基于M-Power500的无线语音传输系统设计与实现

3．3 语音模块
在无线语音传输中，以较低的语音编码率获得较高质量的音质，实现对无线通信资源的充分利用，是语音编码算法研究的一个重要领域。目前应用较为广泛的语音编码方式有：ADPCM(自适应音频脉冲编码)、CVSD(连续可变斜率调制编码自适应音频脉冲编码)、CELP(码激励线性预测编码)、AMBE(高级多带激励编码)、LPC(线性预测编码)等。
该设计考虑到系统实现的复杂性和成本，选择了全双工语音编码芯片CMX639实现语音的CVSD编码。CMX639是集CVSD编解码于一体的语音编码芯片。它的外围设备简单，而且用户可以通过其管脚方便地对其编解码算法进行设置。
CMX639采样速率完全取决于振荡器的频率和所设置的时钟模式。用户可以依据实际情况，自主选择采样速率，在语音质量和编码数据码率之间进行权衡，而且在振荡器的频率固定的情况下，还可以利用外部端口改变采样速率，因此赋予用户开发极大的自主权。
CMX639外围电路十分简单，其典型应用电路如图3所示。ENCODER INPUT为麦克的输出，ENCODER OUTPUT为编码输出，DECODER INPUT为解码输入，DECODER OUTPUT为SPEAKER的输入信号。

在语音模块中，从话筒来的语音信号幅度通常不大，为了减小量化噪声对信号质量的影响，加入了前置放大器(LMV771)，将信号幅度提高到适合CMX639编码的水平。CMX639在进行解码时，不可避免地混入了一些高频噪声，音频滤波器(MAX7400)可以有效地滤除语音信号中混有的高频噪声，使得语音信号柔和。由于CMX639输出的语音功率较低，不宜直接输出到耳机，加入功率放大器(LM386)可以提高音量，用户还可以对音量大小进行调节。

4 软件设计
4．1 开发环境
本文的无线语音传输系统的微处理器是采用MSP430系列单片机，所有的软件控制流程均在通过它实现。基于MSP430的开发软件较多，较常用的如IAR公司的IAREmbedded Workbench，AQ公司的AQ430等，均支持汇编语言和C语言。系统采用与MSP430配套的IAR EmbeddedWorkbench开发软件，使用C语言编写程序。
MSP430F149芯片在内部集成了JTAG模块，全部JTAG接口只用少量的几个引脚，主要有TDO、TDI、TMS、TCK、RST等，只要经过JTAG接口就可以实现对CPU的仿真调试功能。整个调试过程，外部只需要一台能实现JTAG接口控制功能的主机即可。
4．2 系统软件流程
系统的软件设计主要包括微处理器MSP430F149的初始化、射频模块M-Power500的初始化、地址模块的初始化、MSP430F149与CMX639间的数据传输、MSP430F149与M-Power500间的数据传输，以及用MSP430F149控制半双工射频模块M-Power500以时分的方式来实现双工通信。系统软件总体流程图如图4所示。

5 结论
本文以MSP430F149为核心，M-Power500为射频模块，CMX639为语音模块搭建的无线语音传输系统，是一针对短距离通信的、全双工、低功耗的无线语音传输系统。经过测试，在空旷的环境下，通信距离约为200 m，实现了点对点的无线对讲功能的预期目标。此外，M-Power500射频模块的核心-UM2455是符合IEEE802．15．4及ZigBee标准的射频芯片，所以，可以基于ZigBee标准进行组网，增加通信距离，扩大通信范围，可将其应用于饭店、工地、商场、消防，公安、工厂等地。