基于DSP的数字语音采集系统的设计

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1、第19卷第3期湖南工程学院学报Vo1．19．No．32009年9月JournalofHunanInstituteofEngineeringSept．2009基于DSP的数字语音采集系统的设计李世军，郭照南，黄锋，刘俊(湖南工程学院电气信息学院，湘潭411101)摘要：设计了一种利用TMS320VC5416DSP和TIC32OAD50C实现语音信号采集、处理并实时回放的系统；同时提供了一个语音采集，处理程序，经测试，回放后的语音人耳感觉不到失真．该系统可用于多种语音处理场合，具有良好的扩展性、灵活性．关键词：TMS32OVC5416；TIC320AD

2、50C；A／D和D／A；多通道缓冲串口中图分类号：TM301．2；TM921．2文献标识码：B文章编号：1671—119X(2009)03-0014-03理后数据又经McBSP进入TLC32OAD5OC的D／A0引言将数字信号转换为模拟信号，模拟信号经LM386放大后，由耳机或扬声器输出，其硬件框图如图1所随着计算机技术和语音信号处理技术的日益发示[·引．展，语音信号在越来越多的领域发挥着巨大作用．所以研究语音信号采集、处理的实时实现有着其重要的现实意义．而语音信号数据量较大，信号较为复杂，这就要求语音信号处理系统具有实时采集，大容量存储和实时处理

3、的特点．传统的语音信号处理系统多采用计算机加软件、单片机、FPGA等来实现．这些方法要么在应用场合受到限制，特别是便携式、脱机设计中，要么难以实现实时处理的要求．基于以上各方面的考虑，本文设计一种基于DSP的语音采图1语音采集硬件连接图集，处理系统平台，经过实验表明，本系统具有如下DSP有McBSPO和McBSP1两个，是其重要的优点：①声音失真特别小，人耳感觉不到失真．②语片上外设，它能够高速地与外部设备进行数据交换，音芯片与DSP接口电路简单，体积小．③数据占用本设计采用的是McBSP1．McBSP1串口由数据通资源少．④可用于多种语音处理场合

4、，具有良好的扩道和控制通道组成，它通过7个管脚与外部设备相展性，灵活性，可维护性．连，数据发送通过DX，数据接收通过DR，串行口的控制信息从BCIKX1、BCIKR1、BFSX1和BFSR11硬件部分设计获得．CPU和DMA控制器通过内部外设总线对McBSP进行访问，从数据接收寄存器DRR中读取本系统的工作原理；模拟声音信号从音频线或数据，往数据发送寄存器DXR写数据，数据从麦克风输人，经TIC2272(双路低噪声)滤波，再通BDR1引脚进入DSP，首先存放在接收移位寄存器过TIC320AD50C的A／D将模拟信号转换为数字RSR中，当一个完整的字

5、接收完毕后，结果被复制信号后，经DSP的多通道缓冲串口(McBSP1)，存入到接收缓冲寄存器RBR，最后再由RBR复制到DSP的DRAM，编写DSP程序对数据进行处理，处DRR中，供CPU或DMA控制器访问．写操作与读收稿日期：2OO9一O4—17基金项目：2009年湖南省教育厅科研资助项目作者简介：李世军(1982一)，男，硕士，研究方向：DSP系统设计第3期李世军等：基于DSP的数字语音采集系统的设计15取相仿，从结构上来看，发送和接收部分是相对独立现对11C320AD5oC的初始化工作．数据的接收和发送的，所以可以实现全双工通信．McBSP的

6、控制设置采用查询方式进行．在初始化程序中，设置产生中断的通过一对寄存器读写来完成，这些控制寄存器控制条件，并开中断，这样在中断服务程序中可完成A／D的工作模式或指示串口的状态信息．访问某个指定转换数据输入到TMS320VC5416内和D／A转换数据的寄存器时，首先要将相应的控制寄存器的子地址输出到TLC320AI~0C中[]_L3J．写入子地址控制器SPSA，SPSA驱动复接器，使之与数据控制寄存器SPSD相连．接人相应子地址寄2部分软件程序设计存器所在的实际物理存储位置，当向SPSD写人数据时，数据送人前面子地址寄存器所指定的内嵌数程序采用C语言

7、和汇编语言混合编程，主程序据存储器，当从SPSD读取数据时，也接人所制定的为C语言，在主程序C语言中调用汇编编写的子程内嵌数据存储器[3][．序模块．子程序包括TMS320VC5416DSP的初始化TLC320AD50C(以下简称AD50)是TI生产的子程序；McBSPl的初始化子程序；接收McBSP1的SIGMA—DELTA型单片模拟接口芯片，它集成了数据子程序(即读ADSOC数据子程序)；向McBSP116位A／D和D／A转换器，采样速率最高可达22．发送数据子程序(即写AD50C数据子程序)；程序05kHz，其采样速率可通过DSP编程来设置．

8、在流程图如图2所示[][引．AD50内部ADC之后有抽样滤波器，以提高输人信号的信噪比，在DAC之前有插值滤波器，以保证输