包芳芳DSP课程设计报告.doc

包芳芳DSP课程设计报告
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基于TMS320VC5502的语音信号采集系统设计
摘要：为了研究数字信号处理，提出了一个基于DSP TMS320VC5502和A/D转换芯片TLC320AD50的语音信号采集系统的设计。给出了该系统的总体设计方案，具体硬件电路，包括系统电源设计、复位电路设计、时钟电路设计、存储器设计、A/D接口电路设计、JTAG接口设计、DSP与A/D芯片的连接等，以及软件流程图。通过MATLAB得到语音信号的波形和频谱图。实验表明： 所设计的基于DSP的硬件和软件系统是一个很好的语音信号采集系统,该系统结构清晰,电路简洁，易于实现。
关键词:语音信号；数据采集;DSP；TLC320AD50
设计背景
20世纪50年代以来,随着数字信号处理各项技术的发展，语音信号处理技术得到不断提高， 语音合成、语音识别、， 要实现语音信号处理技术的精确性、实时性目的,语音信号采集和无误差存储成为语音信号处理中的前提。TMS320VC5502是德州仪器公司公司在2002年基于TMS320VC5502推出的定点数字信号处理器，它采用修正的哈佛结构，包括1个程序存储总线、3个数据存储总线和4个地址总线，这种结构允许同时执行程序指令和对数据操作, 运行速度快，单周期定点指令执行时间为5ns，远高于语音信号采集和处理的要求。在语音信号采集中， 模拟信号向数字信号转换（ADC）的精度和实时性对后续信号处理过程起到了重要作用。设计中采用TLC320AD50完成语音信号的A/ bit同步串口A/D和D/A转换芯片，ADC之后有1个抽取滤波器以提高输入信号的信噪比, 其采样频率最高可达22。5 Kb/s，满足语音信号处理中关于采样频率的要求.
二、TMS320VC55x介绍
2002 年初，推出了TMS320C5510，TMS320C5509, TMS320C5502 等DSP 芯片,连同此前推出的TMS320C5501， TMS320C55x（ 以下简称C55x) 作为一个系列, 共有4 种芯片。C55x 是新一代16 位定点数字信号处理器, 采用了新的C55x CPU 内核。C55x 通过CPU 结构方面的措施来提高内核的性能和速度; C55x 通过在功耗方面的专门处理， 其功耗达到了目前业界最低，是C54x 功耗的1/ 6.
C55x 是在C54x 的基础上发展而来的， 同时又吸收了在C55x 之前已推出的TMS320C6000 系列的优点。
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一般地说，C55x的目标市场是消费和通信市场，多用于语音编解码,线路回音和噪声消除，调制解调，图像和声音的压缩和解压，语音的加密与解密,语音的识别与合成等领域。
TMS320C55x DSP的主要性能和优点：
一个32×16bit指令缓冲队列：缓冲可变长度指令实现块重复操作.
两个17bit×17bit MAC：在单周期内实现双MAC操作。
一个40bit ALU:执行高精度算数和逻辑算数。
一个40bit桶形移位寄存器：可以把40bit结果左移31位或右移32位。
一个16bit ALU：和主ALU并行执行简单算术运算。
四个40bit累加器：保持计算结果和减少所需存储器数量
12条独立总线：并行地对不同操作单元同时提供出来指令和操作数。
用户配置的IDLE域：改善低活动性时的电源管理。
TLC320AD50介绍
TLC320AD50(以下简称AD50 ）是TI生产的多媒体音频编解码器芯片，它集成了16位A/D和D/A 转换器，，其采样速率可通过DSP编程来设置。在AD50内部ADC之后有抽样滤波器，以提高输入信号的信噪比，在D