DSP处理器原理与应用 教学课件 作者 鲍安平 全书第8章.ppt

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1、第8章利用DSP实现语音信号采集与分析8.1引言8.2语音codec芯片TLV320AIC23的设计和控制原理8.3I2C模块8.4本章小结习题与思考题近二十年来，全球半导体产业的飞速发展带动相关的软件、硬件设计达到新的水平，使得很多比较复杂的数字信号处理算法可以实时实现并且得到广泛应用。突出的代表就是数字信号处理器(DSP)与语音信号压缩编码算法相结合，并且在日常通信系统中得到广泛应用，例如数字移动电话、IP电话等。网络通信的发展、微处理器和信号处理专用芯片的发展，为语音处理技术的应用提供了更加广阔的平台。所有这些因素都促进了对更加有效、可靠、高质量的语音编码系

2、统的需要，从而促进了语音编码技术的持续发展。8.1引言在数字信号处理的诸多应用当中，音频信号处理是相当重要的一个环节。本章重点介绍如何利用TMS320VC5509DSP以及相关codec芯片进行语音信号的处理。TLV320AIC23是一个高性能的多媒体数字语音编解码器，它的内部ADC和DAC转换模块带有完整的数字滤波器(digitalinterpolationfilters)。数据传输宽度可以是16位、20位、24位和32位，采样频率范围为8～96kHz。在ADC采集达到96kHz时噪音为90dBA，能够高保真的保存音频信号。在DAC转换达到96kHz时噪音为10

3、0dBA，能够高品质地数字回放音频，在回放时仅仅减少23mW。8.2语音codec芯片TLV320AIC23的设计和控制原理8.2.1工作原理TLV320AIC23内部有11个可编程控制寄存器，通过不同设置，可以改变芯片的工作状态，如采样率、左右声道音量等。这些寄存器都是通过AIC23的控制接口来编程的。控制接口又分为SPI(三线)和I2C(两线)接口，外部引脚MODE置1/0决定采用哪种接口方式。SPI接口模式是三线串行传输方式。SDIN为输入串行数据，SCLK为串行时钟，控制字共16位，由高位开始传输，在时钟的上升沿锁存每一位数据，当16位控制数据(一个控制字

4、)传输完成后，产生一个上升沿将控制字锁存到AIC23的内部。SPI模式时序如图8-1所示。图8-1SPI模式时序图I2C是两线串行传输方式。SDIN为输入串行数据，SCLK为串行时钟，具体应用可参考手册。当SCLK为高电平时，SDIN产生下降沿时开始数据传输。传输开始后，首先传输的是接收数据设备的地址。R/W决定传输的方向，TLV320AIC23为只能写入控制字的器件，因此R/W仅在为0时有效。TLV320AIC23只能工作在从设备模式，其地址由CS管脚的状态确定，当CS为0时，地址为0011010；当CS为1时，地址为0011011，缺省值为0。I2C总线中的器

5、件当接收到总线上发送的地址与自己地址相同时，通过在第9个时钟周期内将SDIN的电平拉低来确认数据的传输。在传输8位数据后，重复上述控制。当SCLK为高电平，且SDIN出现上升沿时，传输停止。所传输的16位控制字分为两个部分：高7位b15～b9是寄存器地址，低9位b8～b0是写入寄存器中的控制数据。其时序如图8-2所示。具体I2C总线的工作原理以及TMS320VC5509中I2C模块的应用在本章的后面部分加以详细介绍。图8-2I2C模式时序图TLV320AIC23与TMS320VC5509的连接示意图如图8-3所示，从图中可以看出MODE接0，确定为I2C控制方式，

6、CS为0，确定地址为0011010，SCLK、SDIN分别与DSP的I2C接口SCL、SDA相连接。DSP的McBSP0作为数据的发送和接收端口。图8-3TMS320VC5509与TLV320AIC23的连接示意图8.2.2TLV320AIC23内部寄存器AIC23内部共有11个可编程寄存器，地址为0000000～0001001和一个复位寄存器0001111。通过这些寄存器，我们可以设置输入增益、耳机输出增益以及采样时钟和采样频率等。　　表8-1详细说明了在对TLV320AIC23进行编程时，TLV320AIC23内部寄存器的含义。表8-1TLV320AIC23

7、的内部寄存器含义表8-2～表8-12为表8-1中所示的所有寄存器的具体内容。表8-2左声道输入控制LRS：左右声道同时更新。0=禁止；1=激活。LIM：左声道输入衰减。0=Normal；1=静音。LIV[4:0]：左声道输入控制衰减(10111=0dB缺省)。　　最大11111=+12dB；最小00000=-34.5dB表8-3右声道输入控制RLS：左右声道同时更新。0=禁止；1=激活。RIM：右声道输入衰减。0=Normal；1=静音。RIV[4:0]：右声道输入控制衰减(10111=0dB缺省)。　　最大11111=+12dB；最小00000=-34.5d

8、B。X：保