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1、DSP作业 基于 TMS320VC5509 的语音处理 系统 姓 系统简要介绍： 语音信号的采集和播放是语音信号处理的基础, DSP 是各种语 音信号处理的平台。 TMS320VC55xDSP 是德州仪器 ( TIC5000DSP 系 列里新的一代产品。 TMS320VC55xDSP 系列主要特点是低功耗 , 非常 适合在音频处理方面的应用。 TLV320AIC23 (以下简称 AIC23是 TI 公司生产的一种高性能立 体声音频编解码器 , 该器件的数字传输字长可以是16、20、24、32 bit, 它支持 896 kHz 的采样率。在数模转换器中的二阶多比特结 构还可在采样率为96 kHz
2、 的情况下使信躁比达到100dB, 从而使得 高质量的数字音频回放成为可能。该芯片在回放中的功率消耗 作为系统的 核心处理器和控制器, 利用A IC23采集语音信号, 然后传送给 VC5509 。 系统硬件设计： 下图是系统的硬件结构框图, 系统主要包括VC5509和 A IC23 两个模块。 系统硬件结构框图 利用 VC5509 的片上外设I 2C( Inter - Integrated Circuit, 内部 集成电路 模块配置AIC23 的内部寄存器。通过 VC5509 的 McBSP (MultichannelBuffered Serial Ports, 多通道缓存串口 接收和发 送采
3、样的音频数据。控制通道只在配置AIC23 的内部寄存器时工作 , 而当传输音频数据时则处于闲置状态。AIC23 通过麦克风输入或者 立体声音频输入采集模拟信号, 并把模拟信号转化为数字信号, 存 储到 DSP的内部 RAM 中, 以便 DSP处理。当 DSP完成对音频数据的处 理以后 , AIC23再把数字信号转化为模拟信号, 这样就能够在立体 声输出端或者耳机输出端听到声音。 AIC23 能够实现与 VC5509 DSP 的 McBSP 端口的无缝连接 , 使系统设 计更加简单。接口的原理框图, 如下图所示。 AIC23与 VC5509接口原理图 系统中 A IC23 的主时钟 12 MHz
4、 直接由外部的晶振提供。MODE 接数字地 , 表示利用 I2 C 控制接口对AIC23 传输控制数据。 CS接 数字地 , 定义了 I2 C 总线上 AIC23 的外设地址 , 通过将 CS接到高 电平或低电平 , 可以选择A IC23作为从设备在I2 C总线上的地 址。SCLK和 SDIN是 AIC23 控制端口的移位时钟和数据输入端, 分别 与 VC5509的 I2C 模块端口 SCL和 SDA相连。收发时钟信号CLKX1和 CLKR1由 A IC23 的串行数据输入时钟BCLK提供, 并由 A IC23 的帧 同步信号 LRCIN 、LRCOUT 启动串口数据传输。 DX1和 DR1分
5、别与 A IC23 的 D IN 和 DOUT 相连, 从而完成 VC5509与 AIC23 间的数字信 号通信。 系统软件设计 语音信号在基于DSP的语音处理系统上处理过程的软件流程图 如下： 程序流程图 要正确配置DSP的时钟发生器 , 产生 DSP工作的正常时钟频 率，这一个步骤的关键就是数字琐相环PLL 的应用。 I 2C 模块是 TMS320VC55xx 新增的片内集成外设 , 通过 I 2C 对 TLV320AIC23进行 编程控制，可以使DSP与 I 2C兼容设备通过该接口进行数据通信。 通过硬件和软件调试, 最终成功采集到语音信号并播放出来, 可以在CCS软件中观察到采集到的语
6、音信号的波形。改变程序中的 延迟参数 , 可以明显改变混响效果。 硬件电路设计 2.1 总输入电路 。 extern void OpenMcBSP(void。 extern void CloseMcBSP(void。 extern void READAD50(void。 extern void WRITEAD50(void。 /* * Main Function Program */ #include “stdio.h“ #include “math.h“ #define pi 3.1415926 void main(void int k=0。 int x_ad,y_da。 int *px =
7、 (int*0x3000。 int *py = (int*0x3100。 / for ( 。 。 InitC5402(。 OpenMcBSP( 。 for ( 。 。 / for (j=0。 j READAD50( 。 px = (int*(0x3000。 x_ad = *px。 y_da = x_ad 。 py = (int*(0x3100。 *py = y_da。 WRITEAD50( 。 k+。 Asm文件： .global _InitC5402 .global _OpenMcBSP .global _CloseMcBSP .global _READAD50 .global _WRITE
8、AD50 .include MMRegs.h _InitC5402: NOP LD #0, DP 。 reset datapage pointer STM #0, CLKMD 。 software setting of DSP clock STM #0, CLKMD 。 (to divider mode before setting TstStatu1: LDM CLKMD, A AND #01b, A 。poll STATUS bit BC TstStatu1, ANEQ STM #0xF7ff, CLKMD 。 set C5402 DSP clock to 10MHz * STM #0x4
9、007, CLKMD 。 set C5402 DSP clock to 100MHz 。 (based on DSK crystal at 20MHz * Configure C5402 System Registers * STM #0x2000, SWWSR 。 2 wait cycle for IO space & 。 0 wait cycle for data&prog spaces STM #0x0000,BSCR 。 set wait states for bank switch: 。 64k mem bank, extra 0 cycle between 。 consecutiv
10、e prog/data read 。STM #0x1800,ST0 。 ST0 at default setting 。STM #0x2900,ST1 。 ST1 at default setting(note:INTX=1 。STM #0x00A0,PMST 。 MC mode & OVLY=1, vectors at 0080h * Set up Timer Control Registers * STM #0x0010, TCR 。 stop onchip timer0 STM #0x0010, TCR1 。 stop onchip timer1 。 Timer0 is used as
11、main loop timer 。STM #2499, PRD 。 timer0 rate=CPUCLK/1/(PRD+1 。 =40M/2500=16KHz * STM #6249, PRD 。 if CPU at 100M/6250=16KHz * Initialize McBSP1 Registers * STM SPCR1, McBSP1_SPSA 。 register subaddr of SPCR1 STM #0000h, McBSP1_SPSD 。 McBSP1 recv = leftjustify 。 RINT generated by frame sync STM SPCR2
12、, McBSP1_SPSA 。 register subaddr for SPCR2 。 XINT generated by frame sync STM #0000h, McBSP1_SPSD 。 McBSP1 Tx = FREE(clock stops 。 to run after SW breakpoint STM RCR1, McBSP1_SPSA 。 register subaddr of RCR1 STM #0040h, McBSP1_SPSD 。 recv frame1 Dlength = 16 bits STM RCR2, McBSP1_SPSA 。 register suba
13、ddr of RCR2 STM #0040h, McBSP1_SPSD 。 recv Phase = 1 。 ret frame2 Dlength = 16bits STM XCR1, McBSP1_SPSA 。 register subaddr of XCR1 STM #0040h, McBSP1_SPSD 。 set the same as recv STM XCR2, McBSP1_SPSA 。 register subaddr of XCR2 STM #0040h, McBSP1_SPSD 。 set the same as recv STM PCR, McBSP1_SPSA 。 re
14、gister subaddress of PCR STM #000eh, McBSP1_SPSD 。 clk and frame from external (slave 。 FS at pulse mode(00 * Finish DSP Initialization * STM #0x0000, IMR 。 disable peripheral interrupts STM #0xFFFF, IFR 。 clear the intrupts flags RET 。 return to main NOP NOP * Waiting for McBSP0 RX Finished * IfRxR
15、DY1: NOP STM SPCR1, McBSP1_SPSA 。 enable McBSP1 Rx LDM McBSP1_SPSD, A AND #0002h, A 。 mask RRDY bit BC IfRxRDY1, AEQ 。 keep checking NOP NOP RET 。 return NOP NOP * Waiting for McBSP0 TX Finished * IfTxRDY1: NOP STM SPCR2, McBSP1_SPSA 。 enable McBSP1 Tx LDM McBSP1_SPSD, A AND #0002h, A 。 mask TRDY bi
16、t BC IfTxRDY1, AEQ 。 keep checking NOP NOP RET 。 return NOP NOP * * _OpenMcBSP: rsbx xf call wait NOP STM SPCR1, McBSP1_SPSA 。 enable McBSP0 RX for ADC data in LDM McBSP1_SPSD,A OR #0x0001, A STLM A, McBSP1_SPSD STM SPCR2, McBSP1_SPSA 。 enable McBSP0 TX for DTMF out LDM McBSP1_SPSD,A OR #0x0001, A S
17、TLM A, McBSP1_SPSD LD #0h, DP 。 load data page 0 rpt #23 NOP ssbx xf NOP NOP 。CALL IfTxRDY1 。STM #0x0101, McBSP1_DXR1 。CALL IfTxRDY1 。STM #0x0208, McBSP1_DXR1 。rsbx xf 。 NOP 。 NOP CALL IfTxRDY1 STM #0x0001, McBSP1_DXR1 。request secondary communication NOP CALL IfTxRDY1 STM #0100h, McBSP1_DXR1 。write
18、 00h to register 1 CALL IfTxRDY1 STM #0000h, McBSP1_DXR1 NOP NOP rpt #20h nop CALL IfTxRDY1 STM #0x0001, McBSP1_DXR1 。request secondary communication CALL IfTxRDY1 STM #0200h, McBSP1_DXR1 。write 00h to register 2 CALL IfTxRDY1 STM #0000h, McBSP1_DXR1 CALL IfTxRDY1 STM #0x0001, McBSP1_DXR1 。request s
19、econdary communication CALL IfTxRDY1 STM #0300h, McBSP1_DXR1 。write 00h to register 3 CALL IfTxRDY1 STM #0000h, McBSP1_DXR1 CALL IfTxRDY1 STM #0x0001, McBSP1_DXR1 。request secondary communication CALL IfTxRDY1 STM #0490h, McBSP1_DXR1 。write 00h to register 4 。bypass internal DPLL 。and select the Sam
20、ple Frequency CALL IfTxRDY1 STM #0000h, McBSP1_DXR1 。CALL IfTxRDY1 。STM #0x0001, McBSP1_DXR1 。CALL IfTxRDY1 。STM #0102h, McBSP1_DXR1 。enable digital loopback 。CALL IfTxRDY1 。STM #0x0001, McBSP1_DXR1 。CALL IfTxRDY1 。STM #0208h, McBSP1_DXR1 。enable analog loopback RET NOP NOP * _CloseMcBSP: STM SPCR1,
21、 McBSP1_SPSA 。 disable McBSP0 RX LDM McBSP1_SPSD,A AND #0xFFFE, A STLM A, McBSP1_SPSD STM SPCR2, McBSP1_SPSA 。 disable McBSP0 TX LDM McBSP1_SPSD,A AND #0xFFFE, A STLM A, McBSP1_SPSD RPT #5 RET NOP NOP _READAD50: stm 0x00ff,ar3 stm 0x3000,ar2 loopa: CALL IfRxRDY1 ldm McBSP1_DRR1,b stl b,*ar2+ 。 banz
22、loopa,*ar3- nop nop ret nop nop _WRITEAD50: stm 0x00ff,ar3 stm 0x3100,ar2 loopb: CALL IfTxRDY1 ldu *ar2+,B and #0fffeh,b 。mask the LSB stlm B, McBSP1_DXR1 。banz loopb,*ar3- nop nop ret nop nop wait: stm 20h,ar3 loop1: stm 020h,ar4 loop2: banz loop2,*ar4- banz loop1,*ar3- ret nop nop nop nop .end A/D
23、 模块： xtern void InitC5402(void。 extern void OpenMcBSP(void。 extern void CloseMcBSP(void。 extern void READAD50(void。 /* * Main Function Program */ void main(void InitC5402(。 OpenMcBSP( 。初始化串口和AD50C while (1 READAD50( 。 D/A 模块： extern void InitC5402(void。 extern void OpenMcBSP(void。 extern void CloseMcBSP(void。 extern void WRITEAD50(void。 /* * Main Function Program */ void main(void InitC5402(。 OpenMcBSP( 。 while (1 WRITEAD50( 。