基于MSP430的语音与音频压缩/解压缩技术

因此，需要通过外部组件来加大增益。图 5 中的运算放大器 OA0 即用于通用放大器模式。放大器共有 8 种设置方式，可以使增益－带宽乘积和转换率等性能与电流消耗达到最佳平衡。图中的所有放大器 OA0、OA1 及 OA2 均采用了高性能模式（快速模式）。

　　如欲了解有关运算放大器使用的更多详情，敬请参见 MSP430FG4618/F2013 试验板用户指南。

　　利用通用串行通信接口 （USCI） 可将音频数据存储到外部闪存中。我们也可通过 I2C 总线或 SPI 总线与外部存储器相连。

　　MSP430 性能

　　相关代码文件中有一些 *.wav 文件示例，可表明解码 ADPCM 数据的质量。我们可在 PC 上用媒体播放器等软件来比较这些文件，这样就能体验 ADPCM 压缩算法的实际质量了。请注意，通过提高音频采样率和音频采样大小（解析度），我们可以进一步提高音频质量。

　　使用相关代码

　　相关代码中包含了两个软件项目，这两个版本都基于第三部分中所介绍的内容，也都采用 IMA ADPCM 算法。

　　ADPCM函数的使用非常简单。首先，必须在应用代码中包含ADPCM.h首标文件。该首标文件定义了ADPCM.c文件的ADPCM函数。在每次音频数据的录制或重放工作之前，必须调用 ADPCM_Init（） 函数。该函数定义了信号估算（Se）的起始值以及用作量化器步长调节的步长指针。编码器和解码器通过设置可实现同步。调用ADPCM_Encoder （int value）函数就能进行编码，每个音频采样调用 ADPCM_Decoder（） 函数就能进行回放。以下代码段显示了如何完成上述工作。

　　#include "ADPCM.h"

　　void main（void）

　　{ // 应用软件初始化

　　while（1） // 主循环

　　{ // 应用软件

　　if （P1IN & 0x01）

　　record（）;

　　if （P1IN & 0x02）

　　play（）;

　　}

　　}

　　void record（void）

　　{ // 初始化后，以便 A/D 转换器、定时器、放大器等的录制

　　ADPCM_Init（）; // 须在开始录制之前完成

　　// 开始录制

　　}

　　void play（void）

　　{ //初始化后，以便 A/D 转换器、定时器、放大器等的录制

　　ADPCM_Init（）; //须在开始录制之前完成

　　// 开始回放

　　}

　　接下来，我们用 IAR Embedded Workbench KickStart version 3.42A 来测量 ADPCM 函数执行的次数。测量时，采用的是默认优化设置。

　　ADPCM_Encoder（） 函数调用需要114～126个循环。

　　ADPCM_Decoder（） 函数调用需要99～109个循环。

　　请注意，这只包含压缩／解压缩算法。要实现录制和回放功能，还需要更多代码。

　　参考文献：

　　1. MSP430x4xx 系列用户指南 （SLAU056）

　　2. MSP430F169 产品说明书 （SLAS368）

　　3. MSP430FG4618 产品说明书 （SLAS508）

　　4. 基于 TMS32010 的 32kbps ADPCM （SPRA131）

　　5. 基于 MSP430F13x 的低成本 12 位语音编解码器设计 （SLAA131）

　　6. MSP430FG4618/F2013试验板用户指南（SLAU213）