基于DSP和MATLAB的语音数据采集和处理系统

基于DSP和MATLAB的语音数据采集和处理系统

基于DSP和MATLAB的语音数据采集和处理系统

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基于DSP 和MATLAB 的语音数据采集和处理系统

中国地质大学机电学院 罗大鹏 叶敦范

1 引言

目前迅速发展的数字信号处理器已在数据采集、通信及多媒体等领域中得到广泛的应用。本系统采用TI公司16位定点高速芯片TMS320C5410和专用语音采集芯片TLC320AD50进行数据采集和相关滤波、压缩处理,并将最终的数据流经串口送入计算机。在计算机中使用MATLAB控制串口接收数据并完成解压、回放、编码、通信仿真等处理。2 硬件接口电路

2.1 TMS320C5410外部扩展电路TMS320C5410是TI公司于1996年推出的定点数字信号处理器。它运行速度快,单周期定点指令执行时间10ns或8.3ns,远大于语音采集和处理的要求。另外它采用修正的哈佛结构,程序与数据分开存放,内部具有8条高度并行性的总线。其中,一组程序总线,三组16位数据总线和四组地址总线。允许数据存放在程序存储器中,并被算术指令直接使用,大大提高了运行速度和灵活性。CPU具有40位算术逻辑单元,两个独立的40一个40存器、2大可有8M器空间有包括两块2KBSARAM程序存储器。片上集成一个16位定时器、图1为DSP与存储器的接口电路,其中PS、DS、IS分别为程序、数据和I/O空间选择信号。MSTRB、IOSTRB分别为存储器和I/O选通信号。

EPROM相比有更高的性价比,而且体积小,功耗低,可电擦写,使用较方便。因此,本系统也扩展了一片FLASH存储器,图2为DSP与FLASH的接口电路。FLASH芯片为AMD公司的

AM29LV400B,该芯片为单电源供电,支持整片擦除,每个分区有保护,避免意外擦除,并且使用寿命很长。

2.2 TMS320C5410与TLC320AD50的接口电路

要着重考虑转换精度和抗干扰问题。本系统所用AD和DA转换芯片为TI公司的TLC320AD50,它在一个封装中集成了两种功能,可同时进行AD和DA转换。图3为TMS320C5410和TLC320AD50的接口电路。

AD50采用16位过采样sigma-delta技术,以8K的采样率对输入的语音信号进行采样、量化,按同步串行方5410进行处理。AD50向CPU发AD转换采集进PC,在PC中用接收信号并进行处理。整个过DA转换并不在信号处理的主要流DA转换只是用来验证采集数据时压缩算法的正确性与合转换写入。此外,把DA转换加进图1 DSP与存储器的接口电路

图2 DSP与FLASH接口电路

图3 DSP与AD50接口电路

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