dsp课程设计-- 语音压缩与回放

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1、目录一、实验概述及目的二、实验原理与实验内容三、实验资源介绍四、实验设计思想五、程序设计1、实验概述及目的语音信号是信息的重要形式,语音信号处理有着广泛的应用领域，而语音压缩在语音信号的传输、存储等方面有非常广泛的作用，而且在通信领域中已经有较成熟的发展和广泛应用。本设计要求采用DSP及其A/D、D/A转换器进行语音信号的压缩、存储和回放。语音信号模数、数模转换采用TLC320AD50C（以下简称AD50），这是一款SIGMA-DELTA型单片音频接口芯片（AIC）。它内部集成了16位的D/A和A/D转换器，采样速率最高可达22.05kb/s，其采

2、样速率可通过DSP编程来设置,内含抗混叠滤波器和重构滤波器。在DAC之前有一个插值滤波器以保证输出信号平滑和ADC之后有一个抽取滤波器以提高输入信号的信噪比。实验目的1、了解5402DSP芯片与多通道缓冲串行口MCBSP的内部结构和工作原理。2、了解5402芯片需要添加的.h文件，了解cmd文件的内容。3、了解C语言的编程方法。4、熟练掌握并使用CCS5000完整调试过程。2、实验原理与实验内容语音编码原理：（1）概念：语音编码一般分为两类：一类是波形编码，一类是被称为“声码器技术”的编码。PCM编码即脉冲编码调制。波形编码的最简单形式就是脉冲编码

3、调制（Pulsecodemodulation），这种方式将语音变换成与其幅度成正比的二进制序列，而二进制数值往往采用脉冲表示，并用脉冲对采样幅度进行编码，所以叫做脉冲编码调制。脉冲编码调制没有考虑语音的性质，所以信号没有得到压缩。（2）量化：脉冲编码调制用同等的量化级数进行量化，即采用均匀量化，而均匀量化是基本的量化方式。但是均匀量化有缺点，在信号动态范围较大而方差较小的时候，其信噪比会下降。国际上有两种非均匀量化的方法：A律和μ律，μ律是最常用的一种。在美国，7位μ律是长途电话质量的标准。而我国采用的是A律压缩，而且有标准的A律PCM编码芯片。（

4、3）DPCM&ADPCM：降低传输比特率的方法之一是减少编码的信息量，这要消除语音信号中的冗余度。相邻的语音样本之间存在明显的相关性，因此对相邻样本间的差信号进行编码，便可使信息量得到压缩。因为差分信号比原语音信号的动态范围和平均能量都小。这种编码叫DifferentialPCM,简称DPCM，即差分脉冲编码调制。实验内容：基本部分：（1）使用DSP实现语音压缩和解压缩的基本算法，算法类型自定，例如可以采用G.711、G.729等语音压缩算法。（2）采用A/D转换器从MIC输入口实时采集语音信号，进行压缩后存储到DSP的片内和片外RAM存储器中，存

5、储时间不小于10秒。（3）存储器存满之后，使用DSP进行实时解压缩，并从SPEAKER输出口进行回放输出。（4）使用指示灯对语音存储和回放过程进行指示。发挥部分：使用多种算法进行语音的压缩、存储和解压缩，比较它们之间的优缺点。3、实验资源介绍1、多通道缓冲串行口MCBSP（1）工作原理C5402具有2个高速的全双工同步串行口，可用来与系统中的其它C54x器件、编码解码器、串行A/D、D/A转换器以及其它的串行器件直接接口。这两个串行口均为多通道缓冲串行口McBSP（Multi-channelBufferedSerialPort）。它支持全双工通信，

6、双缓冲数据寄存器，允许连续的数据流，可以与工业标准的编/解码器、AICs接口。支持多种方式的传输接口，如T1/E1帧协议、MVIP帧方式、H.100帧方式、SCSA帧方式、IIS兼容设备等。可与多达128个通道进行收发。支持传输的数据字长可以是8bit、12bit、16bit、20bit、24bit或32bit。内置μ-律和A-律压扩硬件。其硬件结构图如左图所示。MCBSP接口提供了以下7个引脚信号用于与其他设备的通讯：DR：串行数据接收引脚，输入DX：串行数据发送引脚，输出CLKX：发送时钟，输入或输出，可编程CLKR：接收时钟，输入或输出，可编

7、程FSX：发送帧同步信号，输入或输出，可编程FSR：接收帧同步信号，输入或输出，可编程CLKS：外部时钟，输入（2）多通道缓冲串行口MCBSP在CCS集成开发环境下的相关头文件在CCS集成开发环境中，与MCBSP相关的头文件有：regs54xx.h、mcbsp54.h。在这两个头文件中，定义了MCBSP串口的寄存器资源以及使用方法。在reg54xx.h头文件中，定义了MCBSP中寄存器的地址和基本访问方式，以及寄存器的各个比特域和访问方法。在mcbsp54.h头文件中，定义了与MCBSP相关的宏函数（MACROFUNCTIONS）和函数。Regs5

8、4xx.h、mcbsp54.h这两个头文件是C语言下对MCBSP编程的基础，我们不仅可以用在5402DSK板的编程上，而且