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音频信号频谱分析

1 前言

1.1 选题背景

DSP 处理速度快，功耗低，性能好，基于 TMS320C5416DSP 芯片的语音存储容量大，

具有很好的通信音质等特点，因此被广泛应用于很多领域中。

本设计实现的语音分析系统具有如下优点：

1．音频数据占用资源少

2 ．音质通信级

3．开发难度低

4 ．语音芯片与 DSP 接口电路简单

5．体积小

在论文完成过程中，我首先在图书馆查阅相关书籍研究如何进行基于

TMS320C5416DSP 芯片的语音录放器的方案设计，然后对系统内部所需要的各个模块进行

设计并对芯片做了详细研究；其次参阅相关资料在计算机和实验板上进行应用软件的设计、

编程与调试，然后在老师指导下进行硬件与软件的联合调试；最后自己对毕业设计资料进

行整理，总结，完成毕业设计论文。

在整个设计过程中，本文首先介绍了基于 TMS320C5416DSP 芯片的语音录放系统的工

作原理，给出了整体设计方案和工作框图，然后给出了系统的硬件设计方案；在硬件设计

中，我们采用了 TLV320AIC23 芯片为核心音频录放接口器件，结合 TMS320C5416DSP 芯

片，语音数据存储 FLASH 存储器等基本完成了语音录放器硬件的设计过程；最后介绍了基

于 TMS320C5416DSP 芯片的语音录放系统的软件设计，软件部分主要是在 CCS 环境下用

C 语言编程实现。将外部输入的模拟语音信号，经由高保真语音芯片 TLV320AIC23 进行采

样后保存在外扩存储器存储空间中，然后这些存储的数字语音信号经过 DSP 带缓冲串口

MCBSP 2 读入 DSP，经过 FIR 数字低通滤波器滤除语音信号中高频部分及其它噪声，最

后对这些语音信号的 FFT 变换。

该语音分析系统的设计能够完成语音采集，播放，存储，频谱分析，基本实现了语音

分析功能。随着技术的进步， TMS320C5416DSP 与 TLV320AIC23 的结合的语音编码方案

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音频信号频谱分析

将会有更好的应用前景。

1.2 设计目的

DSP课程设计是对《数字信号处理》、《DSP 原理及应用》等课程的较全面练习和训

练，是实践教学中的一个重要环节。

通过本次课程设计，综合运用数字信号处理、 DSP 技术课程以及其他有关先修课程

的理论和生产实际知识去分析和解决具体问题，并使所学知识得到进一步巩固、深化和

发展。初步培养学生对工程设计的独立工作能力，掌握电子系统设计的一般方法。通过

课程设计完成基本技能的训练，如查阅设计资料和手册、程序的设计、调试等，提高学

生分析问题、解决问题的能力。

本题目通过 TLV320AIC23 采集音频信号 (f .max<10kHz) ，编写 DSP 的 FFT 处理程序

(自定频谱分辨力)，获得幅频特性之后，在点阵液晶 (128*64) 中大致显示出幅频图。并

在液晶中用文字显示频率幅值前三的频率值。

1、DSP 与 TLV320AIC23 接口电路的原理图绘制；

2、DSP 控制 TLV320AIC23 的程序编写与调试；

3、TLV320AIC23 进行语音模拟量到数字信号的转换，实现声音的采集，在 CCS 软件

中分析信号的幅频特性；

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