基于DSP的雙通道數(shù)字語音監(jiān)錄器設(shè)計(jì)

2.4 系統(tǒng)控制單元
選用SAMSUNG公司的4位單片機(jī)KS57C2308，用以提供友好的用戶界面和靈活的功能控制，同時(shí)對(duì)DSP的工作狀況進(jìn)行監(jiān)督，保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)健性，這在監(jiān)錄系統(tǒng)中是非常必要的。KS57C2308工作電壓較寬，可以直接驅(qū)動(dòng)段式液晶。其I/O功能也較強(qiáng)，能夠輕松地控制兩塊DSP芯片協(xié)同工作。
為了與DSP協(xié)調(diào)工作，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了23條單片機(jī)命令及相應(yīng)的DSP應(yīng)答，其中包括初始化、放音、音量調(diào)節(jié)、時(shí)鐘的獲取與修改、各種跳轉(zhuǎn)與搜索等指令。由于錄音過程由DSP自主控制，所以單片機(jī)命令集中不包含錄音命令，DSP僅用一條信號(hào)線將錄音狀態(tài)告知單片機(jī)。時(shí)鐘由單片機(jī)程序運(yùn)行，每秒鐘都向DSP通報(bào)新的時(shí)間。DSP在存儲(chǔ)語音數(shù)據(jù)時(shí)也將時(shí)間存入，這稱為時(shí)戳。當(dāng)執(zhí)行按時(shí)間查找操作時(shí)，就是按照存儲(chǔ)卡中的時(shí)戳查找語音數(shù)據(jù)段。

2.5 電源管理單元
本系統(tǒng)各單元需要彼此盡可能獨(dú)立而且可靠的電源，這部分工作由電源管理單元完成。本單元可接入220V交流或者12V直流電，向其它單元提供電源。
(1)存儲(chǔ)卡：3.3V電源。這一路電源經(jīng)由信號(hào)處理單元提供。
(2)信號(hào)處理單元：5Ｖ一路，給本單元各部件供電。
(3)信號(hào)輸入輸出單元：9V(未經(jīng)穩(wěn)壓)一路，給功放供電；5V一路，給本單元其它部件供電。
(4)系統(tǒng)控制單元：9V(未經(jīng)穩(wěn)壓)一路，給液晶顯示的背光及蜂鳴器供電；5V一路，給本單元其它部件供電。
以上各電源之間充分隔離，以盡量消除數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬信號(hào)的串?dāng)_。此外，本單元還為單片機(jī)提供上電復(fù)位信號(hào)，保證在系統(tǒng)電壓穩(wěn)定之后再啟動(dòng)單片機(jī)工作；本單元又為DSP提供了掉電警告信號(hào)，在外部電壓衰落時(shí)提前告知DSP，使其有足夠時(shí)間完成現(xiàn)有操作，轉(zhuǎn)入安全狀態(tài)，以免在電壓不穩(wěn)定時(shí)向存儲(chǔ)卡寫入數(shù)據(jù)，致使卡上數(shù)據(jù)損壞。

3 系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)
本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括單片機(jī)部分和DSP部分，從功能上可以綜合敘述為圖2所示流程。

程序共有五個(gè)工作狀態(tài)，通常處于普通監(jiān)錄狀態(tài)，可以進(jìn)行監(jiān)聽，以確保系統(tǒng)正常工作。進(jìn)入其它四個(gè)狀態(tài)之前需要校驗(yàn)密碼，所以只有掌握密碼的管理人員才有權(quán)查找和播放所存儲(chǔ)的語音內(nèi)容。軟件不設(shè)錄音命令，但其它功能，如監(jiān)錄、音量增減、按條目或3秒鐘長(zhǎng)度向前跳轉(zhuǎn)、向后跳轉(zhuǎn)、按時(shí)間檢索、密碼重置等等都單設(shè)一條命令，在DSP程序中對(duì)應(yīng)于不同的程序模塊。此外，DSP程序中還含有語音編碼和語音解碼兩大模塊，由DSP主程序調(diào)用。

4 系統(tǒng)性能評(píng)測(cè)
本系統(tǒng)在鐵道部測(cè)試時(shí)表現(xiàn)優(yōu)異：信噪比大于50dB；失真度小于5%；以1000Hz為基準(zhǔn)，語音帶內(nèi)的幅頻響應(yīng)在±3dB以內(nèi)；每月時(shí)鐘誤差小于一分鐘。除此以外，在起錄靈敏度、耐壓、輸入阻抗、輸出阻抗、功率輸出、線路輸出、記錄時(shí)間長(zhǎng)度等各方面的測(cè)試結(jié)果也完全滿足《鐵路運(yùn)輸數(shù)字通訊記錄儀技術(shù)條件》的要求。而且，雙卡雙通道結(jié)構(gòu)、后臺(tái)錄音功能、高語音質(zhì)量都使本系統(tǒng)具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，現(xiàn)已投入小規(guī)模生產(chǎn)。