文档介绍：目录
1 引言 1
2 课程设计题目描述和要求 2
3 总体设计 2
系统工作原理 2
器件选择 3
电源模块 3
JTAG仿真接口 3
4 详细设计 4
系统硬件详细设计 4
8
总结 11
致谢 12
参考文献 13
附录:源程序 14
指导教师评语 21
1 引言
信息技术和超大规模集成电路工艺的不断发展,极大地推动了DSP 的发展。DSP 技术的应用领域也越来越广,尤其在音频处理领域。目前,在很多语音处理系统中都用到了语音录放模块,采集现场的声音并存储起来供以后回放。语音处理系统的实时性、功耗、体积、以及对语音信号的保真度都是很影响系统性能的关键因素。本设计采用的高速54x DSP 芯片,最高频率能达到160MIPS,能够很好的解决系统的实时性;采用的数字编解码芯片TLV320AIC23(以下简称AIC23)具有16~32 位采样精度,录音回放模式下仅23mW的功耗。因此,该音频编解码芯片与54x DSP 的结合是可移动数字音频录放系统、现场语音采集系统的理想解决方案。
经过实验表明,本设计实现的基于定点DSP 的语音录放系统具有如下优点:
a)音频数据占用资源少
b)声音保真度高
c)开发难度低
d)语音芯片与DSP 接口电路简单
e)体积小
2 课程设计题目描述和要求
设计一种基于定点DSP的语音录放系统,在DSP芯片TMS320C5416与音频编解码芯片TLV320AIC23上进行硬件接口和软件设计,实现语音信号的采集、播放、存储和回放。
3 总体设计
系统工作原理
本系统包括音频采集、DSP 对语音信号的处理、键盘控制、液晶屏显示、Nandflash 存储五部分。系统结构如图3-1 所示,DSP 作为主芯片实现各模块之间的通信,其主要工作有:上电自举,读取键盘值并初始化音频编码芯片和液晶屏,通过液晶屏显示AIC23 的工作状态,将音频数字信号存储在Nlandflash 中。
图3-1 总体设计图
AIC23 的语音信号输入可以是麦克输入也可以是线路输入,这可以通过配置寄存器选择。当能过麦克输入人的说话声时,综合人声的频率、数据量大小的要求,采样频率不需要太高,设定为8KHz 比较合适。实验证明,在这个采样频率下能清晰地采集、回放人的说话声,并且具有较好的保真度。当输入为音乐或歌曲的线路输入时,为了保证音质不失真,采样频率可以设定为96KHz。采样率的选择可以通过初始化时对按键的控制。
器件选择
为满足语音信号处理的实时性要求,语音信号采集与处理系统应具有高速数据处理能力本系统采用TMS320VC5416芯片作为信号处理芯片系统采用的主芯片是TI 公司的一款16 位定点DSP:TMS320VC5416(以下简称C5416),主要是考虑到C5416 片内具有128KX16 位的内部RAM,这对提高系统总体性能和集成度有很大的帮助。另外C5416 还具有3 个MCBSP 多通道缓冲串口。该串口与SPI 器件兼容,提供多达128 个发送和接收通道。与其他C54xDSP芯片一样C5416 具有功耗低、运算速率高、性价比高的优点。另外C5416 具有如下特点: MIPS;能访问64K 数据存储空间、64K I/O 空间、以及192K 程序存储空间。
语音编码芯片的选择从适应语音信号频率、满足实时性、降低成本、简化设计的要求出发,本系统选择TLV320AIC23。伏特,能在数字和模拟电压下工作,与TMS320VC5416 的I/O 电压相兼容,其控制接口和数字接口与DSP 的MCBSP 端口能够无缝连接。AIC23的模数转换(ADCs)和数模转换(DACs)部件高度集成在芯片内部,采用了先进的
Sigma- delta 过采样技术,可以在8K 到96K 的频率范围内提供16bit、20bit、24bit 和32bit 的采样,ADC 和DAC 的输出信噪比分别可以达到90dB 和100dB。
电源模块
VC5416属于低功耗定点芯片,采用双电源供电电源由内核电源(CVdd)和I/O电源(DVdd)两部分构成,, I/;I/,而不需要额外的电平转换电路本系统采用TI公司的TPS73HD318(简称HD318)作为电源输入芯片,、