基于TMS320C5402的數字壓縮語(yǔ)音錄放系統
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本系統的主要功能是通過(guò)對語(yǔ)音信號進(jìn)行壓縮，以實(shí)現高效率數字錄音，可用于電話(huà)留言，語(yǔ)聲應答等場(chǎng)合。采用磁帶錄音實(shí)現電話(huà)留言，雖然錄音的時(shí)間較長(cháng)，但不便于查找和保存。數字錄音可以克服磁帶錄音的缺點(diǎn)，不僅查找速度快，而且對錄音信息進(jìn)行編輯整理也非常方便，更為方便的是數字錄音信息可以轉存在計算機硬盤(pán)或光盤(pán)上以便長(cháng)期保存。但是數字錄音的缺點(diǎn)是要實(shí)現長(cháng)時(shí)間錄音需要很大的存儲空間，因此本系統一方面采用存儲量為16MB的單片閃速存儲器KM29N160，另一方面采用2.0Kb/s的速率對語(yǔ)音進(jìn)行壓縮，采用這兩種方法后，可以實(shí)現2小時(shí)以上的數字錄音。
圖3 單片機與DSP的HPI口硬件接口連接方法
系統硬件設計
整個(gè)硬件設計包括三個(gè)部分，一是TMS320C5402 DSP處理系統，包括TMS320C5402、程序存儲器、數據存儲器、模數轉換電路等；二是閃速存儲器及其與TMS320 C5402的接口部分；三是AT89C51主處理器部分，包括AT89C51處理器、鍵盤(pán)顯示電路及AT89C51與TMS320C5402接口。圖1是整個(gè)硬件系統的示意框圖。
DSP處理系統
TMS320C5402 DSP處理系統主要完成語(yǔ)音的壓縮和解壓縮功能。系統主要由TMS320C5402、EPROM 27C256-15(1片)、高速RAM CY7C199-10(2片)、譯碼電路、晶體振蕩器、模數轉換電路等構成。其中，EPROM存儲引導信息和程序代碼，其地址為數據空間的8000H~FFFFH，DSP芯片加電運行時(shí)將EPROM中的程序代碼搬移到高速RAM中。高速RAM的存取時(shí)間為10ns，可以全速執行，地址為0000H~7FFFH，共32K字，程序和數據均可訪(fǎng)問(wèn)。ADC采用Motorola公司的PCM編解碼器MC14LC5480，這個(gè)芯片集語(yǔ)音A/D、D/A及抗混疊濾波于一體，采用單5V供電方式，TMS320C5402提供了可與PCM編碼器等串行器件接口的串行口，因而只需將相應的引腳一一連接即可。其接口電路如圖2所示。
主從系統設計
整個(gè)系統由AT89C51和TMS320C5402兩個(gè)處理器以主從方式連接，其中AT89C51作為系統主機，完成系統的人機接口和對TMS320C5402的控制。單片機與DSP之間通過(guò)HPI-8連接，標準的HPI-8口是一個(gè)8位的并行端口，可以用來(lái)實(shí)現DSP和主設備或主處理器接口，雙方通過(guò)共享TMS320C5402的片上存儲器完成通信。單片機為主控部分，采用端口方式直接訪(fǎng)問(wèn)HPI口。HPI口主要由地址寄存器(HPIA)、控制寄存器(HPIC)、數據寄存器(HPID)、HPI存儲器和HPI控制邏輯組成。對HPI口進(jìn)行數據讀寫(xiě)需要三個(gè)步驟：設置控制寄存器、寫(xiě)地址寄存器和讀寫(xiě)數據寄存器。單片機和DSP的HPI口硬件接口如圖3所示。
系統軟件設計
TMS320C5402的軟件設計
TMS320C5402的軟件包括EPROM引導程序和系統軟件兩部分。其中，EPROM引導程序比較簡(jiǎn)單，其作用是將系統軟件從低速EPROM搬移到高速RAM中。系統軟件由三部分組成：即主程序、串行中斷服務(wù)程序和INT0中斷服務(wù)程序。
主程序完成系統的初始化，包括從閃速存儲器中讀取已經(jīng)存入的語(yǔ)音段數及數字音量等信息。完成初始化過(guò)程后，TMS320C5402就等待從AT89C51主處理器發(fā)來(lái)的各種命令，根據不同命令調用相應的處理程序。
串行中斷服務(wù)程序完成語(yǔ)音的輸入/輸出和數據格式的轉化功能，由于PCM編解碼器輸出的數據是8位m律數據，因此需將m律數據轉化為線(xiàn)性格式的數據以便TMS320C5402進(jìn)行處理。同樣，TMS320C5402輸出的線(xiàn)性數據也需轉化為8位m律才能送至PCM編解碼器進(jìn)行D/A變換。
INT0中斷服務(wù)程序主要用來(lái)接收從AT89C51送來(lái)的各種命令，并且設置相應的命令標志以便TMS320C5402在主程序中識別并調用相應的子程序。
AT89C51的軟件設計
AT89C51軟件主要包括初始化程序、主程序、定時(shí)中斷服務(wù)程序和INT0中斷服務(wù)程序。在初始化程序中，完成AT89C51的初始化、TMS320C5402的復位、從TMS320C5402獲得已存入閃速存儲器的語(yǔ)音段數和數字音量等。主程序主要是按鍵處理程序。定時(shí)器中斷服務(wù)程序每隔10ms中斷一次，增加程序所需的各種計數器的值，并置各種定時(shí)到達標志以便主程序判斷使用。
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