基于DSP语音编解码系统设计与实现

随着我国通讯行业的快速发展，要求通讯专业的毕业生不仅要对通讯知识有很好的掌握，而且还要具备综合设计和创新能力。为满足社会的实际需求，培养多层次的应用型人才，学校通讯实验室拟开发一套现代通讯实验系统，用于本科通讯相关课程的实验教学中。本课题从现代通讯实验系统的要求出发，设计并实现了基于DSP(数字信号处理器)的语音编解码系统。论文根据系统的功能需求，完成了该系统的软硬件设计，其中包括：分别采用PCM(脉冲编码调制)和ADPCM(自适应脉冲编码调制)两种方式实现了语音信号在DSP上的实时压缩处理；利用CYPRESS公司一款优秀的USB2.0控制器CY7C68013A的GPIF(通用可编程接口)主模式设计了PC-USB2.0-HPI架构，并按照此架构编写了上位机应用程序；以及设计了各个功能模块的驱动程序。终极实现了PC机通过USB2.0接口实时控制DSP进行语音或数据通讯，并且语音码流或数据可通过板上的数字接口与现代通讯实验系统的信道部分进行无缝连接。研制的语音编解码系统板经测试，各项功能均符合设计要求。同时，针对USB接口技术广泛的应用需求，采用CY7C68013A的另外一种接口模式—SleFIFO从属模式，设计了一种通用的USB2.0接口，可用于任何一款MCU。目前已成功应用于化学测试仪的USB2.0接口开发中，该设计的软硬件均工作正常，数据传输不存在误码。【关键词】：DSP语音信号实时处理USB固件CY7C68013A
【论文提纲】：摘要4-6ABSTRACT6-12第一章绪论12-181.1现代通讯实验系统和语音编解码概述12-141.2USB的发展状况及其性能特点14-161.3论文研究的来源和主要内容16-171.4论文研究中的难点和创新点171.5论文的组织结构17-18第二章语音编解码系统的硬件设计18-382.1硬件系统的总体结构18-192.2各功能模块的硬件设计19-382.2.1DSP系统模块19-232.2.2音频接口模块23-262.2.3USB接口模块26-312.2.4存储器扩展和CPLD控制模块31-352.2.5电源及复位电路模块35-38第三章语音编解码系统的软件设计38-603.1各功能模块的驱动软件设计38-463.1.1音频接口模块38-393.1.2USB接口模块39-443.1.3CPLD控制模块44-463.2语音处理的软件设计46-523.2.1McBSP和DMA相结合46-473.2.2语音码流传输的数字接口设计47-483.2.CM编解码语音自发自收的DSP实现48-493.2.4ADPCM编解码语音自发自收的DSP实现49-523.3FLASH烧写程序的设计52-543.4上位机应用程序的设计54-583.4.1基于CY7C68013A的上位机应用程序设计概述54-563.4.2语音编解码系统的上位机应用程序设计56-583.5DSP响应PC机实时控制程序的设计58-60第四章系统联调及功能实现60-684.1DSP和USB实时通讯的实现60-664.1.1HPI自举的实现60-614.1.2PC机实时控制DSP的实现61-664.2设计和调试的留意事项66-68第五章通用USB2.0接口的设计68-765.1通用USB2.0接口的硬件设计68-705.1.1CY7C68013A的sleFIFO从属模式68-695.1.2CY7C68013A和外部MCU的接口硬件连接69-705.2通用USB2.0接口的软件设计70-745.2.1底层程序设计70-735.2.2上层应用程序设计73-745.3通用USB2.0接口的测试结果74-755.4本章小结75-76第六章结论76-78参考文献78-80致谢80-82研究成果及发表的学术论文82-84作者与导师简介84-85北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书85-86