基于DSP的双通道数字语音监录器设计

2.4 系统控制单元
选用SAMSUNG公司的4位单片机KS57C2308，用以提供友好的用户界面和灵活的功能控制，同时对DSP的工作状况进行监督，保证系统工作的稳健性，这在监录系统中是非常必要的。KS57C2308工作电压较宽，可以直接驱动段式液晶。其I/O功能也较强，能够轻松地控制两块DSP芯片协同工作。
为了与DSP协调工作，本系统设计了23条单片机命令及相应的DSP应答，其中包括初始化、放音、音量调节、时钟的获取与修改、各种跳转与搜索等指令。由于录音过程由DSP自主控制，所以单片机命令集中不包含录音命令，DSP仅用一条信号线将录音状态告知单片机。时钟由单片机程序运行，每秒钟都向DSP通报新的时间。DSP在存储语音数据时也将时间存入，这称为时戳。当执行按时间查找操作时，就是按照存储卡中的时戳查找语音数据段。

2.5 电源管理单元
本系统各单元需要彼此尽可能独立而且可靠的电源，这部分工作由电源管理单元完成。本单元可接入220V交流或者12V直流电，向其它单元提供电源。
(1)存储卡：3.3V电源。这一路电源经由信号处理单元提供。
(2)信号处理单元：5Ｖ一路，给本单元各部件供电。
(3)信号输入输出单元：9V(未经稳压)一路，给功放供电；5V一路，给本单元其它部件供电。
(4)系统控制单元：9V(未经稳压)一路，给液晶显示的背光及蜂鸣器供电；5V一路，给本单元其它部件供电。
以上各电源之间充分隔离，以尽量消除数字信号对模拟信号的串扰。此外，本单元还为单片机提供上电复位信号，保证在系统电压稳定之后再启动单片机工作；本单元又为DSP提供了掉电警告信号，在外部电压衰落时提前告知DSP，使其有足够时间完成现有操作，转入安全状态，以免在电压不稳定时向存储卡写入数据，致使卡上数据损坏。

3 系统软件的实现
本系统的软件设计包括单片机部分和DSP部分，从功能上可以综合叙述为图2所示流程。

程序共有五个工作状态，通常处于普通监录状态，可以进行监听，以确保系统正常工作。进入其它四个状态之前需要校验密码，所以只有掌握密码的管理人员才有权查找和播放所存储的语音内容。软件不设录音命令，但其它功能，如监录、音量增减、按条目或3秒钟长度向前跳转、向后跳转、按时间检索、密码重置等等都单设一条命令，在DSP程序中对应于不同的程序模块。此外，DSP程序中还含有语音编码和语音解码两大模块，由DSP主程序调用。

4 系统性能评测
本系统在铁道部测试时表现优异：信噪比大于50dB；失真度小于5%；以1000Hz为基准，语音带内的幅频响应在±3dB以内；每月时钟误差小于一分钟。除此以外，在起录灵敏度、耐压、输入阻抗、输出阻抗、功率输出、线路输出、记录时间长度等各方面的测试结果也完全满足《铁路运输数字通讯记录仪技术条件》的要求。而且，双卡双通道结构、后台录音功能、高语音质量都使本系统具有很强的市场竞争力，现已投入小规模生产。