采用DSP的声音采集系统硬件原理及设计

　　在 1OUT的输出部分 Vo="Vref"×（1+R1/R2），在 D301中，Vredf=1.1834V，所以 Vo="1".1834V×（1+15.8/30.1）=1.8V。

3.3 AD转换

　　本设计中选用的 AD转换芯片是 TI公司的TLC320AD50C。该芯片的采样采用ΣΔ技术，即将一个抽样滤波器放置于 ADC后，将一个差值滤波器放置在 DAC前。这种结构的最大特点就是使系统可同时进行接收、发送任务。 TLC320AD50C可实现高采样率（最高可达 22.5kb/s）的 AD/DA转换，该功能由 2个 16位的同步串行转换通道实现，可直接和 DSP连接进行通信。

　　TLC320AD50C中的可选项和电路配置可以通过串行口进行编程，该芯片对掉电、复位、信号采样率、串行时钟率、增益控制、通信协议、测试模式等可通过串行口进行编程和电路配置。具体连接如图 3：

　　片外复位电路提供上电复位，晶振电路可提供 10MHz的主时钟频率，数据采样频率和其他时钟信号均由此频率分配。5402与 AD50C之间的通信格式为主串行通信格式：接收和发送转换信号。

　　3.4 存储

采集到声音信号后，一个很重要的环节就是声音信号的存储，本系统中我们采用的是SST公司的 FLASH存储器： SST39VF400A。该器件存储容量为 4 MB，采用 3.3 V单电源供电，对各个子模块的读写和擦除，可通过一些特殊的命令字序列来实现且无需额外提供高电压。在此设计中我们利用 DSP编程实现对该存储器的读写操作。

　　DSP主要通过外部存储器接口 (EMIF)访问片外存储器。它不仅具有很强的接口能力(可以和各种存储器直接接口)，而且具有很高的数据吞吐能力。 5402与 SST39VF400的接口电路设计如图 1所示。该电路主要通过 DSP的相关输出管脚来控制 FLASH的擦除和读写。其中，A0～A19为地址线，DQ0～DQ15为数据线，OE和 WE分别为输出使能和写使能， CE1为片使能。

　　声音信号经过 AD转换器以后传输给 DSP，由 DSP的 PS和 DS引脚通过逻辑开关来分别控制 flash和 sram的使能端，由 DSP的 RW和 MSTRB控制位通过逻辑电路分别控制读和写。

　　在本设计中，SRAM使用的是 GS1117：64K×16的 1MB异步静态随机存储器。 GS71116是一个由高速的互补性金属氧化物半导体晶体管（ CMOS）组成的静态随机存储器，不需要外部时钟或时间频闪观测器。 3.3V的操作电压，所有的输入输出均兼容晶体管逻辑电路（TTL）。它的快速通道时间小于 15ns，操作电流小于 100mA。

　　3.5 USB

　　PDIUSBD12是一款带并行总线的 USB 接口器件，它符合通用串行总线 USB 1.1 版规范，集成了 SIE、FIFO、存储器收发器以及电压调整器等，可与任何外部微控制器或微处理器实现高速并行接口 2M字节/秒，且在批量模式和同步模式下均可实现 1M字节/秒的数据传输速率，可通过软件控制与 USB 的连接，采用 GoodLink技术的连接指示器 ,在通讯时使 LED 闪烁，具有可编程的时钟频率输出，内部上电复位和低电压复位电路，为双电源操作，在 3.3±0.3V或扩展的 5V电源下均可使用，可实现多中断模式的批量和同步传输。连接图如图 4：

　　3.6 JTAG

　　JTAG是 joint test action group的简称，是用来调试 DSP的仿真部分，其连接部分要和仿真器上的引脚一致。TI公司的DSP5000系列专门预留有JTAG管脚，共14个， 4,8,10,12引脚均接地，6引脚悬空，5接高平电压3.3V，所有的仿真引脚均使用 IEEE1149.1标准，其余的引脚含义为【5】：1、TMS：输入引脚，选择测试方式；2、TRST：输入引脚，测试复位；3、TDI：输入引脚，测试数据输入；7、TDO：输出引脚，在 TCK的下降沿时输出数据，其余时间呈高阻态；9、TCK_RET：输入引脚，在板子与仿真器的连接电缆不小于 6英寸的时候，接法与 TCK相同，大于 6英寸的时候，需另加驱动；11、TCK：输入引脚，测试时钟，一般为占空比为50%的固有时钟信号；13、EMU0：仿真中断引脚0，可用作输入或输出；14、EMU1：仿真中断引脚1，可用作输入或输出，当 TRST为低电平、EMU0为高电平时，EMU1为低电平，所有输出禁止。

　　4结论

　　通过这个声音采集系统，我们可以把无形的声音信号转化为图形进行处理，可以观察它的波形特点进行研究、工业生产等等。而在设计其他的 DSP应用系统接口电路时，要根据具体情况综合考虑性能指标、器件选取、外围电路设计等方面，仔细选取器件，精心合理布局，才能达到理想的设计效果。

　　本文作者创新点：根据硬件电路的设计逻辑给出了画 PCB的过程，介绍了基于 DSP声音采集系统的硬件设计过程和方法。

发布者：小宇