DSP最小系统设计方案

dsp最小系统设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解DSP最小系统设计的原理和概念，掌握其主要组成部分及功能；2. 学会分析DSP最小系统的性能指标，了解不同设计参数对系统性能的影响；3. 掌握DSP最小系统的硬件设计和软件编程方法，能够实现基本的信号处理功能。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行DSP最小系统硬件选型、电路设计和调试的能力；2. 培养学生编写DSP程序，实现信号处理算法的能力；3. 培养学生运用仿真软件对DSP最小系统进行性能分析和优化的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学，积极探索和实践的精神，增强其对电子信息和信号处理领域的兴趣；2. 培养学生具备良好的团队协作精神，学会与他人合作解决问题；3. 培养学生严谨、细致、负责的工作态度，养成良好地工程素养。

课程性质：本课程为电子信息类专业高年级学生的专业实践课程，旨在培养学生的实际工程能力和创新意识。

学生特点：学生已具备一定的电子技术、信号处理和编程基础，具有较强的学习能力和动手能力。

教学要求：结合课程性质和学生特点，通过本课程的学习，使学生能够独立完成DSP最小系统的设计与实现，为今后从事电子信息领域工作打下坚实基础。

在教学过程中，注重理论与实践相结合，鼓励学生创新和探索。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. DSP最小系统基本原理：介绍DSP芯片的工作原理、性能特点及最小系统的基本构成，关联课本第3章内容。

- DSP芯片选型与性能参数- 最小系统构成及功能模块2. DSP最小系统硬件设计：讲解硬件设计方法、电路原理及硬件调试技巧，关联课本第4章内容。

- 硬件设计流程与关键参数- 电路原理图绘制与PCB设计- 硬件调试与测试方法3. DSP最小系统软件编程：介绍软件编程方法、算法实现及程序调试技巧，关联课本第5章内容。

- 汇编语言与C语言编程- 常用算法的DSP实现- 程序调试与优化方法4. DSP最小系统性能分析与优化：分析系统性能指标，探讨优化策略，关联课本第6章内容。

译源程序 ，并且提供了丰富的输入输出库 函数和信号处理 的库 函数 ，极大地方便 了整个系统的开发过程 。具体的信 号采集程序流程图如图７ 所示 ，设计思路是首先初始化系
统 ，包 括各 种寄 存 器 ，中断 向量 以及 中断 向量 表 ，Ａ Ｄ Ｃ 模
实现上电复位和手动复位两种功能。
块 ，然后使能中断完成Ａ ／ Ｄ 转换，最后将转换结果存储在 １ ６ 位寄存器中。 初始化系统控制寄存器部分程序：
ＥＡ Ｌ ＬＯＷ ：

Ｓ ｙ ｓ Ｃ ｔ ｒ ｌ Ｒ ｅ ｇ ｓ ． ＷＤ Ｃ Ｒ ＝０ ｘ ０ ０ ６ ８ ； 门狗
Ｓ ｙｓ Ｃｔ ｒ ｌ Ｒｅ ｇ ｓ ． ＨＩ Ｓ ＰＣＰ． ａ ｌ ｌ＝ Ｏ ｘＯ ０ ０ １ ；
／ ／ 关 闭看
Ｓ ｙ ｓ Ｃ ｔ ｒ ｌ Ｒ ｅ ｇ ｓ ． Ｌ Ｏ Ｓ Ｐ Ｃ Ｐ ． ａ ｌ ｌ＝０ ｘ ０ ０ ０ ２ ； ／ ／ 高低速外设 时钟分频寄存器设置
’ ’
潞
车 ： 母 ：
图２ 电源模块 电路
ｌ
２ 。 ２ Ａ／ Ｄ保 护电路
Ａ ＤＣ 模 块 模拟 电压输 入 范 围为 ０ ～ ３ Ｖ，在 实 际采 样信
号时 ，并不能保证所采集的信号在输入范 围内，在该范围 以外的信号输入时可能会损坏Ａ／ Ｄ 端 口，从而对应的采样 端 口不能正常工作 。该保护电路的设计 目的在于将模拟输
文利 用Ｄ Ｓ Ｐ 的内部振 荡器 ，即在两个管脚之 间连接一个 晶体 ，使能内部振 荡 ，如图４ 所示。两脚之间晶振 的频率 ３ ０ ＭＨ ｚ ，晶体具有３ ０ — １ ５ ０ ｆ ￣ ，最大功耗不超过 １ Ｍｗ，满足 时钟频率精确 、稳定的需求。
２ ． ４ 复 位 电路 Ｆ ２ ８ １ ２ 的 复 位 引脚 为 处 理 器提 供 硬 件 初始 化 的 方 法 ， 属于不可屏蔽的外部中断 ，如图５ 所示 。Ｒｅ 复位 电路能够

基于DSP的最小应用系统设计实现摘要语音信号处理就是研究如何能更加有效地产生、传输和获取语音信息的学科。

本论文首先介绍了语音信号处理的发展概况及国内外研究现状，并对未来发展做了展望，分析了语音特征参数的物理意义以及如何对其进行提取。

在硬件部分本文主要围绕TMS320VC5402为核心，给出一个语音处理系统的设计方案。

首先对DSP系统的组成简要说明了一下，然后给出了设计的基本框架，接下来分别就音频转换模块、电源电压转换模块等主要部分做了详细说明，最后对其它附属电路简要介绍。

在设计中应用到了数字信号处理器(DSP)技术。

在软件部分本文首先对TI公司的DSP开发工具CCS作了介绍，接着对DSP软件开发流程进行了简要的叙述，然后就详细的分别对DSP的初始化、音频采集、TMS320VC5402的并行引导装载程序进行了分析与设计。

本文所涉及内容属于一个语音识别系统的一部分，在研究过程中对于语音处理的发展与研究现状进行了深入了解，对于TMS320VC5402芯片的性能参数以及软硬件相关知识掌握较详细，熟悉了DSP系统的设计与开发流程。

关键词：语音信号处理;特征参数;数字信号处理器;ISD4004;SPIAbstractSpeech signal processing is a subject to study how to produce，transmit and obtain speech information effectively．The thesis starts with a literature review about the development of speech signal processing and provides an expectation for the future．Next．an analysis is carried out on production mechanism of speech signal，setting up a simple and feasible mathematic model to analyze the physical significance of speech characteristic parameter and how to determine it．From the aspect of its hardware，a designing project of the speech processing system is established on the basis of TMS320VC5402．The project first gives a brief introduction about the composition of DSP system and then displays its basic framework．Next ,all elaboration is provided for the parts like selection of chip，module of audio frequency switch，extended memorizer, UART data communication and power voltage switch．The technology of DSP is applied in the designing process．From the aspect of software．the thesis starts with an introduction about CCS．and then about DSP software developing flow．At last，a detailed elaboration is given respectively to the designing and analysis of initialization of DSP collection of audio frequency and parallel boot load procedure of TMS320VC5402 The study in the thesis touches upon a part of a speech identification system．A profound exploration has been conducted on the areas like development and research statement of speech processing，capability parameter of TMS320VC5402 chip, knowledge about software and hardware，as well as the designing and developing flow of DSP system．Key words：speech signal processing，characteristic parameter, Digital signal processor, information storage devices 4004 (ISD4004),Serial Peripheral Interface(SPI目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 第1章绪论. (1)1.1引言 (1)1.2系统设计的意义 (2)1.3 系统设计的目的 (2)1.4 系统采用的实现方法 (3)第2章 DSP控制技术和开发环境介绍 (4)2.1 DSP核心芯片TMS320C5402引脚的介绍 (4)2.1.1 概述 (4)2.1.2TMS320C5402主要性能参数 (4)2.1.3TMS320C5402引脚功能说明 (4)2.2 CCS开发环境和建立工程 (7)2.2.1 CCS简介 (7)2.2.2 CCS的组成 (7)2.2.3 CCS的主要功能 (8)2.3 ISD4004 介绍 (9)2.3.1 性能简述和引脚图 (9)2.3.2 引脚描述 (9)2.4 SPI（串行外设接口） (11)2.4.1协议介绍 (11)2.4.2 信息管理 (11)2.4.3 ISD4004与DSP的SPI时序配合 (13)2.4.4ISD4004语音芯片的内部信息寻址机制 (14)第三章系统硬件设计 (15)3.1系统硬件总体框图 (15)3.2硬件电路图 (15)3.4 PCB设计 (18)第四章系统软件设计 (19)4.1程序流程图 (19)4.2系统关键程序设计 (20)4.2.1 TMS320VC5402 McBSP初始化程序 (20)4.2.2ISD4004录音子程序 (21)4.2.3 ISD4004放音子程序 (24)第五章系统测试 (26)5.1 测试内容 (26)第六章总结 (28)参考文献 (29)附录 (30)附录一系统硬件PCB 3D视图 (30)附录二软件设计主程序 (31)致谢 (35)第1章绪论1.1引言语音，作为一种典型的非平稳随机信号，是人类交流信息最自然、最有效、最方便的手段，在人类文明和社会进步中起着重要的作用。

一、设计要求要求设计的最小系统包括TMS320LF2407A基本电路、电源电路、扩展RAM、指示灯等部分，需要用protel软件完成原理图和PCB的设计，并编写验证程序，在实验箱上进行调试。

二、设计原理及框图对于DSP2407，加上电源、复位和晶振，就构成了DSP最小系统。

为使这一最小系统能工作在开发状态下，应配以锁相环、JTAG接口、扩展片外程序存储器、FLASH烧写、指示灯、引脚扩展以及对其他引脚的处理等电路。

DSP2407最小系统框图如下图所示：三、主要芯片说明3.1 TMS320LF2407ATMS320LF2407A的常用资源见下表：3.2 TPS7333QTPS7333Q是TI公司生产的一款电压转换芯片，能将5V电压转换成3.3V，其特点如下：1．TPS7333Q克服了常规LDO稳压器的弊端，它具有非常低的静态电流，即使对于变化较大的负载，静态电流可以保持稳定2．具有关断特性3．具有输入和输出电容的选择3.3 CY7C1021选用的RAM型号为CY7C1021，64k*16位大小。

其高速转换时间：8、10、12、15ns，CMOS低功耗管理，TTL可共存界面，由3.3V供电，完全静态管理：无时钟或刷新要求，三种输出状态，高位、低位数据控制3.4 MAX811MAX811是一款四管脚微处理器复位芯片，用于监控微控制器和其他逻辑系统的电源电压，带有手动复位输入低电平复位芯片，支持手动复位功能，当MR引脚持续存在180ms的低电平，芯片的复位输出即会产生复位信号。

3.5 74HC0874HC08是4-2输入与门，相当于四个两输入与门。

其逻辑图如下：引脚图为四、设计过程4.1 电源电路电源电路的选择是系统设计的一个重要的部分，设计好坏对系统的影响最大。

这里使用TI公司的TPS7333Q来设计电源供电电路。

电源插孔J1 标识为内正外负，5V 稳压直流电源输入。

FUSE 为自恢复保险；7333 电源转换芯片作为5V 转3.3V 的高性能稳压芯片。