基于tms320c5416sp芯片音频信号分析器设计.ppt

——音频信号的分析器的设计 * 一、设计目的 二、系统功能 三、系统总体架构 四、硬件部分设计 五、软件部分设计 * 一、设计目的 DSP 技术在音频处理领域的应用越来越广。目前，在很多语音处理系统中都用到了语音分析模块，采集现场的声音并进行频谱分析。因此，音频信号的分析器的设计是非常必要的。 * 二、系统功能 本系统主要实现以下四大功能： 1、语音采集 2、语音存储 3、语音信号滤波 4、频谱分析 二、系统功能 本系统主要实现以下四大功能： 1、语音采集 2、语音存储 3、语音信号滤波 4、频谱分析 二、系统功能 本系统主要实现以下四大功能： 1、语音采集 2、语音存储 3、语音信号滤波 4、频谱分析 * 三、系统总体架构 语音信号处理模块 音频采集模块 存储模块 * 四、硬件部分设计 （一）TMS320C5416 1）功能 TMS320C5416作为主芯片实现语音信号采集、存储和各模块之间的通信等控制，其主要功能有： 1、上电自举 2、读取键盘值并初始化音频编码芯片和液晶屏，控制AIC23并通过液晶屏显示AIC23 的工作状态 3、将采集压缩后的音频信号存储在Flash 中。 * 2）芯片简介 * 采用了哈佛总线结构，以8组16位总线为核心，形成了支持高速指令执行的硬件基础。8组总线分为1组程序总线，3组数据总线和4组地址总线。 CPU采用了流水线指令执行结构和相应的并行结构设计，使其能在一个指令周期内，高速地完成多项算术运算。 共有192千字的可寻址存储空间。共分为3个独立的可选择空间，分别为：64千字的程序存储空间；64千字的数据存储空间；64千字的I/O空间。 芯片的系统控制是由程序计数器（PC），硬件堆栈，PC相关的硬件，外部复位信号，中断，状态寄存器和循环计数器（RC）等组成的。 * 3）接口介绍 缓冲串口0和1的发送时钟， 用于对来自缓冲串行口发送移位 寄存器和传送至数据发送引脚 的数据进行定时 缓冲串行口数据发送端, 来自缓冲串行口发送移位 寄存器中的数据经该引脚 串行发送 用于发送输出的帧同步脉冲 缓冲串行口数据接收端 用于接收输入的帧同步脉冲 * （二）TLV320AIC23 1）功能 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。AIC23是一种高性能的立体声音频Codec芯片作为从设备，主要完成输入语音信号的A/D转换，该芯片构成简单，功能强大。 * 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（语音信号的频率范围为300Hz-3400Hz ）。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（音乐20Hz-20kHz）。 * 2）芯片简介 * 工作电压3.3 伏特，能在数字和模拟电压下工作，与TMS320C5416 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（Sigma- delta一般用于ADC中，是高精度的A/D转换器，该转换器的特点是将绝大多数的噪声从动态转移到阻态） 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。 * 3）接口介绍 串行数据传输时钟,当AIC23为主模式时BCLK由AIC23产生并提供给DSP,频率为主时钟的1/4,当从模式时由DSP产生 数字音频接口DAC方向的数据输入 数字音频接口ADC方向的数据输出 数字音频接口DAC方向的帧信号 数字音频接口ADC方向的帧信号 控制端口移位时钟 控制端口串行数据输入 片选信号（配置时有效） 数据控制接口 数据音频接口 * DSP模式下的数据传输时序 AIC23控制寄存器数据写入时序 * （三） TMS320C5416DSP与TLV320AIC23的接口电路 * （四）音频接口电路模块 麦克输入电路 线路输入模块电路 * 耳机输出模块电路 线路输出模块电路 * （五）电源接口电路模块 TMS320C5416DSP芯片采用低电压设计，并且采用双电源供电，即内核电源CVDD和I/O电源DVDD。I/O电源采用3.3V电源供电，而内核电源采用1.6V供电，降低内核电源的目的