基于DSP的数字音频效果器

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1、摘要高质量的数字音质和音频处理日益需要，本文介绍数字音频效果器的基本原理，采用美国飞思卡尔公司的24bit高性能DSP芯片DSP56374以及凌云逻辑公司的AD/DA芯片CS4220为音频编/解码器进行高质量的数字音频处理。文中详细阐述了基于DSP56374的硬件电路的设计和系统软件设计，并对音频效果算法进行分析和软件设计实现。同时介绍飞思卡尔56300系列DSP调试软件及调试方法。通过分析和试验，该电路系统有良好的音频处理、还原能力，通过各种软件的算法来得到满意的音频效果。关键词：DSP音频效果器；DSP56374；

2、CS4220；ESAIAbstractHighqualityaudioeffectandaudioprocessingisneeded.Inthispaperthesomeaudioeffectimplementandfundamentalisanalyzed.ThesystemuseFREESCALEhighperformance24BitDSPcalledDSP56374.UsingCRYSTALincaudioCODECCS4220.Thedesignofhardwareandsoftwareisintroduc

3、edparticular,andthearithmeticimplementofaudioeffectisdescribeandanalyzeddeeply.FREESCALE56300seriesDSPdebugisintroduced..Throughthesystemanalyseandexamination,it’sprovedsystemhashigh-bloodedabilityofaudioeffectandperform.It’sgettheexpectaudiobysoftwareadjusting.

4、.keywords：DSPaudioeffect；DSP56374；CS4220；ESAI目录第一章概述1第二章方案对比32.1方案1：TI的音频DSP解决方案32.2方案2：MOTOROLA音频的DSP解决方案32.3两系统方案的比较42.4最终系统组成：52.4.1音频编解码芯片52.4.2主控芯片62.4.3电源管理62.5方案框图6第三章运用DSP56374音频处理的实现83.1DSP56374原理及构成83.256374的内核特点93.2.156K系列的核心93.2.2内部存储结构93.2.4PLL时钟产生1

5、23.356374外围接口123.3.1ESAI123.3.2JTAG14第四章音频编码器（CODEC）164.1CS4220简介164.2Σ-Δ立体声ADC／DAC164.3串行音频接口时序174.4输出低通滤波器18第五章控制系统195.1主控MCU195.2调试MCU（DEBUGGER）195.3JTAG调试接口电路21第六章具体电路设计与分析226.1电源电路226.2DSP部分226.3CS4220编解码器部分23第七章DSP软件实现、算法以及调试257.1怎样实现音频效果处理257.2音频效果器的种类267

6、.2.1非线性处理267.2.2均衡器（EQ、equalizer）287.2.3延时反馈347.2.4混响357.2.5声激励37第八章调试、试验结果38第九章毕业设计总结40致谢41参考文献42附录A名词解释：44第一章概述在过去20年中数字音频技术已经取得了长足的进步。从20年前首先引入的激光唱盘（CD）开始，进而发展到DVD音频唱盘和MP3多媒体播放器，数字形式的音频技术越来越流行。可是一旦音频信号离开存储媒体，如何对它们进行处理呢？它们是如何到达系统的输出端的呢？数字音频处理是对音频信号（一般是20Hz－20K

7、Hz范围）数字化，量化采样后进行储存，变换，处理，和影像的数字化相比，声音的数字化要简单一些。我们知道，音频信号是一条幅度和频率随时间变化的正弦波，通过采样将模拟的音频信号变成数字信号。多声道是为了还原录音现场各个方向上声音的差异。人的耳朵有两只，通过接收不同方向上的声音信号，人的大脑就可以辨别声源的位置。声道越多带给人听觉上的现场信息也就越多，更能有身临其境的感觉。描述数字化音频好坏的标准有采样频率和量化精度，例如我们常听的CD唱片是基于44KHZ采样频率和16bit量化精度得来的，采样频率越高，最终播放的声音所能还

8、原的音频的高音上限越高，采样精度（位数）越高，音频的还原越真实。当今人们已经对音频质量的要求越来越高，立体声16位的CD音质存在、发展了20年，已经不能满足当今对多声道，高品质音质的追求，随着专业音频领域和家用、汽车音频等应用，高性能、高质量的音频处理需求也日益增长。从前的音频处理都是模拟电路、芯片来担任处理任务，精度有限，动态范