基于dsp的音频信号采集系统设计

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1、基于DSP的音频信号采集系统设计辽宁省葫芦岛市辽宁工程技术大学电子与信息工程学院摘要：本设计是一个基于TMS320VC5402的音频信号采集系统。介绍了该系统的总体实现方案和硬件设计，利用TMS320VC5402芯片来实现音频信号的采集和输出。本系统主要分为以下几个部分：电平转换电路、AD转换电路、静态存储与动态存储、USB接口以及JTAG部分。最后通过对DSP系统进行仿真调式，证明所设计的基于DSP的硬件系统是一个很好的音频信号采集系统。关键词：DSPTMS320VC5402音频信号采集与处理Thedesignofaudiosigna

2、lacquisitionsystembasedonDSPLiaoningprovinceHuludaocityLiaoningTechnicalUniversitySchoolofelectronicandInformationEngineeringAbstract:ThedesignisaudiosignalacquisitionsystembasedonaTMS320VC5402.Introducedtheimplementationandhardwaredesignoftheoverallsystem,usingaTMS320VC

3、5402chipfortherealizationofaudiosignalacquisitionandoutputThissystemismainlydividedintothefollowingsections:thelevelconvertingcircuit,theADconversioncircuit,thestaticstorageanddynamicstorage,USBinterfaceandtheJTAGportion.BytheendoftheDSPsystemsimulationmode,provedthatthe

4、designbasedonDSPhardwaresystemisaverygoodaudiosignalacquisitionsystem.Keywords:DSPTMS320VC5402audiosignalacquisitionandprocessing近年来，随着DSP技术的普及和低价格、高性能DSP芯片的出现，DSP已越来越多地被广大的工程师所接受，并越来越广泛地被应用于各个领域，例如：语音处理、图像处理、模式识别及工业控制等，并且已日益显示出其巨大的优越性。DSP是利用专门或通用的数字信号处理芯片，以数字计算的方法对信号进行处

5、理，具有处理速度快、灵活、精确、抗干扰能力强、体积小及可靠性高等优点，满足了对信号快速、精确、实时处理及控制的要求。确定硬件实现方案该系统主要应用于工业生产中，通过采集的声音信号与数据库中的数据相比较，来检测生产设备的运行状态等。考虑到系统性能指标、成本、算法需求等多方面因素后，确定了最优的硬件实现方案，系统框图如图1所示。该系统主要分为以下几个部分：电平转换电路、AD转换电路、静态存储与动态存储、USB接口以及JTAG部分。系统通过采集声音信号来检测器械的裂纹、密合度等。将DSP高速处理数字信号的能力与USB高速传输数据的能力结合起来

6、，使其服务于工业生产，是该系统的主要设计目的。硬件设计思想人类可以听到的声音信号是范围在20-20kHz的模拟信号，所以首先需要传感器接收该声音信号，接着需要进行转换，使声音信号由模拟信号变为数字信号。之后通过分析噪声产生的原因和规律，利用被测信号的特点和相干性，检测被覆盖的声音信号。在检测方法上有频域信号的相干检测、时域信号的积累平均、离散信号的计数技术、并行检测等方法。图1硬件系统框图Figure1blockdiagramofhardwaresystem器件的选择一、DSP芯片的选择本系统中DSP采用的是TI公司的TMS320VC5

7、402（以下简称5402），其操作速率达100MIPS，由于其具有改进的哈佛结构，所以它可以在一个指令周期内完成32x32bit的乘法，亦可以迅速完成数学运算最常用的乘加运算。它有4条地址总线、3条16位数据存储器总线和1条程序存储器总线，40位算术逻辑单元(AIU)，一个17×17乘法器和一个40位专用加法器。8个辅助寄存器及一个软件栈，允许使用最先进的定点DSP的C语言编译器，内置可编程等待状态发生器、锁相环(PLL)时钟产生器、两个多通道缓冲串行口、一个8位并行与外部处理器通信的HPI口、2个16位定时器以及6通道DMA控制器，特

8、别适合电池供电设备．一、ADC的选择本设计中选用的AD转换芯片是TI公司的TLC320AD50C。该芯片的采样采用ΣΔ技术，即将一个抽样滤波器放置于ADC后，将一个差值滤波器放置在DAC前。这种结构的最大特