TMS320C6713DSP在音樂(lè )噴泉控制系統中的應用

引言

音樂(lè )噴泉是現代科技與藝術(shù)的綜合，利用噴泉來(lái)表現音樂(lè )的美，令人賞心悅目。目前許多單位均推出了自己的音樂(lè )噴泉，取得了良好的效果。但縱觀(guān)這些音控產(chǎn)品，有的利用音樂(lè )的時(shí)域變化來(lái)控制噴泉，有的將音樂(lè )分成幾個(gè)頻段來(lái)控制噴泉的花型，且多采用低頻、中頻和高頻三個(gè)頻段來(lái)控制。缺點(diǎn)是都沒(méi)有在頻域上很好地展現音樂(lè )，因此不能很好地體現音樂(lè )的內涵。本設計針對這些問(wèn)題，提出了一種新的方法來(lái)控制噴泉的變化，通過(guò)噴泉水柱的噴射高低來(lái)實(shí)時(shí)地展現音樂(lè )的頻譜。

總體設計

首先對音頻信號進(jìn)行放大、濾波、采樣和A/D轉換等預處理，經(jīng)過(guò)DSP對音頻信號進(jìn)行傅立葉變換，可以得到音頻信號的頻譜，即各頻率對應聲音信號的強度，通過(guò)變頻控制系統就可以將頻譜圖用噴泉的水柱表現出來(lái)，水柱的高低按線(xiàn)性比例反映音頻信號的幅度。設每次對音頻信號的采樣個(gè)數為n，系統總的結構如圖(1)所示。

具體設計

芯片及功能模塊介紹
TLV320AIC23(簡(jiǎn)稱(chēng)AIC23)是一個(gè)高性能的多媒體數字語(yǔ)音編解碼器，它的內部ADC和DAC轉換模塊帶有完整的數字濾波器。內部有11個(gè)16位寄存器，控制接口具有SPI和I2C工作方式。數據傳輸寬度可以是16位，20位，24位和32位，采樣頻率范圍支持從8kHz到96kHz。在A(yíng)DC采集達到96kHz時(shí)噪音為90-dBA，能夠高保真的保存音頻信號。在DAC轉換達到96kHz時(shí)噪音為100-dBA，能夠高品質(zhì)的數字回放音頻。

圖1 總體設計框圖

TMS320C6713是TI公司生產(chǎn)的一種高速數字信號處理器(DSP)，他采用先進(jìn)的超長(cháng)指令字(VLIW)結構，每時(shí)鐘周期可以執行8條32b指令，最高時(shí)鐘頻率可以達到300MHz，指令周期最小3.3ns。該芯片具有豐富的片內存儲器資源和多種片上外設，外部總的存儲器地址空間最大512MB，數據寬度為32b，可以支持SBRAM，SDRAM，SRAM，FALSH和EPROM。

TMS320C6713中有兩個(gè)多通道緩沖串口(McBSP)，可以方便地利用這兩個(gè)McBSP完成對AIC23的控制和通信。

硬件連接

TMS320C6713與TLV320AIC23的連接
TMS320C6713的兩個(gè)多通道緩沖串口分別配置成I2C模式和SPI模式McBSP0作為數據的發(fā)送端口，McBSP1作為控制端口，對AIC23寫(xiě)控制字TMS320C6713與AIC23的硬件連接圖如圖2所示。