dsp課程設(shè)計(jì)--語(yǔ)音壓縮，存儲(chǔ)和回訪

1、<p><b>　　DSP課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　——語(yǔ)音壓縮、存儲(chǔ)和回放</p><p>　　自動(dòng)化0803 王志平</p><p>　　電 子0801 顧曉珺</p><p><b>　　DSP實(shí)驗(yàn)報(bào)告——</b></p><p>　　語(yǔ)音壓縮、

2、存儲(chǔ)和回放</p><p>　　自動(dòng)化0803 王志平</p><p>　　電 子0801 顧曉珺</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　語(yǔ)音信號(hào)是信息的重要形式, 語(yǔ)音信號(hào)處理有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，而語(yǔ)音壓縮在語(yǔ)音信號(hào)的傳輸、存儲(chǔ)等方面有非常廣泛的作用，而且在通信領(lǐng)域中已經(jīng)有較成熟的發(fā)

3、展和廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)要求采用DSP及其A/D、D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)的壓縮、存儲(chǔ)和回放。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求及目標(biāo)</b></p><p><b>　　基本部分：</b></p><p>　?。?）使用DSP實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音壓縮和解壓縮的基本算法，算法類型自定，例如可以采用G.711、G.729等語(yǔ)音壓縮算法。

4、</p><p>　?。?）采用A/D轉(zhuǎn)換器從MIC輸入口實(shí)時(shí)采集語(yǔ)音信號(hào)，進(jìn)行壓縮后存儲(chǔ)到DSP的片內(nèi)和片外RAM存儲(chǔ)器中，存儲(chǔ)時(shí)間不小于10秒。</p><p>　　（3）存儲(chǔ)器存滿之后，使用DSP進(jìn)行實(shí)時(shí)解壓縮，并從SPEAKER輸出口進(jìn)行回放輸出。</p><p>　　（4）使用指示燈對(duì)語(yǔ)音存儲(chǔ)和回放過(guò)程進(jìn)行指示。</p><p>&

5、lt;b>　　發(fā)揮部分：</b></p><p>　　使用多種算法進(jìn)行語(yǔ)音的壓縮、存儲(chǔ)和解壓縮，比較它們之間的優(yōu)缺點(diǎn)。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)思路 </b></p><p>　　語(yǔ)音信號(hào)的幅度（發(fā)音強(qiáng)度）并非均勻分布，由于小信號(hào)占的比例比大信號(hào)大很多，因此可以進(jìn)行非均勻量化。達(dá)到這一目標(biāo)的基本做法是，對(duì)大信號(hào)使用大

6、的量化間隔，而小信號(hào)則使用小的臺(tái)階。ITU-T G.711建議的PCM A律和µ律語(yǔ)音壓縮標(biāo)準(zhǔn)可以分別將13比特和14比特壓縮為8比特，達(dá)到語(yǔ)音壓縮的目的。</p><p><b>　　要求完成的任務(wù)</b></p><p>　　（1）編寫C語(yǔ)言程序，并在CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下調(diào)試通過(guò)。</p><p>　?。?）實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所要求的各項(xiàng)功

7、能。</p><p>　?。?）按要求撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p>　　二、設(shè)計(jì)方案、原理說(shuō)明</p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　?。?）使用DSP實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音壓縮和解壓縮的基本算法，算法類型采用G.711的a律壓擴(kuò)算法。</p><p>　?。?）采用A/D轉(zhuǎn)換器

8、從MIC輸入口實(shí)時(shí)采集語(yǔ)音信號(hào)，進(jìn)行壓縮后存儲(chǔ)到DSP的片內(nèi)RAM存儲(chǔ)器中，存儲(chǔ)時(shí)間約為10秒。</p><p>　?。?）當(dāng)采樣數(shù)據(jù)達(dá)到規(guī)定次數(shù)后，使用DSP進(jìn)行實(shí)時(shí)解壓縮，并從SPEAKER輸出口進(jìn)行回放輸出。</p><p>　?。?）使用DSK板的指示燈對(duì)語(yǔ)音存儲(chǔ)和回放過(guò)程進(jìn)行指示：</p><p>　　循環(huán)閃爍：板子自檢，程序開(kāi)始</p>&

9、lt;p>　　LED0亮：錄音（10秒鐘左右）</p><p><b>　　LED0滅：放音</b></p><p><b>　　原理說(shuō)明</b></p><p>　　壓縮算法介紹（Speech codec）</p><p>　　現(xiàn)主要有的speech codec有: G.711, G.723

10、, G.726 , G.729, ILBC QCELP, EVRC, AMR, SMV ITU 推出G.7XX系列的speech codec, 目前廣泛應(yīng)用的有：G.711，G.723, G.726, G.729. 每一種又有很多分支，如G.729就有g(shù).729A, g.729B and g.729AB G.711G.711就是語(yǔ)音模擬信號(hào)的一種非線性量化，細(xì)分有二種:G.711 A-law and G.711 u-law.不同的國(guó)家

11、和地方都會(huì)選取一種作為自己的標(biāo)準(zhǔn). G.711 bitrate 是64kbps. 詳細(xì)的資料可以在ITU上下到相關(guān)的spec，下面主要列出一些性能參數(shù)：</p><p>　　G.711（PCM方式：PCM＝脈碼調(diào)制 ：Pulse Code Modulation） </p><p>　　? 采樣率：8kHz ? 信息量：64kbps／channel ? 理論延遲：0.125msec ?

12、 品質(zhì)：MOS值4.10               G.723.1:  G.723.1是一個(gè)雙速率的語(yǔ)音編碼器，是 ITU-T建議的應(yīng)用于低速率多媒體服務(wù)中語(yǔ)音或其它音頻信號(hào)的壓縮算法；其目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)包括H.323、H.324等多媒體通信系統(tǒng)，目前該算法已成為IP電話系統(tǒng)中的必選算法之一；編碼器的幀長(zhǎng)為30ms，還有7

13、.5ms的前瞻，編碼器的算法時(shí)延為37.5ms；編碼器首先對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行傳統(tǒng)電話帶寬的濾波（基于G.712），再對(duì)語(yǔ)音信號(hào)用傳統(tǒng)8000-Hz速率進(jìn)行抽樣（基于G.711），并變換成16 bit線性PCM碼作為該編碼器的輸入；在解碼器中對(duì)輸出進(jìn)行逆操作來(lái)重構(gòu)語(yǔ)音信號(hào)；高速率編碼器使用多脈沖最大似然量化（MP-MLQ），低速率編碼器使用代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（ACELP）方法，編碼器和解碼器都必須支持此兩種速率，并能夠在幀間對(duì)兩種速率進(jìn)行轉(zhuǎn)換

14、；此系統(tǒng)同樣能夠?qū)σ魳?lè)和其他音頻信號(hào)進(jìn)行壓縮和解壓縮，但它對(duì)語(yǔ)音信號(hào)來(lái)說(shuō)是最優(yōu)的；采用了執(zhí)行不連續(xù)傳輸?shù)撵o音壓縮，這就意味著</p><p>　　G.729:    G..729語(yǔ)音壓縮編譯碼算法采用共軛結(jié)構(gòu)的代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)(CSACELP)，是基于CELP編碼模型的算法；能夠?qū)崿F(xiàn)很高的語(yǔ)音質(zhì)量（長(zhǎng)話音質(zhì)）和很低的算法延世；算法幀長(zhǎng)為10ms，編碼器含5ms前瞻，算法時(shí)延15ms；其重建

15、語(yǔ)音質(zhì)量在大多數(shù)工作環(huán)境下等同于32kb/s的ADPCM（G.726），MOS分大于4.0；編碼時(shí)輸入16bitPCM語(yǔ)音信號(hào)，輸出2進(jìn)制比特流；譯碼時(shí)輸入為2進(jìn)制比特流，輸出16bitPCM語(yǔ)音信號(hào)；在語(yǔ)音信號(hào)8KHz取樣的基礎(chǔ)上，16bit線性PCM后進(jìn)行編碼，壓縮后數(shù)據(jù)速率為8Kbps；具有相當(dāng)于16：1的壓縮率。</p><p>　　G.729（CS-ACELP方式：Conjugate Structure

16、 Algebraic Code Excited Linear Prediction） ? 采樣率：8kHz ? 信息量：8kbps／channel ? 幀長(zhǎng)：10msec ? 理論延遲：15msec ? 品質(zhì)：MOS值3.9 均勻量化、非均勻量化</p><p>　　如果采用相等的量化間隔對(duì)采樣得到的信號(hào)作量化，那么這種量化稱為均勻量化。均勻量化就是采用相同的“等分尺”來(lái)度量采樣得到的幅度，也稱為線性

17、量化，如圖2所示。</p><p>　　均勻量化PCM就是直接對(duì)聲音信號(hào)作A/D轉(zhuǎn)換，在處理過(guò)程中沒(méi)有利用聲音信號(hào)的任何特性，也沒(méi)有進(jìn)行壓縮。該方法將輸入的聲音信號(hào)的振幅范圍分成B個(gè)等份（B為量化位數(shù)），所以落入同一等份數(shù)的采樣值都編碼成相同的B位二進(jìn)制碼。只要采樣頻率足夠大，量化位數(shù)也適當(dāng)，便能獲得較高的聲音信號(hào)數(shù)字化效果。為了滿足聽(tīng)覺(jué)上的效果，均勻量化PCM必須使用較多的量化位數(shù)。這樣所記錄和產(chǎn)生的音樂(lè)，可以

18、達(dá)到最接近原聲的效果。當(dāng)然提高采樣率及分辨率后，將引起儲(chǔ)存數(shù)據(jù)空間的增大。 </p><p><b>　　PCM的編碼規(guī)律</b></p><p>　　PCM: Pulse Code Modulation 脈沖編碼調(diào)制，一般速率為64kbps，是指對(duì)語(yǔ)音信號(hào)直接采樣量化的一種編碼辦法，采樣速率為8000Hz，每樣點(diǎn)用8bit表示。CD 用16bit 44.1kHz采樣

19、的PCM。 數(shù)字電話用的也是PCM，PCM是非線性編碼，根據(jù)G.711建議，編碼結(jié)束后需要做偶數(shù)位翻轉(zhuǎn)。即如果編碼后結(jié)果是 0110 1001 則在發(fā)送的時(shí)候需要經(jīng)過(guò)偶數(shù)位翻轉(zhuǎn)得到： 0011 1100 。PCM碼的壓縮分a律u律，在中國(guó)使用a律。PCM碼有很多種，網(wǎng)絡(luò)上主要有4種：MANCHESTER碼，差分Manchester碼，AMI碼，HDB3碼，2B1Q碼。分別用于以太網(wǎng)，ISDN，DDN，電話。</p><

20、;p>　　A律壓擴(kuò)其特性可表示為：</p><p>　　很明顯，小信號(hào)時(shí)為線性特性，大信號(hào)時(shí)近似為對(duì)數(shù)特性。這種壓擴(kuò)特性常把壓縮、量化和編碼合為一體。A律可用13段折線逼近（相當(dāng)于A=87.6），便于用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　13段折線的壓縮過(guò)程為：</p><p>　　第一步：把x（x>0 部分）劃分為不均勻的8段。第一分點(diǎn)取在V/2處，然

21、后每段都是剩下部分的1/2。；依次取第八段為V~V/2 第七段為V/2~V/4；第一段為V/128~0。</p><p>　　第二步：把每段均勻劃分為16等份，每一份表示一個(gè)量化級(jí)，顯然8段共16x8=128= 個(gè)量化級(jí)，需要二進(jìn)制7位編碼表示。可以看出每個(gè)量化級(jí)是不均勻的。在小信號(hào)的量化臺(tái)階很小，使小信號(hào)時(shí)量化噪聲減小。如果按均勻量化計(jì)算，以最小臺(tái)階 為單位，最大信號(hào)需用L=128X16=2048

22、= 個(gè)量化級(jí)表示，既需要11位編碼。這樣非均勻編碼使小信號(hào)量化臺(tái)階縮小了16倍，相當(dāng)于小信號(hào)信噪比改善了20dB。</p><p>　　第三步：把y軸均勻劃分為8段，每段均勻分為16分。這樣y也分為128個(gè)量化級(jí)，與x軸的128個(gè)量化級(jí)對(duì)應(yīng)。因此，壓擴(kuò)特性各段的斜率 是不同的。第一段斜率 其他段為: </p><p>　　以上分段為x取

23、正值時(shí)的情況。而x取負(fù)值時(shí)，壓擴(kuò)特性與x取正值成奇對(duì)稱。在正8段和負(fù)8段中，正1，2段和負(fù)1，2段斜率相同，合為一段。所以原來(lái)的16段折線變?yōu)?3段折線。 </p><p><b>　　DSK知識(shí)準(zhǔn)備</b></p><p>　　（1）DSK系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)：</p><p>　　5402 DSK主要包括100MHz VC5402 DSP，1個(gè)軟件

24、等待周期的64K字的外部SRAM存儲(chǔ)器，256K字的FLASH存儲(chǔ)器，內(nèi)嵌的并口仿真器，模擬輸入/輸出音頻接口，以及擴(kuò)展板接口。其結(jié)構(gòu)如下圖：</p><p>　　RAM 1枚：1個(gè)軟件等待的64K×16bit的SRAM(CY7C1021V33)</p><p>　　FLASH 1枚：256K×16bit 的 FLASH存儲(chǔ)器(AM39VF400A)</p>

25、<p>　　接口2個(gè)：用于仿真的JTAG測(cè)試總線控制器</p><p>　　和一個(gè)連接到PC機(jī)并口的主機(jī)端接口HPI</p><p>　　信號(hào)采集和輸出端口：麥克風(fēng)/耳機(jī)音頻接口 </p><p><b>　　下面分別介紹：</b></p><p><b>　　a．DSP芯片</b>&

26、lt;/p><p>　　DSK 支持TMS320VC5402 DSP，工作頻率可以高達(dá)100MHz，工作的內(nèi)核電壓為1.8V，I/O 電壓為3.3V</p><p><b>　　b．外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器</b></p><p>　　DSK提供了64字SRAM。可以使用的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的大小取決于DROM 的設(shè)置。如果DROM＝0，那么0x4000~0xF

27、FFF（48K words）的空間是外部存儲(chǔ)器(FLASH 或SRAM)。如果DROM＝1，外部存儲(chǔ)器只能使用0x4000~0xEFFF。</p><p>　　是否可以訪問(wèn)板上或擴(kuò)展板存儲(chǔ)器取決于DMSEL 控制寄存器位。如果DMSEL＝0(缺省)，那么可以使用板上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。如果DMSEL＝1，那么可以使用擴(kuò)展板存儲(chǔ)器，并且地址開(kāi)始于0x8000。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間資源也取決于MP/MC 狀態(tài)。</p>

28、;<p><b>　　c．外部程序存儲(chǔ)器</b></p><p>　　DSK提供了256K字的FLASH。外部程序存儲(chǔ)器的可用大小取決于OVLY 位的設(shè)置和MP/MC# 跳線的設(shè)置。如果 OVLY位＝0 、MP/MC#＝0，那么程序存儲(chǔ)器的空間0x0000~0xEFFF（60K words）映射到外部存儲(chǔ)器，是FLASH 還是SRAM 決定于控制寄存器的FLASHENB 狀態(tài)位

29、。在上電狀態(tài)，F(xiàn)LASHENB位置位是為了允許從FLASH 引導(dǎo)。然后軟件清除此位，使具有1個(gè)等待狀態(tài)的SRAM 使用這個(gè)相同的存儲(chǔ)器空間。如果MP/MC = 1 并且 OVLY = 0，那么0x0000~0xFFFF 空間是分配給外部存儲(chǔ)器( FLASH 或SRAM )。使用 FLASH 存儲(chǔ)器的情況下(FLASHENB=1)，總線的速率為100MHz，訪問(wèn)FLASH需要7個(gè)等待狀態(tài)。</p><p>　　在S

30、RAM 情況下(FLASHENB=0)，總線速率為100MHz 時(shí)，訪問(wèn)SRAM需要1 個(gè)等待狀態(tài)。如果MP/MC = 1并且OVLY = 1，則只有x4000~0xFFFF 是映射到外部存儲(chǔ)器的。</p><p>　　d．I/O空間存儲(chǔ)器</p><p>　　I/O空間由2部分組成，一部分是系統(tǒng)基于CPLD的控制空間，另一部分是擴(kuò)展板存儲(chǔ)器空間。DM_SEL位是外部存儲(chǔ)器存取控制寄存器位

31、，能夠控制I/O空間的訪問(wèn)。如果DSP向此位寫1，那么擴(kuò)展板存儲(chǔ)器的I/O空間是不能被訪問(wèn)的。如果向此位寫0，那么擴(kuò)展板存儲(chǔ)器的I/O空間可以被訪問(wèn)。 </p><p>　　e．模擬輸入/輸出音頻接口</p><p>　　音頻接口使用了2 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的3.5mm 的連接器：</p><p>　　一個(gè)連接麥克風(fēng)(J5)的音頻輸入</p><p>　

32、　一個(gè)連接耳機(jī)(J6)的音頻輸出</p><p>　　麥克風(fēng)的輸入信號(hào)最大允許標(biāo)準(zhǔn)是500mVp。在DSK上有10dB前置放大器增益。當(dāng)接入信號(hào)源的輸入時(shí)，需要使用隔直電容(0.1u)。音頻輸入可以編程控制，在軟件的控制下，可以提供0dB、+6dB、+12dB的增益。音頻輸出也是可以編程控制的，在軟件的控制下，可以提供0dB、-6dB、-12dB的增益。</p><p>　　DSK板上使用

33、了AD50 CODEC作為A/D和D/A的轉(zhuǎn)換設(shè)備。它是內(nèi)部集成了16位的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器以及抗混疊濾波器，采樣速率最高可達(dá)22.05kHz。</p><p>　　此外，ADC之后有一個(gè)抽取濾波器以提高輸入信號(hào)的信噪比，在DAC之前有一個(gè)插值濾波器以保證輸出信號(hào)平滑輸出。</p><p>　　AD50與DSP芯片通過(guò)同步串行通信接口(MCBSP1)相連。</p><

34、p>　?。?）TLC320AD50C的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及初始化程序</p><p>　　TLC320AD50C是TI公司生產(chǎn)的一個(gè)SIGMA-DELTA型16位串行A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路。采樣速率可通過(guò)DSP編程來(lái)設(shè)置，最高可達(dá)22.05 kHz。</p><p>　　內(nèi)含抗混疊濾波器和重構(gòu)濾波器。</p><p>　　在DAC之前有一個(gè)插值濾波器：保證輸出信號(hào)平滑，

35、</p><p>　　在ADC之后有一個(gè)抽取濾波器：提高輸入信號(hào)的信噪比</p><p>　　A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的初始化編程：</p><p>　　/* 獲取設(shè)置A/D和D/A的句柄 */</p><p>　　hHandset = codec_open(HANDSET_CODEC);</p><p>　　/* 設(shè)置C

36、ODEC的工作參數(shù) */</p><p>　　/* DAC和ADC工作在15+1bit模式 */</p><p>　　codec_dac_mode(hHandset, CODEC_DAC_15BIT); </p><p>　　codec_adc_mode(hHandset, CODEC_ADC_15BIT);</p><p>　　/* ADC

37、模擬增益設(shè)置為6dB */</p><p>　　codec_ain_gain(hHandset, CODEC_AIN_6dB); </p><p>　　/* 設(shè)置DAC模擬輸出增益為-6dB */</p><p>　　codec_aout_gain(hHandset, CODEC_AOUT_MINUS_6dB);</p><p>　　/* 設(shè)

38、置抽樣頻率為8KHz */</p><p>　　codec_sample_rate(hHandset,SR_8000);</p><p>　?。?）McBSP的結(jié)構(gòu)及寄存器部分配置</p><p>　　McBSP：多通道緩沖串行口(Multi-channel Buffered Serial Port)，是串行口的一種。它既可以利用DSP提供的DMA功能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)緩存功

39、能，又可以實(shí)現(xiàn)時(shí)分多路通信功能。TMS320C5402有兩個(gè)McBSP串口，分別為McBSP0、McBSP1。</p><p>　　McBSP由引腳、接收發(fā)送部分、時(shí)鐘及禎同步信號(hào)產(chǎn)生、多通道選擇以及CPU中斷信號(hào)和DMA同步信號(hào)組成。</p><p>　　引腳中我們用到的只有兩個(gè)： DR和DX，通過(guò)這兩個(gè)引腳實(shí)現(xiàn)DSP與外部設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)交換。DR用來(lái)接收數(shù)據(jù)，DX完成數(shù)據(jù)的發(fā)送。這兩

40、個(gè)引腳分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)寄存器DRR和DXR，如果準(zhǔn)備就緒，從這兩個(gè)寄存器中就可以讀取數(shù)據(jù)了。（注：兩個(gè)McBSP串口，所以兩個(gè)寄存器分別用DRR1、DXR1、 DRR2、DXR2表示）</p><p>　　那么如何判斷接收器和發(fā)送器是否準(zhǔn)備就緒呢？這就采用了SPCR1、SPCR2控制位來(lái)判斷。當(dāng)RRDY=0時(shí)，接收器未就緒；當(dāng)RRDY=1時(shí)，接受器就緒，可以從DDR1或2種讀取數(shù)據(jù)。當(dāng)XRDY=0時(shí)，發(fā)送器尚未就緒；

41、當(dāng)XRDY=1時(shí)，發(fā)送器就緒，可以從XDR1或2種發(fā)送數(shù)據(jù)。</p><p>　　所以在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中我們采用以下語(yǔ)句命令：</p><p><b>　　a．接收數(shù)據(jù)時(shí)</b></p><p>　　while (!MCBSP_RRDY(HANDSET_CODEC)) {}; </p><p>　　//查詢、等待接收hand

42、set處的采樣</p><p>　　data = *(volatile u16*)DRR1_ADDR(HANDSET_CODEC); </p><p>　　//從handset處讀取采樣</p><p><b>　　b．發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)</b></p><p>　　while (!MCBSP_XRDY(HANDSET_COD

43、EC)) {}; </p><p>　　*(volatile u16*)DXR1_ADDR(HANDSET_CODEC) = data1;</p><p>　　//a律解壓完成后，DSP將數(shù)據(jù)通過(guò)串行口McBSP1發(fā)送</p><p>　　程序設(shè)計(jì)、調(diào)試與結(jié)果分析</p><p><b>　　1.流程圖：</b>&

44、lt;/p><p><b>　　源程序：</b></p><p>　　/****************************************************************************/</p><p>　　/*********** DSP技術(shù)與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)

45、 ************/</p><p>　　/*********** 語(yǔ)音的壓縮、存儲(chǔ)和回放 ************/</p><p>　　/****************************************************************************/</p>

46、<p>　　/* */</p><p>　　/* 功能描述 */</p><p>　　/* 利用主芯片為

47、TMS320VC5402的DSK實(shí)驗(yàn)板完成實(shí)驗(yàn) */</p><p>　　/* 采用a律壓擴(kuò)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)采集的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和解壓 */</p><p>　　/* 采用TLC320AD50C芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的AD/DA轉(zhuǎn)換(在DSK320VC5402板上) */&

48、lt;/p><p>　　/* 用板子上的1個(gè)LED來(lái)指示錄放音狀態(tài) */</p><p>　　/* 循環(huán)閃爍：板子自檢，程序開(kāi)始 */</p><p>　　/* LED0亮：錄音（10秒鐘左右）

49、 */</p><p>　　/* LED0滅：放音 */</p><p>　　/*

50、 */</p><p>　　/****************************************************************************/</p><p>　　/*************************************************************************

51、***/</p><p>　　/* 頭文件 */</p><p>　　/****************************************************************************/</p><p

52、>　　#include <board.h></p><p>　　#include <codec.h></p><p>　　#include <mcbsp54.h></p><p>　　#include <type.h></p><p>　　/************************

53、****************************************************/</p><p>　　/* 宏定義 /</p><p>　　/*********************************************

54、*******************************/</p><p>　　#defineSIGN_BIT(0x80) /* 標(biāo)志位 */</p><p>　　#defineQUANT_MASK(0xf)/* 量化過(guò)程的屏蔽數(shù) */</p><p>　　#defineSEG_SHIFT(4) /* 左移位數(shù) */

55、</p><p>　　#defineSEG_MASK(0x70) /* 段值的屏蔽數(shù) */</p><p>　　/****************************************************************************/</p><p>　　/*

56、函數(shù)聲明 /</p><p>　　/****************************************************************************/</p><p>　　void delay(s16 period);

57、 //延時(shí)子程序</p><p>　　void led(s16 cnt); //亮燈試板子程序</p><p>　　void initialisecodec(void); //初始化codec</p><p>　　unsig

58、ned char datacompress(s16 pcm_val); //a律壓縮子程序</p><p>　　int datadecompress(unsigned char a_val); //a律解壓縮子程序</p><p>　　static int search(int val,short*table,int size);//查表轉(zhuǎn)化子

59、程序</p><p>　　/****************************************************************************/</p><p>　　/* 全局變量 /</p><p>

60、;　　/****************************************************************************/</p><p>　　HANDLE hHandset; //定義句柄變量hHandset，用于設(shè)置A/D和D/A</p><p>　　s16 data;

61、 //錄音采集數(shù)據(jù)變量，16位</p><p>　　s16 data1; //放音數(shù)據(jù)變量，16位</p><p><b>　　u16 i=0;</b></p><p>　　u16 temp1;

62、 //壓縮部分中間變量，16位</p><p><b>　　u16 j=0;</b></p><p>　　u16 k,l=0;</p><p>　　u8 temp2; //解壓部分中間變量，8位</p&

63、gt;<p>　　u16 buffer[20000]; //緩沖器數(shù)組設(shè)置,16位</p><p>　　static short seg_end[8]={0x1F,0x3F,0x7F,0xFF,0x1FF,0x3FF,0x7FF,0xFFF};</p><p><b>　　//非均勻量化標(biāo)準(zhǔn)</b

64、></p><p>　　/****************************************************************************/</p><p>　　/* 主函數(shù) /</p><p

65、>　　/****************************************************************************/</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if (brd_init(100)) //初始化DSK板，設(shè)

66、置頻率100MHz</p><p><b>　　return;</b></p><p>　　led(2); //閃燈兩次</p><p>　　initialisecodec(); //初始化codec</p><p>　　while (1)

67、 //始終循環(huán)錄音壓縮存儲(chǔ)回放</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while (!MCBSP_RRDY(HANDSET_CODEC)) {}; </p><p>　　//查詢、等待接收handset處的采樣</p><p>　　brd_led_enable(

68、BRD_LED0);</p><p>　　data = *(volatile u16*)DRR1_ADDR(HANDSET_CODEC); </p><p>　　//從handset處讀取采樣</p><p>　　temp1=datacompress(data); </p><p>　　//調(diào)用子函數(shù)datacompress(),對(duì)采樣進(jìn)

69、行a律壓縮</p><p>　　/*----------把低地址數(shù)據(jù)放在高八位 高地址數(shù)據(jù)放在低八位-----------*/</p><p>　　i++; </p><p>　　if(i%2==1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//temp1=0

70、0000000abcdefgh 第奇數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)</p><p>　　buffer[j]=(temp1<<=8); </p><p>　　//奇數(shù)數(shù)據(jù)左移8位送給buffer[j] buffer[j]=abcdefgh00000000</p><p><b>　　}</b></p><p><

71、b>　　else</b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　//temp1=00000000ijklmnop 第偶數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)</p><p>　　buffer[j]=(buffer[j]|temp1); </p><p>　　//偶數(shù)數(shù)據(jù)與temp1取或，組成新的數(shù)據(jù) &

72、lt;/p><p>　　//buffer[j]=abcdefghijklmnop</p><p><b>　　j++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(i>=40000) </p><p><b>　　i=0;</b

73、></p><p>　　if(j>=20000)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　j=0;</b></p><p>　　brd_led_disable(BRD_LED0); //熄滅數(shù)碼管0 表示錄音結(jié)束</p><p>

74、;　　delay(100); //延時(shí)100 </p><p>　　/* ---------------------------放音部分 -------------------------------*/</p><p>　　for(k=0;k<40000;k++)</p><p><b>　　{<

75、;/b></p><p>　　if(k%2==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　temp2=(buffer[l]>>8)&0x0ff;//同上面錄音原理相同</p><p><b>　　}</b></p><p>&l

76、t;b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　temp2=buffer[l]&0x0ff;</p><p><b>　　l++;</b></p><p><b>　　}</b></p><

77、p>　　if(l>=20000)</p><p><b>　　l=0;</b></p><p>　　data1=datadecompress(temp2);</p><p>　　while (!MCBSP_XRDY(HANDSET_CODEC)) {}; </p><p>　　*(volatile u1

78、6*)DXR1_ADDR(HANDSET_CODEC) = data1;</p><p>　　//a律解壓完成后，DSP將數(shù)據(jù)通過(guò)串行口McBSP1發(fā)送</p><p><b>　　}</b></p><p>　　}//if(j>=20000)結(jié)束</p><p>　　}//while結(jié)束 </p

79、><p><b>　　}</b></p><p>　　/****************************************************************************/</p><p>　　/* 主程序結(jié)束

80、 */</p><p>　　/****************************************************************************/</p><p>　　/****************************************************************************/<

81、/p><p>　　/* 子函數(shù) */</p><p>　　/****************************************************************************/</p><p>　　/*

82、--------延時(shí)--------*/</p><p>　　void delay(s16 period)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i, j;</b></p><p>　　for(i=0; i<period; i++)</p>

83、<p><b>　　{</b></p><p>　　for(j=0; j<period>>1; j++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*------閃燈,檢驗(yàn)板子------

84、*/</p><p>　　void led(s16 cnt)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while ( cnt-- )</p><p><b>　　{</b></p><p>　　brd_led_toggle(BRD_LED0);</p

85、><p>　　delay(1000);</p><p>　　brd_led_toggle(BRD_LED1);</p><p>　　delay(1000);</p><p>　　brd_led_toggle(BRD_LED2);</p><p>　　delay(1000);</p><p><

86、b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*------codec初始化程序------*/</p><p>　　void initialisecodec(void)</p><p><b>　　{</b></p><p&

87、gt;　　hHandset = codec_open(HANDSET_CODEC); // 獲取設(shè)置A/D和D/A的句柄</p><p>　　/*----設(shè)置CODEC的工作參數(shù)----*/</p><p>　　codec_dac_mode(hHandset, CODEC_DAC_15BIT); </p><p>　　// DAC工作在15+1bit模

88、式</p><p>　　codec_adc_mode(hHandset, CODEC_ADC_15BIT); </p><p>　　// ADC工作在15+1bit模式</p><p>　　codec_ain_gain(hHandset, CODEC_AIN_6dB); </p><p>　　// ADC

89、模擬增益設(shè)置為6dB </p><p>　　codec_aout_gain(hHandset, CODEC_AOUT_MINUS_6dB); </p><p>　　// DAC模擬輸出增益為-6dB </p><p>　　codec_sample_rate(hHandset,SR_4000); // 設(shè)置抽樣頻率為4KHz</p><

90、p><b>　　}</b></p><p>　　/*--------a律壓縮-------*/</p><p>　　unsigned char datacompress(s16 pcm_val) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　intmask;<

91、;/p><p><b>　　intseg;</b></p><p>　　unsigned charaval;</p><p>　　if (pcm_val >= 0) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　mask = 0xD5;// 正數(shù)時(shí)

92、標(biāo)志位(第7位)等于1</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　mask = 0x55;// 負(fù)數(shù)時(shí)標(biāo)志位為 0 </p><p>　　pc

93、m_val = -pcm_val;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　seg = search(pcm_val, seg_end, 8); </p><p>　　// 調(diào)用alaw子程序?qū)⒎盗炕癁槎沃?</p><p>　　if (seg >= 8)

94、// 數(shù)據(jù)大于量化最大值時(shí)的情況 </p><p>　　return (0x7F ^ mask);</p><p>　　else //數(shù)據(jù)處于量化區(qū)間的情況</p><p><b>　　{</b></p><p>　　aval = seg << SEG_SHIFT;<

95、;/p><p>　　if (seg < 2)</p><p>　　aval |= (pcm_val >> 1) & QUANT_MASK;</p><p><b>　　else</b></p><p>　　aval |= (pcm_val >>seg) & QUANT_MASK;

96、</p><p>　　return (aval ^ mask);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*-------alaw的子程序--------*/</p><p>　　static int search

97、(int val, short *table, int size)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　inti;</b></p><p>　　for (i = 0; i < size; i++) </p><p><b>　　{</b>

98、;</p><p>　　if (val <= *table++)</p><p>　　return (i);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　return (size); //當(dāng)數(shù)據(jù)大于量化最大值時(shí)，直接返回最大值8</p><p><b>　　}

99、</b></p><p>　　/*--------a律解壓--------*/</p><p>　　int datadecompress(unsigned chara_val)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　intt;</b></p>

100、;<p><b>　　intseg;</b></p><p>　　a_val ^= 0x55;</p><p>　　t = (a_val & QUANT_MASK) << 4;</p><p>　　seg = ((unsigned)a_val & SEG_MASK) >> SEG_SHI

101、FT;</p><p>　　if(seg==0) </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　t += 8;</b></p><p><b>　　t=(t>>3);</b></p><p><b>　　}&

102、lt;/b></p><p>　　if((seg<4)&&(seg>0)) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　t +=0x108;</p><p>　　t=(t>>(4-seg));</p><p><b>　　}

103、</b></p><p><b>　　if(seg>3)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　t+=0x108;</b></p><p>　　t=(t<<=(seg-4));</p><p

104、><b>　　}</b></p><p>　　return ((a_val & SIGN_BIT) ? t : -t);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***************************************************************

105、*************/</p><p>　　/* 結(jié)束 */</p><p>　　/****************************************************************************/</p

106、><p>　　3.CCS程序調(diào)試運(yùn)行：</p><p>　　（1）編譯程序之前的準(zhǔn)備工作</p><p>　　a．頭文件的添加，本實(shí)驗(yàn)中的具體路徑為：C:\ti\c5400\dsk5402\include，在build options選項(xiàng)中的preprocessor(預(yù)編譯)選項(xiàng)中的Include Seach Path中的路徑應(yīng)該與此路徑一致，否則程序編譯將報(bào)錯(cuò)，報(bào)錯(cuò)的

107、原因是某些頭文件無(wú)法找到。</p><p>　　b．還有就是library的庫(kù)文件就需要自己從TI文件夾中尋找添加。</p><p>　　（a）drv5402.lib是軟件仿真所用的仿真器所必需的庫(kù)文件；</p><p>　?。╞）dsk5402.lib是驅(qū)動(dòng)DSK板所必需的庫(kù)文件；</p><p>　　（c）rts.lib，這個(gè)庫(kù)提供目標(biāo)D

108、SP運(yùn)行時(shí)間支持。</p><p>　　c．添加.cmd文件。</p><p>　?。?）選擇Project/Rebuild All或單擊（Rebuild All）菜單條按鈕，</p><p>　　CCS重新進(jìn)行編輯、匯編、連接工程里的所有文件。</p><p>　　這個(gè)處理的有關(guān)信息在窗口底部一個(gè)小框里顯示。</p><

109、p>　?。?）默認(rèn)時(shí)，.out文件編譯到位于當(dāng)前工程文件夾中的調(diào)試(debug)目錄中； 也可以通過(guò)CCS工具條選擇一個(gè)存儲(chǔ)目錄。</p><p>　?。?）選擇File/Load Program.選中yuyin.out,并按Open。</p><p>　?。╟:\ti\myprojects\yuyin\Debug\ 文件夾中。）</p><p>　　CCS將

110、程序裝載到目標(biāo)DSP上，打開(kāi)顯示程序反匯編指令的Disassembly窗口。</p><p>　?。?）選擇View/Mixed Source/ASM，這樣可以同時(shí)查看C源程序和產(chǎn)生的匯編代碼。</p><p>　?。?）在混合窗口單擊匯編指令（單擊有效指令，而不是指令的地址或指令所傳遞的區(qū)域），單擊F1，CCS可以尋找此指令的幫助。這是學(xué)習(xí)指令的很好的方法。</p><

111、;p>　　（7）選擇Debug/Go Main。從主程序開(kāi)始執(zhí)行。</p><p>　?。?）選擇Debug/Run或單擊(Run)按鈕。</p><p>　　（9）選擇Debug/ Halt，退出程序運(yùn)行。</p><p><b>　　3．結(jié)果分析</b></p><p>　　編譯運(yùn)行結(jié)果如下圖：</p&g

112、t;<p><b>　　4.涉及的問(wèn)題</b></p><p>　?。?）編譯出錯(cuò)，找不到頭文件。</p><p><b>　　解決方法：</b></p><p>　　一是修改頭文件的路徑，選擇Project/Build Option，出現(xiàn)編譯選項(xiàng)對(duì)話框，選擇Complier項(xiàng)，在Category中選擇Pre

113、processor,在右側(cè)Inclde Search Path中，添入正確的頭文件的路徑。</p><p>　　二是將工程中用到的頭文件保存在Include文件夾中，與源文件放在一起，這樣，編譯時(shí)，會(huì)自動(dòng)修改頭文件路徑，無(wú)須手動(dòng)修改。</p><p>　?。?）理解cmd文件中的內(nèi)容。</p><p>　?。╝）.cmd文件類型及作用：</p><

114、;p>　　.cmd是鏈接器命令文件，用于存儲(chǔ)器配置。</p><p>　?。╞）.cmd文件結(jié)構(gòu)：</p><p>　　.cmd由兩條鏈接偽指令來(lái)描述：MEMORY 和SECTIONS，其中：</p><p>　　MEMORY定義用戶目標(biāo)系統(tǒng)存儲(chǔ)器的配置；</p><p>　　SECTIONS控制段的構(gòu)建和存儲(chǔ)器的分配。 </p&

115、gt;<p>　　（c）5402.cmd全文及其解釋如下：</p><p>　　MEMORY </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　PAGE 0: PARAM : origin=0x1000, length=0x0efd </p><p

116、>　　PAGE 1: DARAM : origin=0x2000, length=0x2000 </p><p><b>　　} </b></p><p>　　SECTIONS </p><p><b>　　{ </b></p><p>

117、;　　.text : { } > PARAM PAGE 0 </p><p>　　.cinit: { } > PARAM PAGE 0 </p><p>　　.data: { } > DARAM PAGE 1 </p><p>　　.bss: { } > DARAM PAGE 1 </p><p&g

118、t;　　.const: { } > DARAM PAGE 1 </p><p><b>　　} </b></p><p>　　根據(jù)上面的具體文件作以下補(bǔ)充：</p><p>　?。╠）sections是COFF文件中最重要的概念，它至少包含以下三個(gè)段：</p><p>　　.text 段：包含可執(zhí)行代碼；<

119、;/p><p>　　.data 段：包含初始化數(shù)據(jù)；</p><p>　　.bss 段：為未初始化變量保留存儲(chǔ)空間。</p><p>　　其他為自定義段（或匯編器生成段），如：.usect段，.sect段，.cinit段等。</p><p>　　此外，匯編器和鏈接器可以建立、命名和鏈接自定義段，鏈接時(shí)作為一個(gè)單獨(dú)的部分分配到存儲(chǔ)器： <

120、/p><p>　　.usect段：為未初始化變量保留存儲(chǔ)空間的自定義段；</p><p>　　.sect 段：建立包含代碼和數(shù)據(jù)的自定義段 </p><p>　　.cinit段：包含初始化變量表和常數(shù)，C/C++ 的全局變量；</p><p>　?。╡）段的分類：可分為已初始化段和未初始化段。</p><p>　　已初始

121、化段：包含數(shù)據(jù)或程序代碼。例如：.text段，.data段和用.sect匯編命令建立的自定義段。</p><p>　　當(dāng)匯編器遇到.text或.data或.sect命令時(shí)，將停止對(duì)當(dāng)前段的匯編，然后將緊接著的程序代碼或數(shù)據(jù)匯編到指定的段中，直到再遇見(jiàn)另一條命令為止。</p><p>　　未初始化段：是‘C54x存儲(chǔ)器中的保留空間，通常定義在RAM區(qū)。</p><p>