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TMS320VC5402 DSP与ISD4004语音录放芯片

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:根据语音录放芯片ISD4004的接口特点,设计了其与TMS320VC5402 DSP的SPI接口电路。完成了DSP对ISD芯片的通讯与接口控制编程,并给出了实际应用中的一种ISD4004信息管理方法:信息地址表(MAT)。

    关键词:DSP 语音录放芯片 ISD4004 SPI接口 MAT

许多类型的语音录放应用要求具备信息管理的功能,即能够随着地录、放、删除任意一段信息。而许多语音录放系统并不能很好地满足这种要求,如磁带录音系统。ISD4004语音录放芯片提供了SPI微控制器接口,使得语音录放的信息管理成为可能。本文将详细阐述TMS320VC5402 DSP与ISD4004的SPI接口设计及其控制操作,同时设计适合应用的信息管理方法。

ISD4004语音录放芯片工作电压为3V,单片录放时间为8~16分钟。芯片设计使得所有操作必须由微控制器控制,操作命令可通过串行通信接口SPI送入。芯片采用多电平直接模拟量存储技术,每个采样值直接存储在片内内烁存储器中,因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声。采样频率可为4.0k、5.3k、6.4k、8.0kHz,频率越低,录放时间越长,但音质有所下降。

TMS320VC5402是美国TI(德州仪器)公司推出的一款高性能的定点DSP,最高频率为100MHz,内部提供16K的存储空间。它提供的多信道缓冲串口(McBSP)可以设置为SPI工作方式,从而使得DSP与ISD4004的接口设计成为可能。
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1 接口设计

DSP作为SPI(串行外设接口)的主器件(Master),负责为ISD4004提供串行时钟、片选信号以及控制ISD4004的动作信号。接口电路如图1所示。

1.1 SPI

SPI协议是一个同步串行数据传输协议,协议假定微控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿动作。ISD4004工作于SPI工作模式。因此对于ISD4004而言,在时钟上升沿锁存MOSI引脚的数据,在下降沿将数据送至MISO引脚。ISD4004与DSP通讯协议的具体内容如下:

(1)所有串行数据传输开始于SS下降沿。

(2)SS在数据传输期间必须保持低电平,在两条指令之间则保持高电平。

(3)数据在时钟上升沿移入,在下降沿移出。

(4)SS变低时,输入指令和地址后,ISD才能开始录放操作。

(5)指令格式是8位控制码加16位地址码。

(6)ISD的任何操作(含快进)如果遇到EOM(信息结束标志)或OVF(溢出),则产生一个中断,该中断状态在下一个SPI周期开始时被清除。

(7)使用“读”指令使中断状态位移出ISD的MISO引脚时,控制及地址数据也应同步从MOSI端移入。因此要注意移入的数据是否与器件当前进行的操作兼容。

(8)所有操作在运行位(RUN)置“1”时开始,置“0”时结束。

(9)所有指令都在SS上升沿开始执行。

1.2 ISD4004与DSP的SPI时序配合

根据ISD4004的时序要求,DSP设置串口为SPI工作模式,发送数据先于串行时钟半个周期建立、数据在时钟上升沿发送。由图2可知,ISD接收命令字的方式是先地址后命令,且位序从低到高;而DSP发送数据方式是先高位后低位,故在DSP发送程序中须将待送地址和命令进行高低位对调。

图2 ISD控制命令字时序图

    串行时钟(SCLK)由DSP主时钟产生。在DSP运行于10MHz时,设置时钟分频因子为255,得到约40kHz的串行传输时钟,适应ISD4004相对慢速的要求。DSP串口SPI方式数据传输时序如图3所示。

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