基于DSP的语音信号采集与处理系统设计与实现

摘要

数字信号处理的各项研究正经历高速发展.目前已经从离散时间信号等基本理论发展到通信行业、语音、声学、雷达和图像等许多应用领域.语音信号处理是其中的一个重点研究领域.到目前为止,它已经形成了多个研究方向,如语音分析、语音增强、语音识别、语音通信等.这些理论应用于实践要求处理器有很高的性能.通用处理器,如Intel公司的X86系列处理器,不适合计算密集的应用.DSP(数字信号处理器)具有在单机器周期内完成乘加运算、单机器周期内多次访问存储器以及丰富的片上外设等特点,采用DSP进行语音信号处理代表未来语音信号处理的发展方向.在这种情况下,该文设计并实现了一种基于DSP的语音信号采集与处理系统.该文首先分析了TI公司的tms320c54x系列DSP的体系架构,包括CPU(中央处理单元)、总线结构、指令系统、寻址模式及片上外设等方面,并将它与通用处理器进行了比较.在此基础上,介绍了如何开发一个实用的语音信号采集与处理电路板,对电路板的存储器模块、CPLD模块、RS232模块、A/D、D/A模块作了详细的介绍.另外,总结了在tms320c54x DSP上进行软件开发的流程,重点说明了CMD文件和中断向量表文件的编写方法,并给出了两个例子.一个是如何使用tl16c750发送数据和接收数据.另一个是如何发送数据给D/A模块以及如何从A/D模块接收数据.最后,该文对如何改进系统提出了建议和展望.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1论文研究背景及其意义

1.2语音信号处理技术的现状与发展

1.3本文的主要工作及内容安排

第2章TMS320C54X DSP概论

2.1 TMS320C54X体系架构

2.2中央处理单元(CPU)

2.2.1中央处理单元组成

2.2.2 C54X CPU vs.通用处理器CPU

2.3存储器体系架构

2.3.1冯·诺依曼结构vs.哈佛结构

2.3.2物理存储器组织

2.3.3存储器映像(Memory Map)

2.4指令系统

2.5寻址方式

2.6片上外设

2.7 C54X DSP区别于通用处理器的特性总结

第3章系统硬件设计与实现

3.1硬件总体结构

3.2 C5402与存储器接口

3.3 CPLD地址译码逻辑

3.4 C5402与A/D、D/A芯片接口

3.5 C5402与PC机RS232接口

3.6制作和调试PCB的体会

第4章系统软件设计与实现

4.1 DSP软件C语言开发流程

4.1.1编写CMD文件

4.1.2 C语言中进行中断处理

4.2串口收发程序设计

4.3 A/D、D/A程序设计

结论与展望

致谢

参考文献

附录1语音信号处理系统原理图

附录2串口收发程序源代码

附录3 TLC320AD50 A/D、D/A程序源代码

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果