解碼由兩部分組成：每個采樣點的處理和塊處理。塊處理主要是進行音調檢測，通過一系列檢測確定信號是否有效。 雙音多頻解碼程序的參數(shù)設置1 選擇合適的采樣頻率采樣頻率的選擇必須要遵循奈奎斯特采樣定理：采樣頻率至少不低于最高信號頻率的兩倍。2 塊大小的設置這里提到的“塊大小”即為上述程序流圖中的COUNT值，也就是計數(shù)器的初始大小，每采樣COUNT次進行一次音調檢測。3 預先計算系數(shù)在采樣頻率和塊大小確定之后，只需通過下面幾個公式即可簡單地計算出處理時候所需要的常數(shù)： (41) (42) (43)其中，是目標頻率，是采樣頻率。如果使用的是C語言編程，可以將預先計算好的系數(shù)存放在一個數(shù)組之中；如果使用的是DSP的匯編語言，可以開辟一段區(qū)域，將所有系數(shù)存放在一個table之中。 語音壓縮編碼算法編碼的軟件流程與理論算法基本相似。然后，調用Comp_LPC()函數(shù)進行線性分析過程，執(zhí)行LPC系數(shù)的計算。分別調用AtoLsp()函數(shù)和Lsp_Qnt()函數(shù)，進行LPC系數(shù)到LSP系數(shù)的轉換和LSP向量的量化。在下一步中，語音信號將進入共振峰感知加權濾波處理。下面，將信號進行諧振峰噪聲整形。然后，進行子幀的處理。接下來，調用Find_Acbk()函數(shù)進行自適應碼本搜索，完成基音周期的預測。 軟串口 軟串口的實現(xiàn)方式本文采用軟件編程方式實現(xiàn)軟串口的數(shù)據(jù)傳輸。程序中對數(shù)據(jù)進行打包，每幀數(shù)據(jù)包括1位起始位、1位停止位和8位數(shù)據(jù)位，共計1 lbit。上述狀態(tài)查詢的結構體可如下設置：extern volatile struct StatusStruct{/*ART狀態(tài)查詢結構體UARTLSR的定義*/unsigned int reserved：10；unsigned int THRE：l；/*傳輸寄存器是否空*/unsigned int BI：1；/*傳輸中斷差錯*/unsigned int FE：1；/*幀差錯*/unsigned int PE：1；/*奇偶差錯*/unsigned int OE：1；/*溢出差錯*/unsigned int DR：1；/*數(shù)據(jù)準備好標志*/}UARTLSR； 通過查詢相應的狀態(tài)位，來判定后續(xù)的操作。即當滿足發(fā)送條件時，也就是接收到的數(shù)據(jù)已經(jīng)按照既定數(shù)據(jù)格式進行打包后，這時可以將TxCharBuf中的數(shù)據(jù)發(fā)送。首先，為數(shù)據(jù)傳輸開辟相應的存儲空間。比如，=1標志著有新的數(shù)據(jù)傳送到McBSP中等待打包和傳輸；，等待發(fā)送到TxCharBuf中，如果該位被設置為1，則需要檢查TxCharBuf中的前一幀數(shù)據(jù)是否已經(jīng)發(fā)送，以清空TxCharBuf,便于下一幀數(shù)據(jù)的發(fā)送。 軟串口的軟件實現(xiàn) 中斷向量表如果工程中使用到了中斷功能，那么就必須建立中斷向量表來表明中斷服務子程序的跳轉位置。本設計中使用的C5509 DSP支持32個中斷服務子程序(ISRs)，每個向量占用4個字的空間。不論中斷向量號是否被使用，只要所占用空間不足4個字，都要用NOP指令補齊空間。圖中的字節(jié)地址是指相應的存儲區(qū)的首地址，其中DARAM和SARAM位于C5509片上，SDRAM通過CE0實現(xiàn)片外存儲區(qū)域的擴展，其大小為64Mb，主要用于存放AD采樣后的多路數(shù)據(jù)。其中第一旬是指明堆棧的大小。通過查看該文件，可以獲得各個存儲空間的實際使用信息，以根據(jù)這些信息進行存儲空間的重新分配，不斷優(yōu)化程序。這款軟件能夠創(chuàng)建、編輯、過濾多種聲音信息，并能將之轉換為聲音文件。 DTMF信號的產(chǎn)生根據(jù)CCITT的規(guī)定，雙音多頻信號每秒最多為10個數(shù)字，也就是周期為100ms時，其中雙音多頻信號的持續(xù)時間不少于45ms，不大于55ms；其余時間為靜音信號，用以區(qū)別兩個雙音多頻數(shù)字信號。根據(jù)雙音多頻解碼程序的設計，開辟以DIGITS命名的空間放置解碼后的數(shù)據(jù)，．查詢上述數(shù)據(jù)段即可檢查解碼結果是否正確。這些設置信息可以通過閱讀測試向量的文件名得知。比如文件OVERC53H．TIN，其中OVER表示測試向量的種類為OVERFLOWS，C表示該測試文件用于編碼器，H表示打開高通濾波器。探測點(probe point)是在算法開發(fā)中使用較多也較為有用的一個工具，可用來與PC主機進行數(shù)據(jù)的通信。當達到算法中的探測點時，可將在特殊的存儲器區(qū)域中的數(shù)據(jù)流與文件進行數(shù)據(jù)交換。其中地址域指定了數(shù)據(jù)放在文件中的位置；長度域指定了當探測點達到時，每次從數(shù)據(jù)文件讀取數(shù)據(jù)的個數(shù)。通過比對，可以驗證上述壓縮編碼基本可以正確在DSP上進行編碼。為了減少錯誤源，本測試僅僅對串口進行操作，不涉及語音編碼和雙音多頻解碼的操作。根據(jù)串口程序的設計，設定波特率、數(shù)據(jù)位等信息。 串口檢測效果圖6 遇到的問題及解決辦法 DSP選型的問題在最初的時候，結合實驗室的情況，主要在三款DSP芯片上作以取舍。后來查詢資料，結合分析，最終確定了芯片的選擇。芯片的選擇分析過程可以在第三章的DSP選型中看到。在看了一段時間的學習視頻和文獻資料之后，通過幾次試驗之后，才開始整個課程設計，這一段過程對于我也是一個很重要的學習歷程，對于以后工作過程中的自學很有幫助。7 結束語為期一個月的課程設計已經(jīng)接近尾聲，在這一個月中，我學習了很多課堂上不能學到的知識，最重要的是實踐經(jīng)驗。本論文主要實現(xiàn)的是對原有的模擬語音監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化改造，利用DSP技術對語音信號進行壓縮編碼，從而節(jié)省了語音數(shù)據(jù)的存儲空間。本論文完成的主要工作包括以下幾個方面。2．深入研究和探討了系統(tǒng)所需的DSP硬件平臺——TMS320C5509 DSP和軟件編譯環(huán)境——。3．重點完成了系統(tǒng)的軟件設計，、雙音多頻解碼算法Goertzel和串口程序的移植、編寫以及測試。經(jīng)過這個月的課程設計，我在實踐方面有了很大的提高，這對于我即將到來的就業(yè)有很大的影響。參考文獻[1] 吳家安．語音編碼技術及應用，北京：機械工業(yè)出版社，2006，110[2] 王洪，唐凱．低速率語音編碼，北京：國防工業(yè)出版社，2006，29 [3] 王念旭．DSP基礎與應用系統(tǒng)設計，北京：北京航空航天大學出版社，2001，29 [4] 任建國．DSP開發(fā)技術實例與技巧，北京：國防工業(yè)出版社，2007，93104. 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