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基于TMS320C5409的語(yǔ)音實(shí)時(shí)變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作者： 時(shí)間：2010-05-20 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
　　采用DMA的方式，即串口每收到或發(fā)送一組單元，都會(huì)自動(dòng)觸發(fā)DMA將其搬送到一個(gè)內(nèi)部的Buffer中，等Buffer滿(mǎn)了再通過(guò)中斷方式告訴CPU處理。這時(shí)DMA最好采用ABU(Auto Buffering)模式，可以有效防止Buffer中的數(shù)據(jù)在串口速率較高時(shí)被新數(shù)據(jù)沖掉的問(wèn)題。在進(jìn)行語(yǔ)音變速時(shí)，只需要將13MA通道的幀長(zhǎng)做相應(yīng)的改變即可。
　　SST39VF400A(256K×1 6位)作為TMS320C5409的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，地址總線(xiàn)和數(shù)據(jù)總線(xiàn)接至TMS320C5409的外部總線(xiàn)，CR接至TMS320C5409的DS。TMS320C5409與SST39VF400A的接口如圖4所示。
　　外部存儲(chǔ)器采用的是CY7C133，它是高速的2K×16bit的靜態(tài)異步雙端口RAM，其存儲(chǔ)速度為25ns。它有兩套獨(dú)立的地址線(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)和控制信號(hào)線(xiàn)，允許兩個(gè)控制器件中的數(shù)據(jù)通過(guò)共同連接的存儲(chǔ)器來(lái)進(jìn)行通信。該雙端口RAM允許兩個(gè)控制器同時(shí)讀取任何存儲(chǔ)單元(包括同時(shí)讀同一單元)，但不允許同時(shí)寫(xiě)或者一讀一寫(xiě)統(tǒng)一地址單元。
　　對(duì)于TMS 320VC5402，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器CY7C133的對(duì)應(yīng)地址為4000H～47FFH。
　　系統(tǒng)軟件
　　本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是鍵盤(pán)控制功能和語(yǔ)音錄放功能，并且能夠?qū)⑤斎氲?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/語(yǔ)音">語(yǔ)音信號(hào)以任意變速率播放而不改變語(yǔ)音的聲調(diào)。系統(tǒng)采用C語(yǔ)言進(jìn)行功能開(kāi)發(fā)。
　　本系統(tǒng)中將HPI口映射成為GPIO，并且將鍵盤(pán)連線(xiàn)通過(guò)或門(mén)接到INTO。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，INTO中斷處理程序通過(guò)從GPIO中讀出的數(shù)值判斷此時(shí)是錄音、放音、語(yǔ)速變快還是語(yǔ)速變慢。
　　抗干擾設(shè)計(jì)
　　本系統(tǒng)中既采用硬件抗干擾技術(shù)，也采用了軟件抗干擾技術(shù)。下面簡(jiǎn)要介紹一下本系統(tǒng)所采用的硬件看門(mén)狗和數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)。
　　利用硬件看門(mén)狗功能提高系統(tǒng)的抗干擾能力。由專(zhuān)用芯片MAX692構(gòu)成的看門(mén)狗電路(圖5)，系統(tǒng)所用外圍元件少。MAX692是微系統(tǒng)監(jiān)控電路芯片，具有后備電池切換、掉電判別、看門(mén)狗監(jiān)控等功能。其中WDI是看門(mén)狗檢測(cè)輸入端，接到數(shù)字電路系統(tǒng)的一個(gè)專(zhuān)用I/O口或一個(gè)總線(xiàn)口上。RESET是復(fù)位信號(hào)輸出端，接數(shù)字電路系統(tǒng)的復(fù)位端RST。MAX692的WDI定時(shí)周期為1.6 s，復(fù)位脈沖寬度是200ms。如果WDI保持高或低超過(guò)看門(mén)狗定時(shí)周期(1.6s)，RESET端將發(fā)生200ms寬(最小140ms)的負(fù)脈沖使數(shù)字電路系統(tǒng)復(fù)位。
　　設(shè)數(shù)字濾波器的輸入信號(hào)為X(n)，輸出信號(hào)為Y(n)，則輸入序列和輸出序列之間的關(guān)系可用差分方程表示為：
　　式中輸入信號(hào)X(n)可以是語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)采樣和ADC變換后得到的數(shù)字序列，也可以是計(jì)算機(jī)的輸出信號(hào)；aK和bK均為系數(shù)，通過(guò)設(shè)置aK和bK可將DF設(shè)計(jì)成需要的帶通濾波器。
　　數(shù)字濾波器的軟件設(shè)計(jì)方法有：程序判斷濾波法(限幅濾波法)、中位值濾波法、算術(shù)平均濾波法、遞推平均濾波法、防脈沖干擾平均濾波法、一階滯后濾波法等6種方法。根據(jù)需要，本系統(tǒng)選擇程序判斷濾波法。
　　結(jié)浯
　　實(shí)踐證明，本系統(tǒng)在進(jìn)行語(yǔ)音變速的同時(shí)，能夠保證原說(shuō)話(huà)者語(yǔ)調(diào)保持不變，且操作簡(jiǎn)單，系統(tǒng)延時(shí)小。
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