语音信号采集实验.doc

实验三 语音信号采集实验一 实验目的 （1）了解CODEC芯片TLV320AIC23B工作的基本原理，了解其作为A/D的原理 （2）理解DSP的MCBSP的工作原理以及基本设置 （3）熟悉CCS与CODEC的控制与数据传输的过程二 实验内容 1DSP和MCBSP的初始设置 2D/A与CODEC的初始化 3CODEC的输入与输出三 实验要求通过音频输入与输出实验，了解对VC5416的MCBSP的设置，掌握CODEC的各个寄存器的设置。四 实验原理 DSP的应用系统一般包括模数转换器（AD）、信号处理芯片（DSP）、数模转换器（DA）等主要器件，DSP系统首先将模拟信号经过一个或者多个硬件滤波器，或者其它的信号预处理，到达AD转换成为数字信号，传输到DSP，DSP对子这个信号进行采集、处理、分析，如果有必要再经过DA，转换成为模拟信号输出，实验中可以由示波器查看输出的信号波形。 DSP系统中，首要的就是数据采集。实验中，我们选择了语音信号进行采样，然后将采样后的数据从DA输出，从DA输出的通过耳机还原成为话音，也可以采集确定的信号，通过示波器观看DA转换后的波形，或者使用CCS的画图功能查看采集到的数据。 在DSP芯片中，数据的存储格式都是二进制的格式，实际中从AD读取的数据或者输出到DA的数据也必须市二进制的数据格式，而DSP仿真软件可以显示多种的数据格式，分别是16进制数、16位无符号数、二进制数、32位无符号数、32位有符号数、浮点数等多种类型。不同的数据类型有不同的显示结果，所以在查看采集到的数据的时候，一定需要明白采集到的数据格式，必须保持一致。一般从AD读取的数据都是二进制格式，但是位数不一定，从8位到32位不等，根据具体选用的AD所决定。 音频处理芯片采用TI公司的TLV320AIC23B，用于音频信号的采集和回放。DSP采用McBSP接口和AIC23B通信。(1)TLV320AIC23B芯片 TLV320AIC23B是一款高性能的立体声音频编解码芯片，并同时集成了高度的模拟功能。内部集成有高采样率的数字内插滤波器和采用多比特sigma-delta工艺的ADC和DAC。AIC23B支持896kHz的采样速率，16bit、20bit、24bit、32bit的数据传送字长度。AIC23B的时钟模式有两种：USB模式（USB-Mode）和普通模式（Normal-Mode）。USB模式下的时钟输入是12MHz；普通模式下的时钟输入可以是11.2896MHz、12.288MHz、16.9344MHz和18.432MHz。在不同频率的时钟信号下，通过设置采样率寄存器来确定芯片的采样速率。(2)AIC23B与C6713B连接1）数字音频接口数字音频接口实现AIC23B与C6713B之间的数字音频数据传输。AIC23B数字音频接口信号：数据口时钟信号BCLK；数据输入DIN；数据输出DOUT；帧信号LRCIN和LRCOUT。AIC23B数据口有四种工作模式：右判断模式、左判断模式、I2S模式和DSP模式，其中DSP模式专门针对TI公司DSP设计。四种工作模式传输数据时，最高位最先传输。右判断模式传输字宽只支持16bit传输，其他模式均支持16bit或32bit。本次设计采用DSP模式，AIC23B产生位时钟。2）控制接口 AIC23B内部有11个可编程的控制寄存器。通过控制接口来设置控制寄存器，可以改变AIC23B的工作状态，比如采样率、数据长度、左右声道音量等。AIC23B的控制接口有两种方式：SPI方式和I2C方式。MODE管脚的状态决定接口工作方式，MODE管脚为高电平时工作在SPI方式；低电平时工作在I2C方式。本次设计采用SPI方式，所以MODE管脚通过电阻接到3.3V。采用McBSP0作为SPI从设备，由AIC23B产生所需要的主控时钟信号和从设备使能信号。其中McBSP0作为控制端口，传输控制数据对AIC23B进行必要的配置；McBSP1作为数据端口，进行串行数据的收发。在硬件上需要将控制端口McBSP0的FSX0、CLKX0和DX0管脚与AIC23B的CS、SCLK和SDIN管脚相接；数据端口McBSP1中对应管脚FSR1、FSX1、DX1、DR1和CLKR1（与CLKX1相接）同AIC23B的管脚LRCIN、LRCOUT、DIN、DOUT和BCLK相接。C6713B与AIC23B的连接示意图如Error! Reference source not found.所示。为了抑制信号传输过程中的过分抖动和提高驱动能力，将数据端口管脚通过33串联平波电阻并且同时并联的上拉电阻接到3.3V。 图 1程序流程图：五 实验准备1将DSP仿真器与计算机连接好。2将仿真器的JTAG插头与SEED-DEC5416单元的J1相连接3将5V外接电源与SEED- DTK 5416的J11相连，查看D1和D3是否均亮，若有不亮的，请断开电源，检查电源。4，将耳麦接口插入J6,音频线连接计算机的音频输出插口与SEED-DEC5416单元的J5接口。六实验步骤1打开CCS2. 装入AD.pjt工程文件3编译，下载，运行，耳机将实时听到MIC收到的声音4设置断点，运行程序，观察采样的数据，数据保存在dataright数组中。在view-graph观察采样数据，Graph的设置中，start address:表示数组的起始地址；Acqusion buffer size:表示输入数据个数；Display Data size:表示显示数据个数（要与程序中宏定义的采样个数一致）；Dsp data type:表述数据类型（选择16-bit signer integer）5.变化采样频率或采样长度，重复执行第4步七程序功能1Ad.c：实验主程序，包括系统初始化，配置CODEC2boot.asm：C环境的引导程序。3de