实时数字信号处理实验五_SPORT音频采集与播放
声音信号的采集和分析实验
声音信号的采集和分析实验一. 实验目的将声卡作为双通道A/D卡和D/A卡,通过虚拟示波器和频谱分析仪实现声音信号的采集和分析。
掌握声音信号的采集与分析技术。
二. 实验原理1、声卡简介声卡是多媒体电脑的主要部件之一,它包含记录和播放声音所需的硬件。
声卡的种类很多,功能也不完全相同,但它们有一些共同的基本功能:能选择以单声道或双声道录音,并且能控制采样速率。
声卡上有数模转换芯片(DAC,用来把数字化的声音信号转换成模拟信号,同时还有模数转换芯片(ADC,用来把模拟声音信号转换成数字信号。
图1 声卡结构示意图利用声卡的A/D、D/A功能,再配上虚拟仪器软件界面,就可以构成示波器、信号发生器和频谱分析仪等常用仪器。
图2是Virtins公司开发的声卡测量仪器,其主要功能包括示波器、信号发生器、万用表和频谱分析仪等。
图2 Virtins公司开发的声卡测量仪器的功能2、声卡的信号输入接口(A/D声卡信号输入接口包括MIC和Line in两种。
MIC插口的输入阻抗为范围是1500 Ω ~ 20 kΩ(与声卡品牌有关,最小输入电压10mV,单通道输入。
Line In插口的输入阻抗为10 kΩ~ 47 kΩ(与声卡品牌有关, 信号输入电平范围是500 mV ~ 2 V(与声卡品牌有关,双通道输入。
Line In插口的输入信噪比和带宽均高于MIC插口。
通常情况下,传感器信号可以直接用插头连接在Line in或MIC口上,如图3所示。
这时需保证输入信号电压许可范围内,否则可能会损坏声卡甚至计算机。
图3 传感器信号与声卡的直接连接为防止测量信号超声卡量程造成的损坏,可以采用下面的电路对声卡输入端进行保护,如图4所示。
用两个二极管将输入电压钳位在2 ⨯ 0.65 = 1.3 (V,可以承受最大± 50 V的电压(取决于电阻和二极管的最大允许电流。
图4声卡输入端保护连接3、声卡的输出接口(D/A声卡信号输出接口包括Speaker和Line out两种。
数字信号处理实验报告--含噪语音信号的分析
大连理工大学实验报告学院（系）：专业：班级：姓名：学号：组：___实验时间：实验室：实验台：指导教师签字：成绩：实验五含噪语音信号的分析一、实验目的和要求二、实验原理和内容三、实验结果与分析第一部分：产生含噪的语音信号首先分析原始的语音信号的波形和频谱:[x,fs,bits]=wavread('009.wav');%sound(x,fs,bits);X=fft(x);t1=(0:length(x)-1)*fs/length(x)-fs/2;figure(1);subplot(2,1,1);plot(x);axis([0,400000,-2,2]);title('原始语音信号时域波形');subplot(2,1,2);plot(t1,fftshift(abs(X)));title('原始语音信号的频谱');%添加噪声 N=length(x);noise=0.3*randn(size(x)); x1=x+noise; X1=fft(x1);t2=(0:length(x1)-1)*fs/length(x1)-fs/2; %sound(x1,fs,bits); figure(2); subplot(2,1,1);plot(x1);title('加噪语音信号时域波形'); subplot(2,1,2);plot(t2,fftshift(abs(X1)));title('加噪语音信号的频谱');x 105-2-1012原始语音信号时域波形x 104原始语音信号的频谱x 105-2-1012加噪语音信号时域波形x 104加噪语音信号的频谱利用MATLAB 命令生成含噪语音信号：wavwrite(x1,fs,16,'x1.wav'); 将生成的x1.wav 文件作为后续的GUI 图形界面中用于分析的语音信号。
第二部分：GUI 的设计首先搭建含有各个模块的界面：利用callback在.m文件中对各个模块进行代码的编辑（下面列出主要部分）：1、输入音频信号部分：function text1_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to text1 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA)%读入一段音频文件[filename,filepath]=uigetfile('.wav','选择音频文件');if(filename==0)return;endaudeofile= strcat(filepath,filename);global fs;global yt;[handles.tdata,fs,handles.NBITS]=wavread(audeofile);%绘制时域波形图yt=handles.tdata;t = [0:1/fs:(length(handles.tdata)-1)/fs];%信号的时域长度subplot(handles.axes1);plot(t, handles.tdata);title('输入f1的波形图');%绘制频谱图N = length(t);fftdata = fft(handles.tdata,N);fdata = abs(fftdata);df = fs / N;f = [0 : df : df * (N - 1)] - fs / 2;%求频率subplot(handles.axes3);plot(f, fftshift(fdata));title('输入F1(w)的频谱');2、设置低通部分：function popupmenu2_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to popupmenu2 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)% Hints: contents = cellstr(get(hObject,'String')) returns popupmenu2 contents as cell array% contents{get(hObject,'Value')} returns selected item from popupmenu2 fc=str2double(get(handles.edit1,'String'));global fs;global bz;global az;wp=2*fc/fs;ws=2*1.2*fc/fs;ap=3;as=18;[N,wn]=buttord(wp,ws,ap,as);[bz,az]= butter(N,wn);[H,W]=freqz(bz,az);subplot(handles.axes4)plot(W,20*log10(abs(H)));xlabel('频率/弧度') ;ylabel('对数幅频响应/dB') ;axis([0 0.3*pi -50 10]);title('低通滤波器的频率响应');3、输出音频信号部分：function text3_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to text3 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) global fs;global bz;global az;global yt;mm=filter(bz,az,yt);t = [0:1/fs:(length(yt)-1)/fs];%信号的时域长度subplot(handles.axes2);plot(t,mm);%axis([0 10 0 1]);title('输出f2的波形图');%绘制频谱图N = length(t);fftdata = fft(mm,N);fdata = abs(fftdata);df = fs / N;f = [0 : df : df * (N - 1)] - fs / 2;%求频率subplot(handles.axes5);plot(f, fftshift(fdata));title('输出F2(w)的频谱');第三部分GUI界面的操作首先是运行出的GUI界面：然后选择音频文件：添加了音频文件后的波形和频谱：观察频谱，取截止频率为1000Hz，选择低通滤波器：得到滤波器的频率响应（单位为db）：最后点击输出音频信号，得到滤波后的频谱和时域波形：对比GUI界面滤波后的信号，该信号与原始语音信号基本相似，噪声的影响已经很小。
实时数字信号处理实验五_SPORT音频采集与播放
图 2.4 I2C 写总线流程图
2.2.4 SPORT 音频采集中断处理流程图设计 中断处理函数的主要功能为从 SPORT0 串口控制器的 RX 端接收数据，并将
其转发至 SPORT0 的 TX 端。 算法流程图如下图 2.5 所示。
图 2.5 中断处理函数流程图
第三章 SPORT 音频采集与播放系统实现
目录第一章sport音频采集与播放系统工作原理11tlvaic23b音频采集与播放原理12i2c控制总线工作原理第二章sport音频采集与播放系统设计21系统硬件结构框图22算法流程图设计221main主程序流程图设计222aic23b初始化流程图设计223i2c写数据模块工作流程图设计224sport音频采集中断处理流程图设计第三章sport音频采集与播放系统实现31音频采集系统传输参数配置311aic23b参数配置312sport串口控制器参数配置10313i2c控制总线配置1132音频采集系统程序实现12321main主程序实现12322aic23b初始化子程序实现12323sport音频采集中断处理子程序实现1333实验结果与分析13第一章sport音频采集与播放系统工作原理11tlvaic23b音频采集与播放原理aic23bti公司推出的一款高性能集成有模拟功能的立体声音频codec
识别通信对象。I2C 接口的协议里面包括设备地址信息，可以同一总线上连接多 个从设备，通过应答来互通数据及命令。I2C 总线是一个真正的多主机总线，总 线上多个主机初始化传输，可以通过传输检测和仲裁来防止数据被破坏。
I2C 总线的传输速率有限，标准模式下可达到 100Kbps，快速模式下可达到 400Kbps，高速模式下达到 4Mbps，不能实现全双工，不适合传输很多的数据。
3.1.1 AIC23B 参数配置 ..........................................................................................................9 3.1.2 SPORT 串口控制器参数配置......................................................................................10 3.1.3 I2C 控制总线配置........................................................................................................ 11
音频技术实验报告
一、实验目的1. 理解音频信号的基本特性及其在数字音频处理中的应用。
2. 掌握音频信号的采集、处理和播放的基本方法。
3. 学习使用音频信号处理软件进行音频信号的编辑和效果处理。
4. 分析音频信号在传输和存储过程中的失真和干扰。
二、实验原理音频技术是指利用电子设备对声音信号进行采集、处理、存储和播放的技术。
音频信号是指由声波产生的电信号，其频率范围一般在20Hz到20kHz之间。
数字音频处理技术是将模拟音频信号转换为数字信号，进行编辑、处理和播放的技术。
三、实验仪器与设备1. 音频信号发生器2. 音频信号采集卡3. 音频播放器4. 音频信号处理软件（如Audacity、Adobe Audition等）5. 示波器6. 数据采集器四、实验内容1. 音频信号的采集（1）使用音频信号发生器产生一个纯音信号，频率为1kHz。
（2）使用音频信号采集卡将纯音信号采集到计算机中。
（3）使用示波器观察采集到的音频信号波形。
2. 音频信号的编辑（1）使用音频信号处理软件打开采集到的音频信号。
（2）对音频信号进行剪辑、复制、粘贴等编辑操作。
（3）调整音频信号的音量、音调、立体声平衡等参数。
3. 音频信号的处理（1）使用音频信号处理软件对音频信号进行降噪、均衡、混响等效果处理。
（2）分析处理后的音频信号，观察效果处理对音频信号的影响。
4. 音频信号的播放（1）使用音频播放器播放处理后的音频信号。
（2）比较处理前后的音频信号，评估效果处理对音频信号的影响。
5. 音频信号在传输和存储过程中的失真和干扰（1）使用数据采集器对音频信号进行采样，观察采样过程中的失真和干扰。
（2）分析失真和干扰的原因，提出相应的解决方法。
五、实验结果与分析1. 音频信号的采集实验结果表明，使用音频信号采集卡可以成功采集到音频信号，并使用示波器观察到音频信号的波形。
2. 音频信号的编辑实验结果表明，使用音频信号处理软件可以对音频信号进行剪辑、复制、粘贴等编辑操作，调整音频信号的音量、音调、立体声平衡等参数。
声音采集处理实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解声音采集和处理的基本原理。
2. 掌握使用音频采集设备采集声音信号的方法。
3. 学习音频信号处理的基本操作，包括滤波、放大、降噪等。
4. 了解音频信号在数字处理中的转换过程。
二、实验器材1. 音频采集卡2. 麦克风3. 耳机4. 个人电脑5. 音频处理软件（如Adobe Audition、Audacity等）6. 实验指导书三、实验原理声音采集处理实验主要涉及以下几个方面：1. 声音的产生与传播：声音是由物体振动产生的，通过介质（如空气、水、固体）传播到我们的耳朵。
2. 声音的采集：通过麦克风等设备将声音信号转换为电信号。
3. 声音的数字化：将电信号转换为数字信号，便于计算机处理。
4. 音频信号处理：对数字信号进行滤波、放大、降噪等操作，改善声音质量。
5. 音频信号的播放：将处理后的数字信号转换为声音，通过扬声器播放。
四、实验步骤1. 声音采集：- 将麦克风连接到音频采集卡。
- 将音频采集卡连接到个人电脑。
- 打开音频处理软件，设置采样率、采样位数、通道数等参数。
- 使用麦克风采集一段声音，如说话、音乐等。
2. 音频信号处理：- 使用音频处理软件对采集到的声音进行降噪处理。
- 使用滤波器对声音进行放大或降低噪声。
- 对声音进行剪辑、合并等操作。
3. 音频信号的播放：- 将处理后的声音保存为文件。
- 使用音频播放软件播放处理后的声音。
五、实验结果与分析1. 实验结果：- 成功采集了一段声音。
- 对采集到的声音进行了降噪处理，提高了声音质量。
- 对声音进行了剪辑、合并等操作，满足了实验要求。
2. 实验分析：- 通过实验，我们了解了声音采集和处理的基本原理。
- 掌握了使用音频采集设备采集声音信号的方法。
- 学习了音频信号处理的基本操作，包括滤波、放大、降噪等。
- 了解了音频信号在数字处理中的转换过程。
六、实验总结1. 本实验让我们对声音采集和处理有了更深入的了解。
2. 通过实验，我们掌握了使用音频采集设备采集声音信号的方法。
数字信号处理技术在音频处理中的应用指南
数字信号处理技术在音频处理中的应用指南音频处理是指对声音信号进行各种处理以改善音频质量或实现特定音效的技术。
随着数字信号处理技术的不断发展，越来越多的音频处理任务可以通过数字信号处理来实现。
本文将介绍数字信号处理技术在音频处理中的应用指南。
一、音频采集与信号调理音频采集是音频处理的第一步，它涉及到将声音信号转化为数字信号以便后续处理。
在数字信号处理中，常用的音频采集方法是使用模拟-数字转换器（ADC）将模拟声音信号转化为数字信号。
ADC的选择取决于采样率、分辨率和动态范围等因素。
在信号调理方面，数字信号处理技术可以通过滤波、均衡化、降噪等方式对音频信号进行调整，以便更好地适应后续处理。
二、音频压缩与编码音频压缩与编码是将音频信号压缩为较小的文件大小、方便存储和传输的过程。
数字信号处理技术在音频压缩与编码中发挥着重要作用。
常见的音频压缩与编码标准包括MP3、AAC等，并通过使用压缩算法和编码器将原始音频信号转化为压缩后的音频文件。
这样可以实现更高的存储效率和传输速度。
三、音频增强与音效处理音频增强与音效处理是指通过数字信号处理技术改善音频质量或实现特定音效效果的过程。
在音频增强方面，数字信号处理技术可以通过均衡器、混响器和动态范围控制器等方式对音频信号进行调整，以增强音频的清晰度、音质和动态范围。
在音效处理方面，数字信号处理技术可以通过混响、合唱、回声等效果器来实现环境仿真、空间定位等音效效果。
四、语音识别与语音合成语音识别和语音合成是人机交互中重要的应用场景之一。
语音识别是指将语音信号转化为文字信息的过程，而语音合成是指将文字信息转化为语音信号的过程。
数字信号处理技术在语音识别和语音合成中起到了关键作用。
在语音识别方面，数字信号处理技术可以通过去除噪声、提取特征、模式匹配等方式提高识别准确率。
在语音合成方面，数字信号处理技术可以通过合成器对文本进行语音合成，使合成语音更加自然流畅。
五、立体声音频处理立体声音频处理是指通过数字信号处理技术实现立体声效果的过程。
DSP实时音效处理实验
实验一实时音效处理实验一、实验目的1. 掌握VisualDSP++调试工具的使用2. 熟悉FIR滤波原理3. 了解Matlab的FDA Tool工具箱设计H参数的方法二、实验内容学习FIR滤波的工作原理，了解音频的频域特性；结合实时采集的音频的数据，对实时音频进行FIR滤波处理；掌握DSP Run-Time Library库的FIR滤波函数使用方法；学习在Matlab 的FDATool工具箱下设计窗形。
配置DSP实验板实现实时的音频数据的采集；把得到的音频数据进行实时的FIR滤波，并把处理后的数据进行实时的音频播放；利用FDATool工具箱进行FIR的H参数的设计。
三、实验设备及工具硬件：DSP实验板1(或DSP实验板2)、仿真器、音频连接线、耳机软件：VisualDSP++四、实验原理及说明1. FIR滤波的基本原理参见“FIR滤波器实验”。
2. DSP Run-Time Library关于FIR滤波的API函数(1) 数据格式在DSP Run-Time Library里应用的数据格式：fract16和complex_fract16等等。
fract16数据类型用来表示带有1 位符号位和15 位小数位的数据。
使用这种格式定义的数据通常被称为“1.15”数据。
对于定点DSP乘法运算，硬件支持16bit整数乘法和1.15型小数乘法，这种乘法在一个时钟周期内完成。
对于非1.15小数的乘法运算则需要多个时钟周期完成。
DSP Run-Time Library库里大部分使用fract16，这对于数据处理的效率有很大提升。
下面是DSP Run-Time Library库对fract16和complex_fract16的定义：下面是VisualDSP++的Help文档对fract16的介绍:(2) 使用的头文件filter.h使用方式：#include <filter.h>(3) FIR使用的数据介绍●FIR的输入数据，数据类型为：fract16●FIR的输出数据，数据类型为：fract16●滤波过程中使用的FIR的状态数据，数据为fir_state_fr16●滤波过程中临时数据，数据类型为：fract16(4) FIR使用的API函数●FIR参数初始化fir_init(state, coeffs, delay, ncoeffs. index);FIR滤波函数void fir_fr16(const fract16 input[], fract16 output[], int length, fir_state_fr16 *filter_state);下面是VisualDSP++的Help文档对twidfftrad2_fr16的介绍:3. 利用Matlab的FDA Tool工具箱设计FIR滤波的H参数(1) Matlab的FDAT ool的介绍FDATool（filter design & analysis tool）是matlab信号处理工具箱里专用的滤波器设计分析工具，matlab6.0以上的版本还专门增加了滤波器设计工具箱（filter design toolbox）。
数字信号处理实验报告_五个实验
实验一 信号、系统及系统响应一、 实验目的1、熟悉连续信号经理想采样前后的频谱变化关系，加深对时域采样定理的理解；2、熟悉时域离散系统的时域特性；3、利用卷积方法观察分析系统的时域特性；4、掌握序列傅立叶变换的计算机实现方法，利用序列的傅立叶变换对连续信号、离散信号及系统响应进行频域分析。
二、 实验原理及方法采样是连续信号数字处理的第一个关键环节。
对采样过程的研究不仅可以了解采样前后信号时域和频域特性发生变化以及信号信息不丢失的条件，而且可以加深对傅立叶变换、Z 变换和序列傅立叶变换之间关系式的理解。
对一个连续信号)(t x a 进行理想采样的过程可用下式表示：)()()(^t p t t xx aa=其中)(^t x a 为)(t x a 的理想采样，p(t)为周期脉冲，即∑∞-∞=-=m nT t t p )()(δ)(^t x a的傅立叶变换为)]([1)(^s m a m j X T j a XΩ-Ω=Ω∑∞-∞=上式表明^)(Ωj Xa为)(Ωj Xa的周期延拓。
其延拓周期为采样角频率（T /2π=Ω）。
只有满足采样定理时，才不会发生频率混叠失真。
在实验时可以用序列的傅立叶变换来计算^)(Ωj X a 。
公式如下：Tw jw ae X j X Ω==Ω|)()(^离散信号和系统在时域均可用序列来表示。
为了在实验中观察分析各种序列的频域特性，通常对)(jw e X 在[0，2π]上进行M 点采样来观察分析。
对长度为N 的有限长序列x(n)，有：n jw N n jw k ke m x eX--=∑=)()(1其中，k Mk πω2=，k=0,1,……M-1 时域离散线性非移变系统的输入/输出关系为 ∑∞-∞=-==m m n h m x n h n x n y )()()(*)()(上述卷积运算也可在频域实现)()()(ωωωj j j e H e X eY =三、 实验程序s=yesinput(Please Select The Step Of Experiment:\n 一.(1时域采样序列分析 s=str2num(s); close all;Xb=impseq(0,0,1); Ha=stepseq(1,1,10);Hb=impseq(0,0,3)+2.5*impseq(1,0,3)+2.2*impseq(2,0,3)+impseq(3,0,3); i=0;while(s);%时域采样序列分析 if(s==1) l=1; k=0;while(1)if(k==0)A=yesinput('please input the Amplitude:\n',...444.128,[100,1000]); a=yesinput('please input the Attenuation Coefficient:\n',...222.144,[100,600]); w=yesinput('please input the Angle Frequence(rad/s):\n',...222.144,[100,600]); end k=k+1;fs=yesinput('please input the sample frequence:\n',...1000,[100,1200]); Xa=FF(A,a,w,fs); i=i+1;string+['fs=',num2str(fs)]; figure(i)DFT(Xa,50,string); 1=yesinput 1=str2num(1); end%系统和响应分析else if(s==2)kk=str2num(kk);while(kk)if(kk==1)m=conv(Xb,Hb);N=5;i=i+1;figure(i)string=('hb(n)');Hs=DFT(Hb,4,string);i=i+1;figure(i)string('xb(n)');DFT(Xb,2,string);string=('y(n)=xb(n)*hb(n)');else if (kk==2)m=conv(Ha,Ha);N=19;string=('y(n)=ha(n)*(ha(n)');else if (kk==3)Xc=stepseq(1,1,5);m=conv(Xc,Ha);N=14;string=('y(n)=xc(n)*ha(n)');endendendi=i+1;figure(i)DFT(m,N,string);kk=yesinputkk=str2num(kk);end卷积定理的验证else if(s==3)A=1;a=0.5;w=2,0734;fs=1;Xal=FF(A,a,w,fs);i=i+1;figure(i)string=('The xal(n)(A=1,a=0.4,T=1)'); [Xa,w]DFT(Xal,50,string);i=i+1;figure(i)string =('hb(n)');Hs=DFT(Hb,4,string);Ys=Xs.*Hs;y=conv(Xal,Hb);N=53;i=i+1;figure(i)string=('y(n)=xa(n)*hb(n)');[yy,w]=DFT(y,N,string);i=i+1;figure(i)subplot(2,2,1)plot(w/pi,abs(yy));axis([-2 2 0 2]);xlabel('w/pi');ylabel('|Ys(jw)|');title(FT[x(n)*h(n)]');subplot(2,2,3)plot(w/pi,abs(Ys));axis([-2 2 0 2]);xlabel('w/pi');ylabel('|Ys(jw)|');title('FT[xs(n)].FT[h(n)]');endendend子函数:离散傅立叶变换及X(n),FT[x(n)]的绘图函数function[c,l]=DFT(x,N,str)n=0:N-1;k=-200:200;w=(pi/100)*k;l=w;c=x*Xc=stepseq(1,1,5);子函数：产生信号function c=FF(A,a,w,fs)n=o:50-1;c=A*exp((-a)*n/fs).*sin(w*n/fs).*stepseq(0,0,49); 子函数：产生脉冲信号function [x,n]=impseq(n0,n1,n2)n=[n1:n2];x=[(n-n0)==0];子函数：产生矩形框信号function [x,n]=stepseq(n0,n1,n2) n=[n1:n2];x=[(n-n0>=0)];四、 实验内容及步骤1、认真复习采样理论，离散信号与系统，线性卷积，序列的傅立叶变换及性质等有关内容，阅读本实验原理与方法。
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I2C 总线的传输速率有限，标准模式下可达到 100Kbps，快速模式下可达到 400Kbps，高速模式下达到 4Mbps，不能实现全双工，不适合传输很多的数据。
MSB，使用外部 RFS，对每一个数据字都要求 RFS(接收帧同步)，RFS 高电平 有效。选择延迟帧同步方式，在 RSCLK 的下降沿驱动内部帧同步。在 RSCLK 的上升沿采样数据和外部帧同步信号。接收禁止。
(4)接收配置寄存器 SPORT0_RCR2 0x001f：0b 0000 0000 0001 1111 表示 SPORT 字长为 32。 启动配置如下图 3.5 所示。
2.2.1 Main 主程序流程图设计 ...............................................................................................5 2.2.2 AIC23B 初始化流程图设计 ..........................................................................................6 2.2.3 I2C 写数据模块工作流程图设计..................................................................................7 2.2.4 SPORT 音频采集中断处理流程图设计........................................................................7
所பைடு நூலகம்。
图 2.4 I2C 写总线流程图
2.2.4 SPORT 音频采集中断处理流程图设计 中断处理函数的主要功能为从 SPORT0 串口控制器的 RX 端接收数据，并将
其转发至 SPORT0 的 TX 端。 算法流程图如下图 2.5 所示。
图 2.5 中断处理函数流程图
第三章 SPORT 音频采集与播放系统实现
实时数字信号处理
基于 ADSP-BF561 的音频采集与播 放系统
姓名： 专业： 学号： 日期：
目录
第一章 SPORT 音频采集与播放系统工作原理 .....................................3
1.1 TLVAIC23B 音频采集与播放原理....................................................................3 1.2 I2C 控制总线工作原理 ......................................................................................3
AIC23B 是 TI 公司推出的一款高性能、集成有模拟功能的立体声音频 CODEC。该器件中 A/D 和 D/A 变换器采用具有集成过取样数字内插滤波器的多 位Σ-Δ技术，数字传输字长可为 16、20、24 和 32 位，取样率为 8~96 kHz。它 能以数字和模拟电压运行，这些电压与 BF561 的 I/O 电压是兼容的。能够实现与 ADSP BF561 的 SPORT 端口的无缝连接，使系统设计更加简单，而与 I2C 和 SPI 总线兼容的控制接口能使 AIC23 DSP 编解码器作为一个单片 AFE 与其它处理器 共同使用。内部集成有增益可调的音频输入/输出放大器，无须外部再加功放， 因而也节省了电路空间，并且使得设计更加灵活。
3.1 音频采集系统传输参数配置
3.1.1 AIC23B 参数配置 通过外设配置函数调用 AIC23B 初始化函数，如下图 3.1 所示。
图 3.1 DSP 外设配置函数程序图
其中 AIC23B 的参数配置在 Init_AIC23B_I2C()函数中实现。 初始化函数分为两个部分，配置说明在流程图中已详细说明。程序如下图 3.2、3.3 所示。
第二章 SPORT 音频采集与播放系统设计
2.1 系统硬件结构框图
系统硬件结构框图可分为三个部分，第一部分为 AIC23B，第二部分为 ADSP 核心板，第三部分为音频播放设备。
硬件结构设计框图如下图 2.1 所示。
图 2.1 硬件结构设计框图
2.2 算法流程图设计
2.2.1 Main 主程序流程图设计 主程序流程分为四个部分：设置 PLL 时钟，为使用的设备提供定时；初始
I2C 的工作方式可分为 5 个部分来说明： (1)总线数据有效性 a.I2C 总线为单工总线； b.在 SCL 时钟高电平时采样 SDA 数据，此时 SDA 数据必须保持稳定，跳变 发生在 SCL 时钟低电平时刻——将高电平跳变的数据传输起始与结束条件区分 出来。 (2)总线空闲条件 SCL 时钟线与 SDA 数据线均为高电平。总线上无数据传输。 (3)总线数据传输起始和结束条件 I2C 总线 SCL 时钟为高电平时，SDA 数据线电平由高变低，数据传输开始 标志；SDA 数据线电平由低到高，数据传输结束标志。 (4)总线数据传输时序以及 ACK 应答 I2C 总线数据一次传输 8 位，高位(MSB)在前，低位在后(LSB)。每次数据发 送，从机会发送 1bit 应答信号(ACK)。一次数据传输有 9 位数据。如需要实时处 理数据，则可以拉低 SCL 时钟线，暂停数据传输。 (5)总线读写时序 总线写时序步骤 a.主机发送 8 位数据：7 位表示从机地址，1 位表示读或者写(0 表示写)； b.从机应答； c.主机发送需要操作的寄存器的地址； d.从机应答； e.主机发送数据； f.结束 总线读时序步骤 前四步相同，从机应答后，主机马上发送重启动命令，继续传输主设备需要 读取的寄存器地址，从机发送该地址数据。
四个参数分别为： (1)发送配置寄存器 SPORT0_TCR1 0x4000|0x0400|0x2000：0b 0110 0100 0000 0000 配置发送类型为：选择外部发送时钟，选择通常的数据格式类型，先发送 MSB，使用外部 TFS，对每一个数据字都要求 TFS(发送帧同步)，TFS 高电平有 效，且 TFS 为数据相关。选择延迟帧同步方式，在 TSCLK 的上升沿驱动数据和
第二章 SPORT 音频采集与播放系统设计 .............................................5
2.1 系统硬件结构框图 ............................................................................................. 5 2.2 算法流程图设计 ................................................................................................. 5
化程序运行空间 SDRAM；初始化外设以及中断；进入程序运行代码。 流程图如下图 2.2 所示：
图 2.2 主程序流程图
2.2.2 AIC23B 初始化流程图设计 AIC23B 初始化配置通过 I2C 总线实现。初始化流程图如下图 2.3 所示。
图 2.3 AIC23B 初始化流程图
2.2.3 I2C 写数据模块工作流程图设计 本实验使用的 I2C 总线操作为写总线。写数据模块的算法流程图如下图 2.4
1.2 I2C 控制总线工作原理
I2C 是 INTER-IC 串行总线的缩写，是 PHILIPS 公司推出的芯片间串行传输 总线。它以 1 根串行数据线(SDA)和 1 根串行时钟线(SCL)实现双工同步数据传
输。具有接口线少、控制方式简化、器件封装形式小、通信速率较高等优点。 在主从通信中，可以有多个 I2C 总线器件同时接到 I2C 总线上，通过地址来
BF561 与 AIC23B 的连接示意图如图 1.1 所示：
图 1.1 硬件原理框图
在图中可以看出，ADSP BF561 与AIC23B 有两路通道进行数据交互：一路 是SPORT与AIC23B的音频数据通道进行连接，实现音频数据的传输和接收；另 一路是由PF模拟的I2C 协议与AIC23B进行连接，通过配置寄存器的方式实现 AIC23B 的工作模式的设定。
第三章 SPORT 音频采集与播放系统实现 .............................................9
3.1 音频采集系统传输参数配置 ............................................................................. 9
内部帧同步信号。在 TSCLK 的上升沿采用外部帧同步信号。发送禁止。 (2)发送配置寄存器 SPORT0_TCR2 0x001f：0b 0000 0000 0001 1111 表示 SPORT 字长为 32。 (3)接收配置寄存器 SPORT0_RCR1 0x4000|0x0400|0x2000：0b 0110 0100 0000 0000 配置接收类型为：选择外部接收时钟，选择数据格式类型为零填充，先接收
3.1.1 AIC23B 参数配置 ..........................................................................................................9 3.1.2 SPORT 串口控制器参数配置......................................................................................10 3.1.3 I2C 控制总线配置........................................................................................................ 11