基于CAN總線的礦用語音廣播對講系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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為了實(shí)現(xiàn)CAN總線的遠(yuǎn)距離傳輸，必須以犧牲傳輸波特率為前提。在該系統(tǒng)中，選擇和實(shí)現(xiàn)一種低碼速、高音質(zhì)的語音壓縮編碼是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵。共軛代數(shù)碼激勵線性預(yù)測(CS-ACELP)的8 kb／s語音編碼G．729方法延遲小，可以提供與32 kb／s的ADPCM相同的語音質(zhì)量。其音質(zhì)是同檔次碼速率中最優(yōu)的，而且在噪聲較大的環(huán)境中也會有較好的語音質(zhì)量，廣泛地應(yīng)用于多種數(shù)字語音通信領(lǐng)域。
在嵌入式平臺上實(shí)現(xiàn)G．729壓縮編碼算法是該項(xiàng)目開發(fā)中的難點(diǎn)，在本系統(tǒng)中選用了一種單芯片的解決方案，利用一款多類別語音編解碼芯片CMX7261，配合Cortex-M3內(nèi)核的嵌入式軟硬件平臺實(shí)現(xiàn)了語音信號的G．729A壓縮編碼。
2 語音終端硬件設(shè)計(jì)
2．1 終端硬件總體設(shè)計(jì)
終端硬件總體設(shè)計(jì)示意圖如圖2所示。模擬語音通過麥克風(fēng)輸入，經(jīng)過音頻放大芯片MC34119進(jìn)行放大，然后送到語音編解碼芯片CMX72 61進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)壓縮打包后通過SPI接口傳送給微處理器LPC1768，微處理器通過CAN收發(fā)器CTM8250將數(shù)據(jù)傳送到CAN總線上；總線上的語音數(shù)據(jù)流通過CAN收發(fā)器傳送給微處理器，通過微處理器的SPI接口傳送給CMX7261，實(shí)現(xiàn)編碼數(shù)據(jù)的解碼；解碼后的數(shù)據(jù)通過CMX7261內(nèi)部的D／A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬語音，經(jīng)音頻功放芯片TDA2822驅(qū)動喇叭播放。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/154096.htm
2．2 語音處理模塊設(shè)計(jì)
CMX7261是英國CML公司研發(fā)的一種多類別語音編解碼芯片，支持多種語音編解碼標(biāo)準(zhǔn)。它能將模擬語音編碼成為PCM(線性、u率、A率)CVSD或者G．729A的數(shù)據(jù)格式，也能把PCM、CVSD和G．729A的語音數(shù)據(jù)流解碼成模擬語音輸出，并且支持PCM、CVSD和G．729A協(xié)議之間的相互轉(zhuǎn)換。CMX7261由3．3 V電源供電，提供可選的低功耗模式。
圖3為CMX7261與微處理器LPC7168的接口電路圖。CMX7261與LPC1768通過C-BUS(SPI模擬)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。設(shè)置CMX7261的相關(guān)功能寄存器，產(chǎn)生壓縮速率為8kb／s的G．729A語音的編碼數(shù)據(jù)流，在CAN總線上傳輸，傳輸速率選擇15kb／s，終端節(jié)點(diǎn)之間的傳輸距離2000m。由于G．729A的編解碼標(biāo)準(zhǔn)對于質(zhì)量較高的語音支持效果較好，所以采用CMX7261語音芯片能夠低成本地實(shí)現(xiàn)話音和高質(zhì)量語音的窄帶通信。
2．3 CAN總線電路設(shè)計(jì)
在本系統(tǒng)中選用了帶隔離的CAN收發(fā)器模塊CTM8250。CTM8250是一款帶隔離的通用CAN收發(fā)器模塊，該模塊內(nèi)部集成了所有必需的CAN隔離及CAN收發(fā)器件，這些都被集成在不到3 cm2的模塊上。模塊的主要功能是將CAN控制器的邏輯電平轉(zhuǎn)換為CAN總線的差分電平，并且具有DC 2500 V的隔離功能。
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