基于DSP的最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文

36/40基于DSP的最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)摘要語音信號(hào)處理就是研究如何能更加有效地產(chǎn)生、傳輸和獲取語音信息的學(xué)科。本論文首先介紹了語音信號(hào)處理的發(fā)展概況與國外研究現(xiàn)狀，并對(duì)未來發(fā)展做了展望，分析了語音特征參數(shù)的物理意義以與如何對(duì)其進(jìn)行提取。在硬件部分本文主要圍繞TMS320VC5402為核心，給出一個(gè)語音處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。首先對(duì)DSP系統(tǒng)的組成簡(jiǎn)要說明了一下，然后給出了設(shè)計(jì)的基本框架，接下來分別就音頻轉(zhuǎn)換模塊、電源電壓轉(zhuǎn)換模塊等主要部分做了詳細(xì)說明，最后對(duì)其它附屬電路簡(jiǎn)要介紹。在設(shè)計(jì)中應(yīng)用到了數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)技術(shù)。在軟件部分本文首先對(duì)TI公司的DSP開發(fā)工具CCS作了介紹，接著對(duì)DSP軟件開發(fā)流程進(jìn)行了簡(jiǎn)要的敘述，然后就詳細(xì)的分別對(duì)DSP的初始化、音頻采集、TMS320VC5402的并行引導(dǎo)裝載程序進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)。本文所涉與容屬于一個(gè)語音識(shí)別系統(tǒng)的一部分，在研究過程中對(duì)于語音處理的發(fā)展與研究現(xiàn)狀進(jìn)行了深入了解，對(duì)于TMS320VC5402芯片的性能參數(shù)以與軟硬件相關(guān)知識(shí)掌握較詳細(xì)，熟悉了DSP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)流程。關(guān)鍵詞：語音信號(hào)處理;特征參數(shù);數(shù)字信號(hào)處理器;ISD4004;SPIAbstractSpeechsignalprocessingisasubjecttostudyhowtoproduce，transmitandobtainspeechinformationeffectively．Thethesisstartswithaliteraturereviewaboutthedevelopmentofspeechsignalprocessingandprovidesanexpectationforthefuture．Next．a(chǎn)nanalysisiscarriedoutonproductionmechanismofspeechsignal，settingupasimpleandfeasiblemathematicmodeltoanalyzethephysicalsignificanceofspeechcharacteristicparameterandhowtodetermineit．Fromtheaspectofitshardware，adesigningprojectofthespeechprocessingsystemisestablishedonthebasisofTMS320VC5402．TheprojectfirstgivesabriefintroductionaboutthecompositionofDSPsystemandthendisplaysitsbasicframework．Next,allelaborationisprovidedforthepartslikeselectionofchip，moduleofaudiofrequencyswitch，extendedmemorizer,UARTdatacommunicationandpowervoltageswitch．ThetechnologyofDSPisappliedinthedesigningprocess．Fromtheaspectofsoftware．thethesisstartswithanintroductionaboutCCS．a(chǎn)ndthenaboutDSPsoftwaredevelopingflow．Atlast，adetailedelaborationisgivenrespectivelytothedesigningandanalysisofinitializationofDSPcollectionofaudiofrequencyandparallelbootloadprocedureofTMS320VC5402Thestudyinthethesistouchesuponapartofaspeechidentificationsystem．Aprofoundexplorationhasbeenconductedontheareaslikedevelopmentandresearchstatementofspeechprocessing，capabilityparameterofTMS320VC5402chip,knowledgeaboutsoftwareandhardware，aswellasthedesigninganddevelopingflowofDSPsystem．Keywords：speechsignalprocessing，characteristicparameter,Digitalsignalprocessor,informationstoragedevices4004(ISD4004),SerialPeripheralInterface(SPI目錄摘要IAbstractII第1章緒論11.1引言11.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義21.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的31.4系統(tǒng)采用的實(shí)現(xiàn)方法3第2章DSP控制技術(shù)和開發(fā)環(huán)境介紹42.1DSP核心芯片TMS320C5402引腳的介紹42.1.1概述42.1.2TMS320C5402主要性能參數(shù)42.1.3TMS320C5402引腳功能說明42.2CCS開發(fā)環(huán)境和建立工程72.2.1CCS簡(jiǎn)介72.2.2CCS的組成72.2.3CCS的主要功能82.3ISD4004介紹92.3.1性能簡(jiǎn)述和引腳圖92.3.2引腳描述92.4SPI（串行外設(shè)接口）112.4.1協(xié)議介紹112.4.2信息管理112.4.3ISD4004與DSP的SPI時(shí)序配合132.4.4ISD4004語音芯片的部信息尋址機(jī)制14第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)153.1系統(tǒng)硬件總體框圖153.2硬件電路圖153.4PCB設(shè)計(jì)18第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)194.1程序流程圖194.2系統(tǒng)關(guān)鍵程序設(shè)計(jì)204.2.1TMS320VC5402McBSP初始化程序204.2.2ISD4004錄音子程序214.2.3ISD4004放音子程序24第五章系統(tǒng)測(cè)試265.1測(cè)試容26第六章總結(jié)27參考文獻(xiàn)28附錄29附錄一系統(tǒng)硬件PCB3D視圖29附錄二軟件設(shè)計(jì)主程序30致34第1章緒論1.1引言語音，作為一種典型的非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)，是人類交流信息最自然、最有效、最方便的手段，在人類文明和社會(huì)進(jìn)步中起著重要的作用。隨著電子通信業(yè)的出現(xiàn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們開始可以從數(shù)字信號(hào)處理的角度了解語音。語音信號(hào)的研究可以從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面進(jìn)行。其中時(shí)域的分析處理有兩種方法：一是進(jìn)行語音信號(hào)分析，這屬于小型處理的疇，主要是通過信號(hào)的加減、時(shí)移、倍乘、卷積、求相關(guān)函數(shù)等來實(shí)現(xiàn)；另一種是生成和變換成各種調(diào)制信號(hào)，這屬于非線性的疇，主要是對(duì)信號(hào)平均累加器的動(dòng)態(tài)圍進(jìn)行壓縮擴(kuò)，用門限方法對(duì)噪聲的抑制。對(duì)頻域分析處理，即對(duì)信號(hào)的頻率特性在頻譜中加以分析研究，這拓展了信號(hào)分析的圍，是對(duì)不確定信號(hào)分析的主要方法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)處理和信息技術(shù)的發(fā)展，語音交互已經(jīng)成為人機(jī)交互的必要手段，而語音信號(hào)的采集處理是人機(jī)交互的前提和基礎(chǔ)。聲卡是計(jì)算機(jī)對(duì)語音信息進(jìn)行加工的重要部件，它具有對(duì)信號(hào)濾波、放大、采樣保持、A/D和D/A轉(zhuǎn)換等功能。語音信號(hào)處理作為一個(gè)重要的研究領(lǐng)域，已經(jīng)有很長(zhǎng)的研究歷史。但是它的快速發(fā)展可以說是從1940年前后Dudley的聲碼器和Potter等人的可見語音開始的；20世紀(jì)60年代中期形成的一系列數(shù)字信號(hào)處理方法和技術(shù)，如數(shù)字濾波器、快速傅里葉變換等成為語音信號(hào)數(shù)字處理的理論和技術(shù)基礎(chǔ)；到了80年代，由于矢量量化、隱馬爾克夫模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等相繼被應(yīng)用于語音信號(hào)處理，并經(jīng)過不斷改進(jìn)與完善，使得語音信號(hào)處理技術(shù)產(chǎn)生了突破性的進(jìn)展。進(jìn)入90年代以來，語音信號(hào)處理在實(shí)用化方面取得了許多實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。一方面，對(duì)聲音語音學(xué)統(tǒng)計(jì)模型的研究逐漸深入，魯棒的語音識(shí)別、基于語音段的建模方法與隱馬爾可夫模型與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合成為研究的熱點(diǎn)。另一方面，為了語音識(shí)別使用化的需要，講著自適應(yīng)、聽覺模型、快速搜索識(shí)別算法以與進(jìn)一步的語言模型的研究等課題備受關(guān)注。在語音記錄芯片中，美國ISD公司的ISD系列芯片倍受廣大用戶的青睞。它采用直接模擬存儲(chǔ)專利技術(shù),把語音信號(hào)以原始的模擬形式直接存儲(chǔ)在片的EEPROM存儲(chǔ)器中.無須進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和壓縮處理，沒有大多數(shù)固態(tài)數(shù)字化聲音存儲(chǔ)技術(shù)對(duì)聲音質(zhì)量的影響，從而減少了失真，提高了錄放音質(zhì)量，并具有抗斷電、音質(zhì)好、使用方便、可反復(fù)錄放、無需專的語音開發(fā)工具、能隨意更改容和耗電少等優(yōu)點(diǎn)，很適合于現(xiàn)場(chǎng)錄放音系統(tǒng)。國用戶多習(xí)慣使用8031系列單片機(jī)作微控制器，與ISD330000,40000系列均可以方便地連接。因此很多資料均是ISD系列芯片與單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)，而ISD40000系列芯片與DSP的應(yīng)用文獻(xiàn)幾乎沒有。本文以TMS320C54x系列的TMS320VC5402為例，說明語音錄放芯片ISD4004應(yīng)用在DSP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義語音不僅是人與人之間進(jìn)行信息交流最直接、最方便和最有效的工具，而且也是人與機(jī)器之間進(jìn)行通信的重要工具。1874年的發(fā)展可以認(rèn)為是現(xiàn)代處理的開端。的理論基礎(chǔ)是盡可能不失真地傳送語音波形。這種“波形原則”幾乎統(tǒng)治了其后整整一百年。1939年產(chǎn)生了一種概念全新的語音處理技術(shù)，這就是著名的通道聲碼器技術(shù)。聲碼器的理論基礎(chǔ)是認(rèn)為語音是由人的聲帶振動(dòng)產(chǎn)生的生源（載波）受到運(yùn)動(dòng)的聲道的控制（調(diào)制）而產(chǎn)生的，因而將載波和調(diào)制兩部分分開來進(jìn)行傳送便可極壓縮頻帶。這一概念已經(jīng)包含著其后出現(xiàn)的語音參數(shù)模型的基本思想。40年代后期，研制成功了能夠把語音信號(hào)的時(shí)變譜用語音表示出來的儀器——語音儀，為語音信號(hào)分析提供了一個(gè)有力的工具。對(duì)于語音信號(hào)，數(shù)字處理比模擬處理具有更多的優(yōu)點(diǎn)。這是因?yàn)椋旱谝唬瑪?shù)字技術(shù)能夠完成許多很復(fù)雜的信號(hào)處理工作；第二，通過語音進(jìn)行交換的信息本質(zhì)上具有離散的性質(zhì)，因?yàn)檎Z音可以看成是因素的組合，這就特別適合于數(shù)字處理；第三，數(shù)字系統(tǒng)具有高可靠性、價(jià)廉、緊湊、快速等特點(diǎn)，很容易完成實(shí)時(shí)處理任務(wù)；第四，數(shù)字語音適合于在強(qiáng)干擾通信中傳輸，易于和數(shù)據(jù)一起在通信網(wǎng)中傳輸，也易于進(jìn)行加密傳輸。因此數(shù)字語音信號(hào)處理是主要研究方向。無論是人與人之間還是人與計(jì)算機(jī)之間的語音通信，語音處理，特別是語音數(shù)字處理的理論和技術(shù)，具有特別重要的作用。用DSP控制語音芯片，再把DSP和語音芯片嵌入到通信設(shè)備，智能儀器，治安報(bào)警與兒童玩具中，就可做成語音播放的機(jī)器，應(yīng)用圍廣泛。用DSP控制語音芯片設(shè)計(jì)語音錄放系統(tǒng),該系統(tǒng)功能多，錄放音音質(zhì)好，外圍電路簡(jiǎn)單。1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的語音錄放系統(tǒng)，語音錄放模塊由單片語音錄放芯片ISD4004與其外圍電路組成；控制電路是由DSP編程控制實(shí)現(xiàn)。要現(xiàn)功能：錄音、放音、快進(jìn)、擦除、音量控制?？梢詰?yīng)用于通訊設(shè)備、智能儀表、治安報(bào)亭、語音報(bào)站、報(bào)數(shù)報(bào)價(jià)、語音講解、語音記錄、語音復(fù)讀、教學(xué)儀器、智能玩具、電子禮品等領(lǐng)域。要求放音質(zhì)量好，系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，便于安裝和擴(kuò)展。1.4系統(tǒng)采用的實(shí)現(xiàn)方法本系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)一個(gè)DSP控制的語音錄放系統(tǒng)，該系統(tǒng)由語音錄放模塊、放音電路、電源電路、控制電路構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)錄音、放音、快進(jìn)、擦除、音量控制。在實(shí)際生活中，本系統(tǒng)可以應(yīng)用在汽車倒車系統(tǒng)、家庭安防系統(tǒng)、公交車報(bào)站以與醫(yī)院的病房室等應(yīng)用之中。技術(shù)關(guān)鍵是理解ISD4004語音芯片操作功能的時(shí)序圖，部地址構(gòu)架，以與與DSP之間的SPI通信模式。實(shí)現(xiàn)順序依次是設(shè)計(jì)硬件原理圖,焊接語音模塊,包括電壓轉(zhuǎn)換芯片,音頻小功率放大器ISD4004的連接.編寫軟件程序,利用DSP控制技術(shù)控制實(shí)現(xiàn)錄、放、停等操作。第2章DSP控制技術(shù)和開發(fā)環(huán)境介紹2.1DSP核心芯片TMS320C5402引腳的介紹2.1.1概述TMS320VC5402是美國TI（儀器）公司推出的一款高性能的定點(diǎn)DSP，最高頻率為100MHz，部提供16K的存儲(chǔ)空間。它提供的多信道緩沖串口（MCBSP）可以設(shè)置為SPI工作方式，從而使得DSP與ISD4004的接口設(shè)計(jì)成為可能。2.1.2TMS320C5402主要性能參數(shù)TMS320C5402是TI公司于1996年推出的一種定點(diǎn)DSP芯片,采用先進(jìn)的修正哈佛結(jié)構(gòu)和8總線結(jié)構(gòu),使處理器的性能大大提高。其獨(dú)立的程序和數(shù)據(jù)總線,允許同時(shí)訪問程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,實(shí)現(xiàn)高速并行操作。例如,可以在一條指令中,同時(shí)執(zhí)行3次讀操作和1次寫操作。TMS320C5402的運(yùn)行速度為40MIPS(每秒執(zhí)行40百萬條指令)。指令周期為25ns。此外,還可以在數(shù)據(jù)總線與程序總線之間相互傳送數(shù)據(jù)。從而使處理器具有在單個(gè)周期同時(shí)執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算,邏輯運(yùn)算,位移操作,乘法累加運(yùn)算以與訪問程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的強(qiáng)大功能。圖1為TMS320C5402DSP的部硬件組成框圖。包括:CPU,總線,存儲(chǔ)器,在片外圍電路,串行口,以與外部總線接口等部分組成2.1.3TMS320C5402引腳功能說明圖2-1TMS320C5402外部引腳分布A19(MSB)~A0(LSB):20位并行地址總線。低16位地址（A15~A0）用于尋址外部數(shù)據(jù)/程序存儲(chǔ)器或I/O空間，高四位地址（A19~A16）僅用于尋址外部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)處于保持方式或者OFF引腳為低電平時(shí)，這些引腳處于高阻狀態(tài)。D15(MSB)~D0(LSB):16位并行數(shù)據(jù)總線。D15~D0用于CPU與外部數(shù)據(jù)/程序存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)。當(dāng)沒有輸出或者RS或HOLD信號(hào)有效時(shí)，D15~D0處于高阻狀態(tài)。若EMU1/OFF為低電平時(shí)，則D15~D0也變成高阻狀態(tài)。數(shù)據(jù)總線具有總線保持功能，降低由懸浮的、未使用的管腳引起的靜態(tài)能量消耗?？偩€保持功能使未使用管腳上無需外接偏置電阻，當(dāng)5402不驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線時(shí)，總線保持引腳上處于先前的邏輯電平。5402復(fù)位時(shí)總線保持功能無效，但可以通過分區(qū)轉(zhuǎn)換控制寄存器（BSCR）的BH位使能/無效。IACK:中斷響應(yīng)信號(hào)。IACK有效時(shí)，表示接收到一次中斷，程序計(jì)數(shù)器按照A15~A0所指示的位置取出中斷向量。當(dāng)OFF為低電平時(shí)，IACK也變成高阻狀態(tài)外部中斷請(qǐng)求信號(hào)。INT0~INT3的優(yōu)先級(jí)為：INT0最高，INT3最低。這四個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)都可以用中斷屏蔽寄存器（IMR）和中斷方式位屏蔽。INT0~INT3可以通過中斷標(biāo)志寄存器（IFR）進(jìn)行查詢和復(fù)位。NMI:非屏蔽中斷。NMI是一種外部中斷，不能用IMR和中斷方式位對(duì)其屏蔽。RS:復(fù)位信號(hào)。RS有效時(shí)，DSP結(jié)束當(dāng)前正在執(zhí)行的操作，CPU和外設(shè)重新初始化。當(dāng)RS有效，強(qiáng)迫程序計(jì)數(shù)器變成0FF80h，當(dāng)RS變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，處理器從程序存儲(chǔ)器的0FF80h單元開始執(zhí)行程序。RS對(duì)各寄存器和狀態(tài)位有影響。BIO:控制分支轉(zhuǎn)移的輸入信號(hào)。當(dāng)BIO低電平有效時(shí)，有條件的執(zhí)行分支轉(zhuǎn)移。執(zhí)行XC指令，是在流水線的譯碼階段采樣BIO，執(zhí)行其他條件指令時(shí)，是在流水線的讀操作數(shù)階段采樣BIO。REDAY:數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好信號(hào)。REDAY高電平有效時(shí)，表明外部器件已經(jīng)做好傳送數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備。如果外部器件沒有做好傳送數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備（REDAY為低電平），處理器就等待一個(gè)周期，再檢查REDAY信號(hào)。注意，如果軟件編程2個(gè)以上等待狀態(tài)，處理器才檢測(cè)REDAY信號(hào)。而且在軟件等待狀態(tài)完成之后，CPU才檢測(cè)READY信號(hào)。BCLKR0~BCLKR1:接收時(shí)鐘輸入。BCLKR能夠被設(shè)置為輸入或輸出。在緩沖串行口傳送數(shù)據(jù)期間，這個(gè)信號(hào)必須存在。如果不用緩沖串行口，可以把BCLKR0和BCLKR1作為輸入端，通過緩沖串行口控制寄存器（BSPC）的IN0位檢查它們的狀態(tài)。BDR0~BDR1:串行數(shù)據(jù)接收輸入端。串行數(shù)據(jù)由BDR0/BDR1端接收后，傳送到緩沖串行口接收移位寄存器（BRSR）。BFSR0~BFSR1:用于接收輸入的幀同步脈沖。BFSR能夠被設(shè)置為輸入或輸出，復(fù)位后BFSR配置為輸入信號(hào)。BFSR脈沖啟動(dòng)BDR的數(shù)據(jù)接收過程。BCLKX0~BCLKX1:發(fā)送時(shí)鐘。BCLKX作為McBSP發(fā)送器的串行移位時(shí)鐘。BCLKX能夠被設(shè)置為輸入或輸出，復(fù)位后被配置為輸入信號(hào)。當(dāng)EMU1/OFF為低電平時(shí)，BCLKX變成高阻狀態(tài)。BDX0~BDX1:緩沖串行口數(shù)據(jù)發(fā)送端。來自緩沖串行口發(fā)送移位寄存器（BXSR）的數(shù)據(jù)經(jīng)BDX引腳串行傳送出去。當(dāng)不發(fā)送數(shù)據(jù)或EMU1/OFF為低電平時(shí)，BDX變成高阻狀態(tài)。BFSX0~BFSX1：用于數(shù)據(jù)輸入/輸出的幀同步脈沖。BFSX初始化數(shù)據(jù)傳輸過程。BFSX能夠被設(shè)置為輸入或輸出，復(fù)位后被配置為輸入信號(hào)。當(dāng)EMU1/OFF為低電平時(shí)，BFSX變成高阻狀態(tài)。2.2CCS開發(fā)環(huán)境和建立工程2.2.1CCS簡(jiǎn)介C5402的開發(fā)工具包括代碼生成和代碼調(diào)試工具兩大類。代碼生成工具是將源程序進(jìn)行編譯、匯編并成可執(zhí)行程序。代碼調(diào)試工具是對(duì)可執(zhí)行程序進(jìn)行調(diào)試，使其能夠達(dá)到預(yù)計(jì)目標(biāo)。CCS(CodeComposerStudio)是TI公司推出的用于開發(fā)DSP芯片的集成開發(fā)環(huán)境，它采用Windows風(fēng)格界面，集編輯、編譯、、軟件仿真、硬件調(diào)試以與實(shí)時(shí)跟蹤等功能于一體，能完成DSP系統(tǒng)開發(fā)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)，極方便了DSP芯片的開發(fā)與設(shè)計(jì)，是目前使用最為廣泛的DSP開發(fā)軟件之一。CCS有兩種工作模式，即：軟件仿真器模式和硬件在線編程模式；前者可以脫離DSP芯片，在PC機(jī)上模擬DSP的指令集和工作機(jī)制，主要用于前期算法實(shí)現(xiàn)和調(diào)試；后者可以實(shí)時(shí)運(yùn)行在DSP芯片上，與硬件開發(fā)板相結(jié)合在線編程和調(diào)試應(yīng)用程序。CCS運(yùn)行時(shí)的主窗口如圖2-2所示。圖2-22.2.2CCS的組成CCS的開發(fā)系統(tǒng)主要由以下組件構(gòu)成：①TMS320VC54X集成代碼產(chǎn)生工具；②CCS集成開發(fā)環(huán)境；③DSP/BIOS實(shí)時(shí)核插件與其應(yīng)用程序接口API；④實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換的RTDX插件以與相應(yīng)的程序接口API；⑤由TI公司以外的第三方提供的各種應(yīng)用模塊插件。2.2.3CCS的主要功能CCS的功能十分強(qiáng)大，它集成了代碼的編輯、編譯、和調(diào)試等諸多功能，而且支持C/C++和匯編的混合編程，其主要功能如下：具有集成可視化代碼編輯界面，用戶可通過其界面直接編寫C、匯編、.cmd文件等；含有集成代碼生成工具，包括匯編器、優(yōu)化C編譯器、器等，將代碼的編輯、編譯、和調(diào)試等諸多功能集成到一個(gè)軟件環(huán)境中；高性能編輯器支持匯編文件的動(dòng)態(tài)語法加亮顯示，使用戶很容易閱讀代碼，發(fā)現(xiàn)語法錯(cuò)誤；工程項(xiàng)目管理工具可對(duì)用戶程序?qū)嵭许?xiàng)目管理。在生成目標(biāo)程序和程序庫的過程中，建立不同程序的跟蹤信息，通過跟蹤信息對(duì)不同的程序進(jìn)行分類管理；基本調(diào)試工具具有裝入執(zhí)行代碼、查看寄存器、存儲(chǔ)器、反匯編、變量窗口等功能，并支持C源代碼級(jí)調(diào)試；斷點(diǎn)工具，能在調(diào)試程序的過程中，完成硬件斷點(diǎn)、軟件斷點(diǎn)和條件斷點(diǎn)的設(shè)置；探測(cè)點(diǎn)工具，可用于算法的仿真，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)視等；分析工具，包括模擬器和仿真器分析，可用于模擬和監(jiān)視硬件的功能、評(píng)價(jià)代碼執(zhí)行的時(shí)鐘；數(shù)據(jù)的圖形顯示工具，可以將運(yùn)算結(jié)果用圖形顯示，包括顯示時(shí)域/頻域波形、眼圖、星座圖、圖像等，并能進(jìn)行自動(dòng)刷新；提供GEL工具,利用GEL擴(kuò)展語言，用戶可以編寫自己的控制面板/菜單，設(shè)置GEL菜單選項(xiàng)，方便直觀地修改變量，配置參數(shù)等；支持多DSP的調(diào)試；支持RTDX技術(shù)，可在不中斷目標(biāo)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下，實(shí)現(xiàn)DSP與其他應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)交換；提供DSP/BIOS工具，增強(qiáng)對(duì)代碼的實(shí)時(shí)分析能力。2.3ISD4004介紹2.3.1性能簡(jiǎn)述和引腳圖ISD4004系列工作電壓3V,單片錄放時(shí)間8至16分鐘,音質(zhì)好,適用于移動(dòng)與其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片采用CMOS技術(shù),含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪與高密度多電平閃爍存貯列。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控制器控制,操作命令可通過串行通信接口SPI送入。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù),每個(gè)采樣值直接存貯在片閃爍存貯器中,因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲,避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和"金屬聲"。采樣頻率可4.0,5.3,6.4,8.0kHz,頻率越低,錄放時(shí)間越長(zhǎng),而音質(zhì)則有所下降,片信息存于閃爍存貯器中,可在斷電情況下保存100年(典型值)，反復(fù)錄音10萬次圖5ISD4004引腳圖2-3ISD4004管腳分布圖2.3.2引腳描述電源:(VCCA,VCCD)為使噪聲最小,芯片的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線,并且分別引到外封裝的不同管腳上,模擬和數(shù)字電源端最好分別走線,盡可能在靠近供電端處相連,而去耦電容應(yīng)盡量靠近器件。地線:(VSSA,VSSD)芯片部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。同相模擬輸入(ANAIN+)這是錄音信號(hào)的同相輸入端。輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動(dòng)。單端輸入時(shí),信號(hào)由耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值32mV,耦合電容和本端的3KΩ電阻輸入阻抗決定了芯片頻帶的低端截止頻率。差分驅(qū)動(dòng)時(shí),信號(hào)最大幅度為峰峰值16mV，為ISD33000系列一樣。反相模擬輸入(ANAIN-)差分驅(qū)動(dòng)時(shí),這是錄音信號(hào)的反相輸入端。信號(hào)通過耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值16mV音頻輸出(AUDOUT)提供音頻輸出,可驅(qū)動(dòng)5KΩ的負(fù)載。片選(SS)此端為低,即向該ISD4004芯片發(fā)送指令，兩條指令之間為高電平。串行輸入(MOSI)此端為串行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時(shí)鐘上升沿之前半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放到本端,供ISD輸入。串行輸出(MISO)ISD的串行輸出端。ISD未選中時(shí),本端呈高阻態(tài)。串行時(shí)鐘(SCLK)ISD的時(shí)鐘輸入端,由主控制器產(chǎn)生,用于同步MOSI和MISO的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)在SCLK上升沿鎖存到ISD,在下降沿移出ISD。中斷(/INT)本端為漏極開路輸出。ISD在任何操作(包括快進(jìn))中檢測(cè)到EOM或OVF時(shí),本端變低并保持。中斷狀態(tài)在下一個(gè)SPI周期開始時(shí)清除。中斷狀態(tài)也可用RINT指令讀取。OVF標(biāo)志指示ISD的錄、放操作已到達(dá)存儲(chǔ)器的未尾。EOM標(biāo)志只在放音中檢測(cè)到部的EOM標(biāo)志時(shí),此狀態(tài)位才置1。行地址時(shí)鐘(RAC)漏極開路輸出。每個(gè)RAC周期表示ISD存儲(chǔ)器的操作進(jìn)行了一行(ISD4004系列中的存貯器共2400行)。該信號(hào)175ms保持高電平,低電平為25ms?？爝M(jìn)模式下,RAC的218.75μs是高電平,31.25μs為低電平。圖2-4RAC周期外部時(shí)鐘(XCLK)本端部有下拉元件。芯片部的采樣時(shí)鐘在出廠前已調(diào)校,誤差在+1%。商業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度和電壓圍,頻率變化在+2.25%。工業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度和電壓圍,頻率變化在-6/+4%,此時(shí)建議使用穩(wěn)壓電源。若要求更高精度,可從本端輸入外部時(shí)鐘(如前表所列)。由于部的防混淆與平滑濾波器已設(shè)定,故上述推薦的時(shí)鐘頻率不應(yīng)改變。輸入時(shí)鐘的占空比無關(guān)緊要,因部首先進(jìn)行了分頻。在不外接地時(shí)鐘時(shí),此端必須接地。自動(dòng)靜噪(AMCAP)當(dāng)錄音信號(hào)電平下降到部設(shè)定的某一閾值以下時(shí),自動(dòng)靜噪功能使信號(hào)衰弱,這樣有助于養(yǎng)活無信號(hào)(靜音)時(shí)的噪聲。通常本端對(duì)地接1mF的電容,構(gòu)成部信號(hào)電平峰值檢測(cè)電路的一部分。檢出的峰值電平與部設(shè)定的閾值作比較,決定自動(dòng)靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點(diǎn)。大信號(hào)時(shí),自動(dòng)靜噪電路不衰減,靜音時(shí)衰減6dB。1mF的電容也影響自動(dòng)靜噪電路對(duì)信號(hào)幅度的響應(yīng)速度。本端接VCCA則禁止自動(dòng)靜噪。2.4SPI（串行外設(shè)接口）2.4.1協(xié)議介紹ISD4004工作于SPI串行接口。SPI協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,協(xié)議假定微控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿動(dòng)作,因此對(duì)ISD4004而言,在時(shí)鐘止升沿鎖存MOSI引腳的數(shù)據(jù),在下降沿將數(shù)據(jù)送至MISO引腳。協(xié)議的具體容為：所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于SS下降沿。 SS在傳輸期間必須保持為低電平,在兩條指令之間則保持為高電平。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入,在下降沿移出。SS變低,輸入指令和地址后,ISD才能開始錄放操作。指令格式是(8位控制碼)加(16位地址碼)。ISD的任何操作(含快進(jìn))如果遇到EOM或OVF,則產(chǎn)生一個(gè)中斷,該中斷狀態(tài)在下一個(gè)SPI周期開始時(shí)被清除。使用"讀"指令使中斷狀態(tài)位移出ISD的MISO引腳時(shí),控制與地址數(shù)據(jù)也應(yīng)同步從MOSI端移入。因此要注意移入的數(shù)據(jù)是否與器件當(dāng)前進(jìn)行的操作兼容。當(dāng)然,也允許在一個(gè)SPI周期里,同時(shí)執(zhí)行讀狀態(tài)和開始新的操作(即新移入的數(shù)據(jù)與器件當(dāng)前的操作可以不兼容)。所有操作在運(yùn)行位(RUN)置1時(shí)開始,置0時(shí)結(jié)束。所有指令都在SS端上升沿開始執(zhí)行。2.4.2信息管理在采用本模塊的擬人機(jī)器人語言交互系統(tǒng)中，若干條語音按順序分別被錄入到芯片，并將其編程為1、2、3等。DSP可以通過SPI接口獲得每次錄音結(jié)束時(shí)的ISD部信息指針，據(jù)此構(gòu)建一個(gè)信息地址表（MAT），并將此表存入FlashMemory中，作為以后錄放、刪除操作時(shí)信息管理的依據(jù)。ISD4004部存儲(chǔ)器分為2400行，每行1600列。對(duì)器件尋址即選擇一行，從行首開始錄放，而每行中的列不可尋址。對(duì)于8kHz采樣率的ISD4004，采樣間隔為125μs。器件地址分辨率可按如下計(jì)算：(1/Fs)×1600=200ms由于ISD4004部可尋址多達(dá)2400行，而每行固定存儲(chǔ)200ms語音，為了可錄放、刪除任意長(zhǎng)度的語音，有必要建立MAT。MAT跟蹤每一條語音的開始地址以與每一個(gè)信息碎塊的開始結(jié)束地址。ISD4004共2400行，實(shí)際只需要12位地址即可完成尋址。為節(jié)省MAT存儲(chǔ)空間，將地址最高位bit15作為語音起始點(diǎn)標(biāo)志。建立MAT的規(guī)則如下：MAT表項(xiàng)值全為0（0000000000000000）：表示對(duì)應(yīng)行未存儲(chǔ)任何語音；MAT表項(xiàng)值的bit15為1（1XXXXXXXXXXXXXXX），表示對(duì)應(yīng)的是某句語音的起始行；MAT表項(xiàng)值的bit15為0，其余各位是有效地址（0XXXXXXXXXXXXXXX），表示對(duì)應(yīng)的行是某句語音的一行，但不是起始行；ISD的第一行總是某句語音的起始行。同一句語音的地址在MAT中總是連續(xù)存儲(chǔ)的。由若干行組成的句語音，它的各行地址總是從小到大，但不一定兩兩相連。以行地址為表項(xiàng)的MAT，所要求的存儲(chǔ)空間是較大的。本例中為2400行語句，則要求MAT具有2400個(gè)表項(xiàng)。為了減小MAT大小，也可對(duì)語音進(jìn)行分塊。若8以位為一個(gè)語音塊，則MAT大小減小為300個(gè)表項(xiàng)。經(jīng)過幾次錄音和刪除手，建立的MAT如表1所示。

表1MAT實(shí)例MATbit15實(shí)際行地址句100000000000000010000000000000000100000000000000010000000000000000100000000000000020000000000000000210000000000000031000000000000000320000000000000005000000000000000050000000000000006000000000000000061000000000000004100000000000000044000000000000000700000000000000007000000000000000800000000000000008放音時(shí)，DSP從MAT表頭開始搜索bit15為1的表項(xiàng)。要播放第幾條語句，則尋找第幾個(gè)bit15為1的表項(xiàng)。由于RAC的周期和器件的行一樣，且其低脈沖時(shí)間長(zhǎng)達(dá)25ms，在播放當(dāng)前行語音的同時(shí)，RAC觸發(fā)DSP的INT3中斷。INT3中斷服務(wù)程序驗(yàn)證下一行bit15是否為1，若不為1則將該行地址送入ISD，則輸入的地址不會(huì)立刻生效，而是在緩沖器中等待當(dāng)前結(jié)束；若為1則指示下一行為新語句開始地址，DSP不送任何指令。放音遇到EOM或者OVF時(shí)產(chǎn)生INT中斷，停止放音。錄音時(shí)，按K2鍵啟動(dòng)錄音操作，DSP首先找出MAT中的個(gè)全0行，發(fā)錄音指令；在錄制當(dāng)前行的同時(shí)，DSP等待RAC信號(hào)觸發(fā)INT3中斷，中斷服務(wù)程序繼續(xù)尋找全0行、發(fā)帶該行地址的錄音指令，直到按STOP鍵觸發(fā)INT0中斷發(fā)錄音停止命令為止。刪除語音可通過將相應(yīng)語音行全置零來完成。本文詳細(xì)闡述了TMS320VC5402DSP與ISD4004語音錄放芯片的SPI接口設(shè)計(jì)、ISD4004的語音信息管理以與DSP與ISD4004之間的通訊與控制程序算法的設(shè)計(jì)。該模塊作為擬人機(jī)器人語音互系統(tǒng)的語音應(yīng)答模塊，可以對(duì)機(jī)器人識(shí)別的命令語音進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)時(shí)應(yīng)答。2.4.3ISD4004與DSP的SPI時(shí)序配合根據(jù)ISD4004的時(shí)序要求，DSP設(shè)置串口為SPI工作模式，發(fā)送數(shù)據(jù)先于串行時(shí)鐘半個(gè)周期建立、數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿發(fā)送。ISD接收命令字的方式是先地址后命令，且位序從低到高；而DSP發(fā)送數(shù)據(jù)方式是先高位后低位，故在DSP發(fā)送程序中須將待送地址和命令進(jìn)行高低位對(duì)調(diào)。串行時(shí)鐘（SCLK）由DSP主時(shí)鐘產(chǎn)生。在DSP運(yùn)行于10MHz時(shí)，設(shè)置時(shí)鐘分頻因子為255，得到約40kHz的串行傳輸時(shí)鐘，適應(yīng)ISD4004相對(duì)慢速的要求。DSP串口SPI方式數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序如圖2-5所示。ISD4004的RAC管腳（行地址時(shí)鐘）用于指示錄放操作已經(jīng)接近一行的末發(fā)展。RAC在行末前25ms變低，在到達(dá)行末時(shí)變高，DSP將它作為中斷INT3的中斷源，指示錄放操作進(jìn)行到何處；INT管腳在遇到EOM標(biāo)志和OVF溢出時(shí)向DSP發(fā)中斷，DSP將它作中斷INT2的中斷源，用來指示是否到達(dá)一段信息的末尾。按下NUM鍵觸發(fā)INT1中斷開始錄音，按下STOP鍵觸發(fā)INT0中斷終止錄音。放音時(shí)按下NUM即開始，遇以語句EOM時(shí)自動(dòng)停止放音。2-52.4.4ISD4004語音芯片的部信息尋址機(jī)制ISD4004語音芯片具有能夠準(zhǔn)確控制語音錄放地址的功能，這種功能使我們能夠方便靈活地對(duì)語音信息進(jìn)行處理以達(dá)到我們對(duì)語音信息的要求。例如，我們可以利用軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)語音信息的剪輯、合成等操作來達(dá)到我們對(duì)語音信息特殊的要求。還有，我們可以通過程序控制做到語音的定時(shí)放音和循環(huán)放音。若干條信息按順序分別錄入到芯片，比如稱其為a,b,c,d信息。我們需要知道每一時(shí)刻的錄音信息在芯片存儲(chǔ)器中所處的位置，這樣有利于我們實(shí)時(shí)地監(jiān)控ISD4004語音芯片工作的位置，從而能夠知道所錄的每段信息的開頭和結(jié)尾的準(zhǔn)確地址，便于我們對(duì)已錄入的信息進(jìn)行管理。下面以ISD4004-8MP為例來說明如何利用硬件結(jié)構(gòu)尋址。ISD4004-8MP置了特殊的信息尋址機(jī)制，即行地址時(shí)鐘(以下簡(jiǎn)稱RAC)。為了理解其工作原理，有必要先介紹器件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。ISD4004的存儲(chǔ)器分為2400行。對(duì)器件尋址，就是選擇一行，從行首開始錄、放操作，而每行中的各列是不可尋址的。每一行的所有操作都從第一列開始。ISD4004-8MP每一行周期為200ms,這就是器件的地址分辨率。其中每行有175ms的高電平，25ms的低電平。每個(gè)錄放周期都從這200ms的“語音存儲(chǔ)塊”的塊首開始，還以ISD4004-8MP為例，RAC在行末前25ms變低，在恰好到達(dá)行末時(shí)變高,這就類似一個(gè)時(shí)鐘，幫助你確定錄放操作已到何處。這個(gè)時(shí)鐘相對(duì)于微控制器的速度來說較慢，上例為200ms。因此，微控制器很容易通過軟件查詢RAC的方法來確定何時(shí)已到達(dá)行末。但由于微處理器的查詢速度相對(duì)于RAC時(shí)鐘頻率要快得多，所以，如果通過查詢的方法檢測(cè)RAC每個(gè)周期的低電平時(shí)，在上一次檢測(cè)到RAC低電平時(shí)必須要經(jīng)過一段延時(shí)才能再檢測(cè)RAC，這樣檢測(cè)到的低電平才是有效的,這段延時(shí)可以說是“假延時(shí)”。延時(shí)的時(shí)間必須大于RAC低電平的時(shí)間，而小于RAC的周期。我們可以利用一個(gè)計(jì)數(shù)器對(duì)RAC引腳進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且通過LED顯示器實(shí)時(shí)地把計(jì)數(shù)器的值顯示出來，這樣我們不但可以知道錄入的每段信息的開頭和結(jié)尾的地址，而且還可以知道每段信息之中特定容的地址，從而可以建立地址表對(duì)信息進(jìn)行剪輯、合成等處理達(dá)到對(duì)語音信息特定的要求。同樣，在放音時(shí)我們也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)語音信息的準(zhǔn)確放音。只需把事先編輯好的語音信息的準(zhǔn)確地址傳送到ISD4004的控制口就可以實(shí)現(xiàn)指定地址的放音。如果需要的話，我們還可以對(duì)ISD4004的放音地址進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，其方法與錄音時(shí)類似第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)硬件總體框圖圖3-1系統(tǒng)硬件接口框圖3.2硬件電路圖語音錄放系統(tǒng)主要是通過DSP來控制語音芯片ISD4004來實(shí)現(xiàn)語音的錄放的功能。在錄音模式下，語音信號(hào)，即聲波信號(hào)，通過麥克風(fēng)，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。但此時(shí)的電信號(hào)很微弱，需要經(jīng)放大電路，放大語音信號(hào)。由于電路中可能存在高頻分量，信號(hào)經(jīng)過帶通濾波器，以濾除語音頻帶以外的噪聲。最后，ISD4004采樣得到的語音信號(hào)相對(duì)“干凈”。在語音播放的模式下，單片機(jī)向ISD4004發(fā)送播放的地址和語音播放指令后，便可以播放相應(yīng)段的語音。為了使播放的語音依然“干凈”，本系統(tǒng)依然設(shè)置了一個(gè)濾波電路。由于ISD4004不能驅(qū)動(dòng)一塊喇叭，需要在濾波電路添加一個(gè)功率放大電路，在本系統(tǒng)中，采用的是LM386語音驅(qū)動(dòng)電路。如圖3-2所示，圖3-2硬件電路圖3.3各電路圖分解3.3.1語音芯片ISD4004輸出的電壓只有毫伏級(jí)，難以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。本系統(tǒng)采用采用LM386功率放大器，以提高揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)能力。有時(shí)喇叭放音會(huì)出現(xiàn)失真現(xiàn)象，這是可能是運(yùn)放的增益過高所致，需要在1腳和8腳之間加一個(gè)10uF電容或串聯(lián)一個(gè)10K電位器調(diào)整一下。本系統(tǒng)的功率放大電路圖如圖3-7所示。圖中P2為10K的電位器，總的功率增益為34dB。圖3-3語音信號(hào)功率放大電路模塊3.3.2圖3-4DSP供電模塊3.3.3圖3-5ISD4004供電模塊3.3.4圖3-6錄放電路3.4PCB設(shè)計(jì)圖3-7PCB板第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1程序流程圖系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括C5402初始化程序、C5402McBSP初始化程序、ISD4004錄音子程序和ISD4004放音子程序。C5402初始化程序完成CPU時(shí)鐘和運(yùn)行狀態(tài)位的設(shè)置。C5402McBSP初始化程序主要完成對(duì)DSP的McBSP進(jìn)行設(shè)置，使其工作在以下狀態(tài):以SPI模式運(yùn)行，每幀一段，每段1字，每字16位。接收和發(fā)送數(shù)據(jù)均無延時(shí)。采樣率發(fā)生器由DSP部產(chǎn)生，幀同步脈沖低電平有效，并且頓同步信號(hào)和移位時(shí)鐘信號(hào)由外部產(chǎn)生。軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是對(duì)McBSPO的設(shè)置，按照電路系統(tǒng)硬件接口的設(shè)計(jì)要求設(shè)置McBSP0的相關(guān)寄存器，使其工作在SPI模式下。表4-1中給出McBSP0工作在SPI模式下的相關(guān)寄存器重點(diǎn)位的設(shè)置方式寄存器位值(B)功能SPCRICLKSTP11使能SPI工作模式，McBSP工作在SPI模式下RINTM00接收中斷模式RINT由RRDY來驅(qū)動(dòng)PCRXIOEN0DX,FSX,CLKX工作在申口模式RIOEN0DR,FSR,CLKR工作在串口模式FSXM1發(fā)送幀同步脈沖FSX由FSGM馭動(dòng)CLKXM1發(fā)送移位時(shí)鐘CLKX由部采樣率發(fā)生器驅(qū)動(dòng)FSXP1傳輸幀同步FSX低電平激活FSRP1接收幀同步FSR低電平激活CLKXP0傳輸數(shù)據(jù)在CLKX的L升沿采樣SRGR1CLKGDV10000000按波特率匹配設(shè)置可編程數(shù)據(jù)時(shí)鐘CLKGSRGR2CLKSM1采樣率時(shí)鐘由CPU驅(qū)動(dòng)FSGM0FSX信號(hào)在每幀傳輸時(shí)激活XCR1XFRLENI0000000發(fā)送數(shù)據(jù)每段1字XWDLEN1010發(fā)送數(shù)據(jù)每字16位XCR2XPHASE0發(fā)送數(shù)據(jù)每幀一段XDATDLY01發(fā)送數(shù)據(jù)為1位數(shù)據(jù)延時(shí)(SPI方式)圖4-1McBSPO相關(guān)寄存器重點(diǎn)位的設(shè)置初始化掃描開關(guān)信號(hào)掃描開關(guān)信號(hào)中斷信號(hào) NISD4004寫數(shù)據(jù)ISD4004寫數(shù)據(jù)功能選擇 放音 錄音ISD4004寫數(shù)據(jù)開中斷開中斷圖4-2系統(tǒng)流程圖4.2系統(tǒng)關(guān)鍵程序設(shè)計(jì)4.2.1TMS320VC5402McBSP初始化程序DSP對(duì)ISD的控制是通過SPI接口實(shí)現(xiàn)的，因此DSP的McBSP必須設(shè)置為符合ISD控制命令時(shí)序要求的SPI工作模式。下程序段完成了McBSP的SPI模式設(shè)置（單幀數(shù)據(jù)為24bit，串行時(shí)鐘上升沿發(fā)送數(shù)據(jù)，時(shí)鐘頻率為40kHz）：STMSPCR1,McBSP1_SPSASTM#0000h,McBSP1_SPSD;Reset接收STMSPCR2,McBSP1_SPSASTM#0000h,McBSP1_SPSD;Reset發(fā)送STMSPCR1,McBSP1_SPSASTM#1800h,McBSP1_SPSD;CLKSTP=11,數(shù)據(jù)提前半個(gè)周期STMRCR1,McBSP1_SPSASTM#0080h,McBSP1_SPSD;RWDLEN1=100，每幀數(shù)據(jù)24bitSTMRCR2,McBSP1_SPSASTM#0001h,McBSP1_SPSD;RDATDLY=01STMXCR1,McBSP1_SPSASTM#0080h,McBSP1_SPSD;XWDLEN1=100,發(fā)送數(shù)據(jù)每幀24bitSTMXCR2,McBSP1_SPSASTM#0001h,McBSP1_SPSDSTMSRGR1,McBSP1_SPSASTM#00ffh,McBSP1_SPSD；CLKGDV=0xFF,SPI的時(shí)鐘=DSP時(shí)鐘/256STMSRGR2,McBSP1_SPSASTM#2000h,McBSP1_SPSDSTMPCR,McBSP1_SPSASTM#0a08h,McBSP1_SPSD;CLKXP=0,CLKXM=1,FSXM=1,FSXP=1STMSPCR2,McBSP1_SPSASTM#0040h,McBSP1_SPSD;GRST=1nopnop;等待兩個(gè)周期STMSPCR1,McBSP1_SPSASTM#1801h,McBSP1_SPSD;設(shè)定RRST=1，開始接收數(shù)據(jù)STMSPCR2,McBSP1_SPSASTM#0041h,McBSP1_SPSD；設(shè)定XRST=1，開始發(fā)送數(shù)據(jù)ISD4004錄音4.2.2ISD4004錄音子程序ISD4004錄音發(fā)送STOPWRDN發(fā)送STOPWRDN發(fā)送POWERUP發(fā)送POWERUPSETREC（地址線為A）SETREC（地址線為A）REC命令REC命令錄滿？N錄滿？Y中斷返回中斷返回圖4-3ISD4004錄音流程圖ORG0000H;AJMPMAIN;MAIN:MOVSP,#10H;MOVBFSX,#0FFH;MOVBCLKX,#0FFH;MOVBDR,#0FFH;MOVBDX,#0FFH;CLREA;MAII:SETBLED;關(guān)指示燈ACALLDSTOP;ISD掉電MAS0:MOV3AH,#200;MAS1:AN,MAS0;等按AN鍵DJNZ3AH,MAS1;ACALLUP;ISD上電MOV20H,#00H;ISD低位地址MOV21H,#00H;ISD高位地址PR,RECR=1錄音AJMPPLAYR=0放音;SETREC16位;從指定地址錄音10100<XA9A8A7A6A5A4A3A2A1A0>REC:MOVA,20H;發(fā)地址A7-A0ACALLISDX;MOVA,21H;發(fā)地址A9-A8SETBACC.7;CLRACC.6;SETBACC.5;CLRACC.4;CLRACC.3;ACALLISDX;SETBSS;關(guān)片選;REC8位;從當(dāng)前地址錄音10110<XA9A8A7A6A5A4A3A2A1A0>REC1:MOV36H,#10;REC2:ACALLYS50;延時(shí)錄音DJNZ36H,REC2;CLRLED;開指示燈MOVA,#0B0H;發(fā)10110XXXACALLISDX;SETBSS;關(guān)片選REC3:MOV35H,#200;REC4:JNBINT,REC7;OVF=0芯片溢出JNBAN,REC3;DJNZ35H,REC4;SETBLED;關(guān)指示燈ACALLSTOPP;停止當(dāng)前操作REC5:JNBSTOP,REC6;中斷RESETAN,REC5;等待AN=0ACALLSTOPP;停止當(dāng)前操作AJMPREC1;REC6:CLRSCLK;時(shí)鐘SCLK=0SETBSS;關(guān)片選ACALLSTOPP;停止當(dāng)前操作AJMPMAII;REC7:SETBLED;關(guān)指示燈MOV36H,#15;REC8:ACALLYS50;延時(shí)錄音AN,REC6;等待AN=1DJNZ36H,REC8;CLRLED;MOV36H,#15;REC9:ACALLYS50;延時(shí)錄音AN,REC6;等待AN=1DJNZ36H,REC9;AJMPREC7;;SETPLAY16位;從指定地址放音11100<XA9A8A7A6A5A4A3A2A1A0>4.2.3ISD4004放音子程序ISD4004放音ISD4004放音發(fā)送STOPWRDN發(fā)送STOPWRDN發(fā)送POWERUP發(fā)送POWERUPSETPLAY（地址線為B）SETPLAY（地址線為B）PLAY命令PLAY命令存儲(chǔ)器結(jié)尾？YN存儲(chǔ)器結(jié)尾？Y中斷返回中斷返回圖4-4ISD4004放音流程圖;從當(dāng)前地址放音11110<XA9A8A7A6A5A4A3A2A1A0>PLAY1:CLRLED;LED開指示燈MOVA,#0F0H;發(fā)11110XXXXXXXXACALLISDX;發(fā)<<SETPLAY>>SETBSS;關(guān)片選PLAY2:JNBSTOP,REC6;STOP=0停止放音INT,PLAY2;無OVFEOM繼續(xù)放音SETBLED;關(guān)指示燈ACALLSTOPP;停止當(dāng)前操作;檢測(cè)OVFCLRSS;開片選CLRSCLK;時(shí)鐘SCLK=0SETBSCLK;時(shí)鐘SCLK=1MISO,REC6;芯片到未CLRSCLK;時(shí)鐘SCLK=0SETBSS;關(guān)片選ACALLSTOPP;停止當(dāng)前操作PLAY3:JNBSTOP,REC6;中斷放音AN,PLAY3;等待AN=0AJMPPLAY1;順序放音ISD上電<<POWERUP>>UP:MOVA,#20H;發(fā)00100XXXXXXXXXXXACALLISDX;SETBSS;關(guān)片選ACALLYS50;50mS延時(shí)ACALLYS50;50mS延時(shí)RET;;停止當(dāng)前操作<<STOP>>8位STOPP:MOVA,#30H;發(fā)0X110XXXACALLISDX;SETBSS;關(guān)片選ACALLYS50;50mS延時(shí)ACALLYS50;50mS延時(shí)RET;第五章系統(tǒng)測(cè)試5.1測(cè)試容本次測(cè)試將應(yīng)用程序下載到DSP中，然后用杜邦線連接ISD4004開發(fā)板，進(jìn)行功能測(cè)試。如圖5-1,5-2圖5-1實(shí)物調(diào)試圖5-2實(shí)物調(diào)試5.2測(cè)試結(jié)果測(cè)試1：當(dāng)按下K1鍵時(shí)，從0XA0地址開始錄音，運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期一樣。測(cè)試2：當(dāng)按下K2鍵時(shí)，從0XE0地址開始放音，運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期一樣。圖5-3測(cè)試結(jié)果第六章總結(jié)本次設(shè)計(jì)通過對(duì)利用DSP控制技術(shù)設(shè)計(jì)語音錄放系統(tǒng)應(yīng)用的簡(jiǎn)單介紹，使我熟悉了1SD4004的基本應(yīng)用。同時(shí)本文介紹的錄放系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)調(diào)試，能夠可靠穩(wěn)定工作，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我不論是從理論知識(shí)還是從實(shí)際操縱中都學(xué)到了不少知識(shí)，我接觸到更多平時(shí)沒有接觸過的科學(xué)儀器設(shè)備、元器件，并且獲得了相關(guān)的儀器調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己在這方面的很多不足之處。體會(huì)到理論知識(shí)對(duì)實(shí)踐有很大的指導(dǎo)作用，只有在正確理論的指引下才能設(shè)計(jì)出合乎實(shí)際需要的硬件電路。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有極強(qiáng)的實(shí)用性，由于時(shí)間關(guān)系，無論軟件設(shè)計(jì)還是硬件設(shè)計(jì)，都還存在不足的地方，還需要在技術(shù)水平和可靠性方面進(jìn)一步改進(jìn)。參考文獻(xiàn)[1]啟宗.TMS320VC54X實(shí)用教程[C].：電子科技大學(xué)，2000[2]利.DSP原理與應(yīng)用[C].：中國水利水電，2004[3]哲英,駱麗,元盛.DSP基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)[C].：航空航天大學(xué)，2002[4]TMS320VC5402Fixed-PointDigitalSignalProcessorDatasheet,2000[5]TMS320VC54xDSPCPUandPeripheralsReferenceSet,1999[6]梁曉雯,裴小平,玉虎.TMS320C54X系列DSP的CPU與外設(shè)[C].：清華大學(xué)，2006[7]雄偉,亮,徐光輝.DSP芯片的原理與開發(fā)應(yīng)用[C].：電子工業(yè)，2003[8]TPS73HD318Datasheet.TexasInstruments,1999[9]鄒彥,唐冬,寧志剛.DSP原理與應(yīng)用[C].：電子工業(yè)，2005[10]財(cái)明.基于TMS320C5402的客流統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)[D]．：大學(xué)，2005[11]靜．基于DSP的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)平臺(tái)與其應(yīng)用[D]．：大學(xué)，2005[12]IS61LV25616ALDatasheet.IntegratedSilionSolutionInc，2003[13]汪安明.TMS320C54XXDSP應(yīng)用技術(shù)[C].：清華大學(xué)，2002[14]琰.TMS320VC54028位并行自舉引導(dǎo)方案[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2006[15]吳曉春.用C語言設(shè)計(jì)TMS320VC54X系列DSP的用戶bootloader程序[J].計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2009[16]汪烈軍,賈振紅.電子綜合設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)[C].：交通大學(xué)，2010[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