基于TMS320C5402的數(shù)字壓縮語音錄放系統(tǒng)

系統(tǒng)簡介

本系統(tǒng)的主要功能是通過對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行壓縮，以實(shí)現(xiàn)高效率數(shù)字錄音，可用于電話留言，語聲應(yīng)答等場合。采用磁帶錄音實(shí)現(xiàn)電話留言，雖然錄音的時(shí)間較長，但不便于查找和保存。數(shù)字錄音可以克服磁帶錄音的缺點(diǎn)，不僅查找速度快，而且對(duì)錄音信息進(jìn)行編輯整理也非常方便，更為方便的是數(shù)字錄音信息可以轉(zhuǎn)存在計(jì)算機(jī)硬盤或光盤上以便長期保存。但是數(shù)字錄音的缺點(diǎn)是要實(shí)現(xiàn)長時(shí)間錄音需要很大的存儲(chǔ)空間，因此本系統(tǒng)一方面采用存儲(chǔ)量為16mb的單片閃速存儲(chǔ)器km29n160，另一方面采用2.0kb/s的速率對(duì)語音進(jìn)行壓縮，采用這兩種方法后，可以實(shí)現(xiàn)2小時(shí)以上的數(shù)字錄音。

整個(gè)硬件設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分，一是tms320c5402 dsp處理系統(tǒng)，包括tms320c5402、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等；二是閃速存儲(chǔ)器及其與tms320 c5402的接口部分；三是at89c51主處理器部分，包括at89c51處理器、鍵盤顯示電路及at89c51與tms320c5402接口。圖1是整個(gè)硬件系統(tǒng)的示意框圖。

dsp處理系統(tǒng)

tms320c5402 dsp處理系統(tǒng)主要完成語音的壓縮和解壓縮功能。系統(tǒng)主要由tms320c5402、eprom 27c256-15(1片)、高速ram cy7c199-10(2片)、譯碼電路、晶體振蕩器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等構(gòu)成。其中，eprom存儲(chǔ)引導(dǎo)信息和程序代碼，其地址為數(shù)據(jù)空間的8000h~ffffh，dsp芯片加電運(yùn)行時(shí)將eprom中的程序代碼搬移到高速ram中。高速ram的存取時(shí)間為10ns，可以全速執(zhí)行，地址為0000h~7fffh，共32k字，程序和數(shù)據(jù)均可訪問。adc采用motorola公司的pcm編解碼器mc14lc5480，這個(gè)芯片集語音a/d、d/a及抗混疊濾波于一體，采用單5v供電方式，tms320c5402提供了可與pcm編碼器等串行器件接口的串行口，因而只需將相應(yīng)的引腳一一連接即可。其接口電路如圖2所示。

主從系統(tǒng)設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)由at89c51和tms320c5402兩個(gè)處理器以主從方式連接，其中at89c51作為系統(tǒng)主機(jī)，完成系統(tǒng)的人機(jī)接口和對(duì)tms320c5402的控制。單片機(jī)與dsp之間通過hpi-8連接，標(biāo)準(zhǔn)的hpi-8口是一個(gè)8位的并行端口，可以用來實(shí)現(xiàn)dsp和主設(shè)備或主處理器接口，雙方通過共享tms320c5402的片上存儲(chǔ)器完成通信。單片機(jī)為主控部分，采用端口方式直接訪問hpi口。hpi口主要由地址寄存器(hpia)、控制寄存器(hpic)、數(shù)據(jù)寄存器(hpid)、hpi存儲(chǔ)器和hpi控制邏輯組成。對(duì)hpi口進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫需要三個(gè)步驟：設(shè)置控制寄存器、寫地址寄存器和讀寫數(shù)據(jù)寄存器。單片機(jī)和dsp的hpi口硬件接口如圖3所示。

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

tms320c5402的軟件設(shè)計(jì)

tms320c5402的軟件包括eprom引導(dǎo)程序和系統(tǒng)軟件兩部分。其中，eprom引導(dǎo)程序比較簡單，其作用是將系統(tǒng)軟件從低速eprom搬移到高速ram中。系統(tǒng)軟件由三部分組成：即主程序、串行中斷服務(wù)程序和int0中斷服務(wù)程序。

主程序完成系統(tǒng)的初始化，包括從閃速存儲(chǔ)器中讀取已經(jīng)存入的語音段數(shù)及數(shù)字音量等信息。完成初始化過程后，tms320c5402就等待從a

串行中斷服務(wù)程序完成語音的輸入/輸出和數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)化功能，由于pcm編解碼器輸出的數(shù)據(jù)是8位m律數(shù)據(jù)，因此需將m律數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為線性格式的數(shù)據(jù)以便tms320c5402進(jìn)行處理。同樣，tms320c5402輸出的線性數(shù)據(jù)也需轉(zhuǎn)化為8位m律才能送至pcm編解碼器進(jìn)行d/a變換。

int0中斷服務(wù)程序主要用來接收從at89c51送來的各種命令，并且設(shè)置相應(yīng)的命令標(biāo)志以便tms320c5402在主程序中識(shí)別并調(diào)用相應(yīng)的子程序。

at89c51的軟件設(shè)計(jì)

at89c51軟件主要包括初始化程序、主程序、定時(shí)中斷服務(wù)程序和int0中斷服務(wù)程序。在初始化程序中，完成at89c51的初始化、tms320c5402的復(fù)位、從tms320c5402獲得已存入閃速存儲(chǔ)器的語音段數(shù)和數(shù)字音量等。主程序主要是按鍵處理程序。定時(shí)器中斷服務(wù)程序每隔10ms中斷一次，增加程序所需的各種計(jì)數(shù)器的值，并置各種定時(shí)到達(dá)標(biāo)志以便主程序判斷使用。

結(jié)語

本文已經(jīng)給出了硬件平臺(tái)和軟件設(shè)計(jì)

思路，只要制作出硬件平臺(tái)，并將仿真好的程序移植到dsp平臺(tái)上就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字壓縮語音錄放，經(jīng)試用具有很好的語音錄放效果。