基于DSP的聲音采集系統硬件設計方案

3.3 AD轉換

本設計中選用的 AD轉換芯片是 TI公司的 TLC320AD50C。該芯片的采樣采用ΣΔ技術(shù)，即將一個(gè)抽樣濾波器放置于 ADC后，將一個(gè)差值濾波器放置在 DAC前。這種結構的最大特點(diǎn)就是使系統可同時(shí)進(jìn)行接收、發(fā)送任務(wù)。 TLC320AD50C可實(shí)現高采樣率（最高可達 22.5kb/s）的 AD/DA轉換，該功能由 2個(gè) 16位的同步串行轉換通道實(shí)現，可直接和 DSP連接進(jìn)行通信。

TLC320AD50C中的可選項和電路配置可以通過(guò)串行口進(jìn)行編程，該芯片對掉電、復位、信號采樣率、串行時(shí)鐘率、增益控制、通信協(xié)議、測試模式等可通過(guò)串行口進(jìn)行編程和電路配置。具體連接如圖 3：

片外復位電路提供上電復位，晶振電路可提供 10MHz的主時(shí)鐘頻率，數據采樣頻率和其他時(shí)鐘信號均由此頻率分配。5402與 AD50C之間的通信格式為主串行通信格式：接收和發(fā)送轉換信號。

存儲采集到聲音信號后，一個(gè)很重要的環(huán)節就是聲音信號的存儲，本系統中我們采用的是SST公司的 FLASH存儲器： SST39VF400A。該器件存儲容量為 4 MB，采用 3.3 V單電源供電，對各個(gè)子模塊的讀寫(xiě)和擦除，可通過(guò)一些特殊的命令字序列來(lái)實(shí)現且無(wú)需額外提供高電壓。在此設計中我們利用 DSP編程實(shí)現對該存儲器的讀寫(xiě)操作。

DSP主要通過(guò)外部存儲器接口 (EMIF)訪(fǎng)問(wèn)片外存儲器。它不僅具有很強的接口能力(可以和各種存儲器直接接口)，而且具有很高的數據吞吐能力。 5402與 SST39VF400的接口電路設計如圖 1所示。該電路主要通過(guò) DSP的相關(guān)輸出管腳來(lái)控制 FLASH的擦除和讀寫(xiě)。其中，A0～A19為地址線(xiàn)，DQ0～DQ15為數據線(xiàn)，OE和 WE分別為輸出使能和寫(xiě)使能， CE1為片使能。

聲音信號經(jīng)過(guò) AD轉換器以后傳輸給 DSP，由 DSP的 PS和 DS引腳通過(guò)邏輯開(kāi)關(guān)來(lái)分別控制 flash和 sram的使能端，由 DSP的 RW和 MSTRB控制位通過(guò)邏輯電路分別控制讀和寫(xiě)。

在本設計中，SRAM使用的是 GS1117：64K×16的 1MB異步靜態(tài)隨機存儲器。 GS71116是一個(gè)由高速的互補性金屬氧化物半導體晶體管（ CMOS）組成的靜態(tài)隨機存儲器，不需要外部時(shí)鐘或時(shí)間頻閃觀(guān)測器。 3.3V的操作電壓，所有的輸入輸出均兼容晶體管邏輯電路（TTL）。它的快速通道時(shí)間小于 15ns，操作電流小于 100mA。

3.5 USB

PDIUSBD12是一款帶并行總線(xiàn)的 USB 接口器件，它符合通用串行總線(xiàn) USB 1.1 版規范，集成了 SIE、FIFO、存儲器收發(fā)器以及電壓調整器等，可與任何外部微控制器或微處理器實(shí)現高速并行接口 2M字節/秒，且在批量模式和同步模式下均可實(shí)現 1M字節/秒的數據傳輸速率，可通過(guò)軟件控制與 USB 的連接，采用 GoodLink技術(shù)的連接指示器 ,在通訊時(shí)使 LED 閃爍，具有可編程的時(shí)鐘頻率輸出，內部上電復位和低電壓復位電路，為雙電源操作，在 3.3±0.3V或擴展的 5V電源下均可使用，可實(shí)現多中斷模式的批量和同步傳輸。連接圖如圖 4：

3.6 JTAG

JTAG是 joint test action group的簡(jiǎn)稱(chēng)，是用來(lái)調試 DSP的仿真部分，其連接部分要和仿真器上的引腳一致。TI公司的DSP5000系列專(zhuān)門(mén)預留有JTAG管腳，共14個(gè)， 4,8,10,12引腳均接地，6引腳懸空，5接高平電壓3.3V，所有的仿真引腳均使用 IEEE1149.1標準，其余的引腳含義為【5】：1、TMS：輸入引腳，選擇測試方式；2、TRST：輸入引腳，測試復位；3、TDI：輸入引腳，測試數據輸入；7、TDO：輸出引腳，在 TCK的下降沿時(shí)輸出數據，其余時(shí)間呈高阻態(tài)；9、TCK_RET：輸入引腳，在板子與仿真器的連接電纜不小于 6英寸的時(shí)候，接法與 TCK相同，大于 6英寸的時(shí)候，需另加驅動(dòng)；11、TCK：輸入引腳，測試時(shí)鐘，一般為占空比為50%的固有時(shí)鐘信號；13、EMU0：仿真中斷引腳0，可用作輸入或輸出；14、EMU1：仿真中斷引腳1，可用作輸入或輸出，當 TRST為低電平、EMU0為高電平時(shí)，EMU1為低電平，所有輸出禁止。

4 結論

通過(guò)這個(gè)聲音采集系統，我們可以把無(wú)形的聲音信號轉化為圖形進(jìn)行處理，可以觀(guān)察它的波形特點(diǎn)進(jìn)行研究、工業(yè)生產(chǎn)等等。而在設計其他的 DSP應用系統接口電路時(shí)，要根據具體情況綜合考慮性能指標、器件選取、外圍電路設計等方面，仔細選取器件，精心合理布局，才能達到理想的設計效果。