基于TMS320VC5509芯片語音采集系統(tǒng)

DSP作業(yè)基于TMS320VC5509的語音系統(tǒng)系統(tǒng)簡要介紹：語音信號的采集和播放是語音信號處理的基礎(chǔ),語音信號的采集和播放是語音信號處理的基礎(chǔ),DSP是各種語音信號處理的平臺。 TMS320VC55xDSP是德州儀器（TI>C5000DSP系列里新的一代產(chǎn)品。 TMS320VC55xDSP系列主要特點(diǎn)是低功耗 ,非常適合在音頻處理方面的應(yīng)用。TLV320AIC23（以下簡稱 AIC23>0TI公司生產(chǎn)的一種高性能立體聲音頻編解碼器 ,該器件的數(shù)字傳輸字長可以是 16、20、24、32bit,它支持8口96kHz的采樣率。在數(shù)模轉(zhuǎn)換器中的二階多比特結(jié)<23構(gòu)還可在采樣率為 96kHz的情況下使信躁比達(dá)到 100dB,從而使得高質(zhì)量的數(shù)字音頻回放成為可能。該芯片在回放中的功率消耗<23mW。因此 ，對于可移動的數(shù)字音頻播放和錄音使用中的模擬輸入輸出等應(yīng)用系統(tǒng)，AIC23無疑是十分理想的選擇。綜上所述，選擇TMS320VC5509（以下簡稱 VC5509>作為系統(tǒng)的核心處理器和控制器 ,利用 AIC23采集語音信號,然后傳送給VC5509。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)：

下圖是系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖,系統(tǒng)主要包括VC5509和AIC23下圖是系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖,系統(tǒng)主要包括VC5509和AIC23兩個(gè)模塊。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖利用VC5509的片上外設(shè)I2C(Inter-IntegratedCircuit,內(nèi)部集成電路 ＞模塊配置 AIC23的內(nèi)部寄存器。通過VC5509的McBSP(MultichannelBufferedSerialPorts,多通道緩存串口＞接收和發(fā)送采樣的音頻數(shù)據(jù)。控制通道只在配置 AIC23的內(nèi)部寄存器時(shí)工作而當(dāng)傳輸音頻數(shù)據(jù)時(shí)則處于閑置狀態(tài)。 AIC23通過麥克風(fēng)輸入或者立體聲音頻輸入采集模擬信號 ,并把模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號 ,存口到DSP的內(nèi)部RAM中，以便DSP處理。當(dāng)DSP完成對音頻數(shù)據(jù)的處理以后,AIC23再把數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號 ,這樣就能夠在立體聲輸出端或者耳機(jī)輸出端聽到聲音。AIC23能夠?qū)崿F(xiàn)與 VC5509DSP的McBSP端口的無縫連接 ，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加簡單。接口的原理框圖,如下圖所示。

計(jì)更加簡單。接口的原理框圖,如下圖所示。輸入語音一輸出語音T1.V320A1C23MODESD1NRCLKM1CIXLKCOUTDOL-TLHPOl輸入語音一輸出語音T1.V320A1C23MODESD1NRCLKM1CIXLKCOUTDOL-TLHPOlTlkcinCSSCLKSDACLKXICLKRITMS32OVC55R9DX1□KIFSX1FSU1AIC23與VC5509接口原理圖系統(tǒng)中AIC23的主時(shí)鐘12MHz直接由外部的晶振提供。 MODE接數(shù)字地,表示利用I2C控制接口對AIC23傳輸控制數(shù)據(jù)。CS接數(shù)字地，定義了I2C總線上AIC23的外設(shè)地址，通過將CS接到高電平或低電平,可以選擇AIC23作為從設(shè)備在I2C總線上的地址。SCLK和SDIN是AIC23控制端口的移位時(shí)鐘和數(shù)據(jù)輸入口 ，分別與VC55090I2C模塊端口SCL和SDA相連。收發(fā)時(shí)鐘信號 CLKX1和CLKR1由AIC23的串行數(shù)據(jù)輸入時(shí)鐘 BCLK提供，并由AIC23的口同步信號LRCIN、LRCOUT啟動串口數(shù)據(jù)傳輸。 DX1和DR1分別與AIC23的DIN和DOUT相連，從而完成VC5509與AIC23間的數(shù)字信號通信。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)語音信號在基于DSP語音信號在基于DSP的語音處理系統(tǒng)上處理過程的軟件流程圖如下：初始化時(shí)鐘發(fā)生器，

A1C23,I2C模故及McB5P初始化語音緩沖區(qū)和工作變量等待MCBSP通道滿送結(jié)束讀取語音數(shù)據(jù)保存于左聲道緩沖區(qū)計(jì)算F1R濾波輸出濾波結(jié)果保存「右聲道緩沖區(qū)原聲音送左聲道，

濾波結(jié)果送右聲道,

輸出到M(HSPO程序流程圖要正確配置DSP的時(shí)鐘發(fā)生器,產(chǎn)生DSP工作的正常時(shí)鐘頻率，這一個(gè)步驟的關(guān)鍵就是數(shù)字瑣相環(huán)PLL的應(yīng)用。 I2C模塊是TMS320VC55xx新增的片內(nèi)集成外設(shè),通過 I2C對TLV320AIC23進(jìn)行編程控制，可以使DSP與I2C兼容設(shè)備通過該接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。通過硬件和軟件調(diào)試,最終成功采集到語音信號并播放出來可以在CCS軟件中觀察到采集到的語音信號的波形。改變程序中的延遲參數(shù),可以明顯改變混響效果。硬件電路設(shè)計(jì)總輸入電路＜自行總結(jié)設(shè)計(jì)）從左到右各部分電路為：話筒，開關(guān)，語音輸入電路，UA741高增益放大電路，有源二階帶從左到右各部分電路為：話筒，開關(guān)，語音輸入電路，UA741高增益放大電路，有源二階帶通濾波器?？傒敵鲭娐罚甲孕锌偨Y(jié)設(shè)計(jì)）從左到右各部分電路為：LM386高頻功率放大器及其外圍器件連接電路，語音輸出電路，開關(guān)，揚(yáng)聲器。2.3語音輸入與語音輸出電路語音輸入電路RHPOUT100CapPoll10011725VPhonejackStereoSWCapPollC8100u/25VLHPOUT>RHPOUT100CapPoll10011725VPhonejackStereoSWCapPollC8100u/25VLHPOUT>HOOK語音輸出電路語音信號通道包括模擬輸入和模擬輸出兩個(gè)部分。模擬信號的輸入輸出電路如圖所示。上圖中MICBIAS為提供的麥克風(fēng)偏壓，通常是 3/4AVDD,MICIN為麥克風(fēng)輸入，可以根據(jù)需要調(diào)整輸入增益。下圖中 LLINEOUT為口聲道輸出， RLINEOUT為口聲道輸出。用戶可以根據(jù)電阻阻值調(diào)節(jié)增益的大小，使語音輸入輸出達(dá)到最佳效果。從而實(shí)現(xiàn)良好的模擬語音信號輸入與模擬信號的輸出。一．程序設(shè)計(jì)語音采集與回放：externvoidInitC5402(void>。externvoidOpenMcBSP(void>。externvoidCloseMcBSP(void>。externvoidREADAD50(void>。externvoidWRITEAD50(void>。/ *J>**J>* *A* *A* *J>**J>* *A* *A* *J>**J>* *J>**J>* *A* *A* *J>**J>* *A* *A* *J>**J>* *A* *A**A**A**A***MainFunctionProgram?A? ?A? ?A??J>?*A**A**A**A**J>**J>*?A??J>?*A**A**A**A**J>**J>*?A?*J>**J>*?A??J>?*A**A**A**A**J>**J>*?A??J>?*A**A**A**A**J>**J>*?A??J>?*A**A**A**A**A**A*/#include"stdio.h"#include"math.h"#definepi3.1415926voidmain(void>{intk=0。intx_ad,y_da。int*px=(int*>0x3000。int*py=(int*>0x3100。//for(。。>{InitC5402(>。OpenMcBSP(>。for(。。>{//for(j=0。j<=4。j++>{READAD50(>。px=(int*>(0x3000>。x_ad=*px。y_da=x_ad。py=(int*>(0x3100>。*py=y_da。WRITEAD50(>。k++。}}}Asm文件：.global_InitC5402.global_OpenMcBSP.global_CloseMcBSP.global_READAD50.global_WRITEAD50.includeMMRegs.h_InitC5402:NOPLD#0,DP口resetdata-pagepointerSTM#0,CLKMD。softwaresettingofDSPclockSTM#0,CLKMD。 (todividermodebeforesetting>TstStatu1:LDMCLKMD,AAND#01b,A。pollSTATUSbitBCTstStatu1,ANEQSTM#0xF7ff,CLKMD。setC5402DSPclockto10MHz*STM#0x4007,CLKMD。setC5402DSPclockto100MHz。(basedonDSKcrystalat20MHz>*******ConfigureC5402SystemRegisters*******STM#0x2000,SWWSR。2waitcycleforIOspace&。0waitcyclefordata&progspacesSTM#0x0000,BSCR。setwaitstatesforbankswitch:

。64kmembank,extra。64kmembank,extra0。consecutiveprog/data。STM#0x1800,ST0。。STM#0x2900,ST1。readST0atdefaultsettingST1atdefaultsetting(note:INTX=1>。STM#0x00A0,PMST。MCmode&OVLY=1,vectorsat0080h*******SetupTimerControlRegisters*******STM#0x0010,TCR。stopon-chiptimer0STM#0x0010,TCR1。stopon-chiptimer1。Timer0isusedasmainlooptimer。STM#2499,PRD。timer0rate=CPUCLK/1/(PRD+1>。=40M/2500=16KHzSTM#6249,PRD。ifCPUat100M/6250=16KHzSTMSPCR1,McBSP1_SPSA。STM#0000h,McBSP1_SPSD。。STMSPCR1,McBSP1_SPSA。STM#0000h,McBSP1_SPSD。。RINTgeneratedbyframesyncSTMSPCR2,McBSP1_SPSA。。XINTgeneratedbyframesyncSTM#0000h,McBSP1_SPSD。。torunafterSWbreakpointregistersubaddrofSPCR1McBSPIrecv=left-justifyregistersubaddrforSPCR2McBSP1Tx=FREE(clockstopsSTMRCR1,McBSP1_SPSA。registersubaddrofRCR1STM#0040h,McBSP1_SPSD。recvframe1Dlength=16bitsSTMRCR2,McBSP1_SPSA。registersubaddrofRCR2STM#0040h,McBSP1_SPSD。recvPhase=1。retframe2Dlength=16bitsSTMXCR1,McBSP1_SPSA。registersubaddrofXCR1STM#0040h,McBSP1_SPSD。setthesameasrecvSTMXCR2,McBSP1_SPSA。registersubaddrofXCR2STM#0040h,McBSP1_SPSD。setthesameasrecvSTMPCR,McBSP1_SPSA。registersubaddressofPCRSTM#000eh,McBSP1_SPSD。clkandframefromexternal(slave>。FSatpulse-mode(00>******FinishDSPInitialization*******STM#0x0000,IMR。disableperipheralinterruptsSTM#0xFFFF,IFR。cleartheintrupts’flagsRET。returntomainNOPNOP******WaitingforMcBSP0RXFinished*******IfRxRDY1:NOPSTMSPCR1,McBSP1_SPSA。enableMcBSP1RxLDMMcBSP1_SPSD,AAND#0002h,A。maskRRDYbitBCIfRxRDY1,AEQ。keepcheckingNOPNOPRET。returnNOPNOP*******WaitingforMcBSP0TXFinished*******IfTxRDY1:NOPSTMSPCR2,McBSP1_SPSA。enableMcBSP1TxLDMMcBSP1_SPSD,AAND#0002h,A。maskTRDYbitBCIfTxRDY1,AEQ。keepcheckingNOPNOPRET。returnNOPNOP&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&******************************************_OpenMcBSP:rsbxxfcallwaitNOPSTMSPCR1,McBSP1_SPSA。enableMcBSP0RXforADCdatainLDMMcBSP1_SPSD,AOR#0x0001,ASTLMA,McBSP1_SPSDSTMSPCR2,McBSP1_SPSA。enableMcBSP0TXforDTMFoutLDMMcBSP1_SPSD,AOR#0x0001,ASTLMA,McBSP1_SPSDLD#0h,DP。loaddatapage0rpt#23NOPssbxxfNOPNOP。 CALLIfTxRDY1。 STM#0x0101,McBSP1_DXR1。 CALLIfTxRDY1。 STM#0x0208,McBSP1_DXR1。。 rsbxxf。。NOP

。。NOPCALLIfTxRDY1STM#0x0001,McBSP1_DXR1。requestsecondarycommunicationNOPCALLIfTxRDY1STM#0100h,McBSP1_DXR1。write00htoregister1CALLIfTxRDY1STM#0000h,McBSP1_DXR1NOPNOPrpt#20hnopCALLIfTxRDY1STM#0x0001,McBSP1_DXR1。requestsecondarycommunicationCALLIfTxRDY1STM#0200h,McBSP1_DXR1。write00htoregister2CALLIfTxRDY1STM#0000h,McBSP1_DXR1CALLIfTxRDY1STM#0x0001,McBSP1_DXR1。requestsecondarycommunicationCALLIfTxRDY1STM#0300h,McBSP1_DXR1。write00htoregister3CALLIfTxRDY1STM#0000h,McBSP1_DXR1CALLIfTxRDY1STM#0x0001,McBSP1_DXR1。requestsecondarycommunicationCALLIfTxRDY1STM#0490h,McBSP1_DXR1。write00htoregister4。bypassinternalDPLLSample。andselecttheSampleFrequencyCALLIfTxRDY1STM#0000h,McBSP1_DXR1。 CALLIfTxRDY1。 STM#0x0001,McBSP1_DXR1。 CALLIfTxRDY1。STM#0102h,McBSP1_DXR1。enabledigitalloopback。 CALLIfTxRDY1。 STM#0x0001,McBSP1_DXR1。 CALLIfTxRDY1。 STM#0208h,McBSP1_DXR1。enableanalogloopbackRETNOPNOP&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&*********************_CloseMcBSP:STMSPCR1,McBSP1_SPSA。disableMcBSP0RXLDMMcBSP1_SPSD,AAND#0xFFFE,ASTLMA,McBSP1_SPSDSTMSPCR2,McBSP1_SPSA。disableMcBSP0TXLDMMcBSP1_SPSD,AAND#0xFFFE,ASTLMA,McBSP1_SPSDRPT#5RETNOPNOP_READAD50:stm 0x00ff,ar3stm 0x3000,ar2loopa:CALLIfRxRDY1ldm McBSP1_DRR1,bstl b,*ar2+。banzloopa,*ar3-nopnopretnopnop_WRITEAD50:stm 0x00ff,ar3stm 0x3100,ar2loopb:CALLIfTxRDY1ldu *ar2+,Band #0fffeh,b口masktheLSBstlm B,McBSP1_DXR1。banzloopb,*ar3-nopnopretnopnopwait:stm20h,ar3loop1:

stm020h,ar4stm020h,ar4loop2:banzloop2,*ar4-banzloop1,*ar3-retnopnopnopnop.endA/D模塊：xternvoidInitC5402(void＞。externvoidOpenMcBSP(void＞。externvoidCloseMcBSP(void＞。externvoidREADAD50(void＞。/si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*si*/^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js^js**MainFunctionProgram*1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**1**