DSP数字录音机
目录
摘要........................................................................................................................ I Abstract ............................................................................................................. II 第一章引言 (1)
1.1数字录音的概述 (1)
1.2选题意义及主要内容 (2)
第二章开发系统简介 (4)
2.1硬件环境 (4)
2.1.1 TMS320C54系列DSP器件概述 (4)
2.1.2 TMS320C5402的指令系统 (4)
2.1.3 TMS320C5402的内部结构 (5)
2.1.4 TMS320C5402DSK开发板 (6)
2.2TMS320C5402软件开发环境 (8)
2.3本章小结 (12)
第三章语音信号处理 (13)
3.1语音特性和噪声来源 (13)
3.1.1 语音特性和人耳识别特性 (13)
3.1.2 语音噪声的来源和分类 (14)
3.2语音信号处理的方法 (15)
3.2.1 语音信号处理的历史 (15)
3.2.2 语音信号处理的各种方法 (16)
3.3DSP对语音信号进行处理的优点 (16)
3.4本章小结 (17)
第四章DSP数字录音机的设计方案及仿真调试 (18)
4.1数字录音机的总体设计方案 (18)
4.2数字录音的各个功能模块 (18)
4.2.1 语音采集与输出模块 (18)
4.2.2 压缩编码、解压模块 (19)
4.2.3 FLASH存储模块 (19)
4.3CCS开发环境下的仿真调试 (20)
4.3.1 程序的设计流程 (20)
4.3.2 仿真调试过程 (20)
4.3.3 仿真出现的问题及解决方案 (23)
4.4本章小结 (24)
第五章数字录音在实验箱上的实现及效果分析 (25)
5.1数字录音在实验箱上的实现 (25)
5.1.1 在实验箱上运行程序的操作步骤 (25)
5.1.2 实验箱上运行出现的问题及解决方案 (25)
5.2录音效果及其分析 (26)
5.3本章小结 (28)
结束语 (29)
致谢................................................................................. 错误！未定义书签。参考文献. (30)
附录 (31)
数字录音机
摘要：随着数字信号处理技术的迅速发展，录音也已经进入了数字化的时代。
DSP（Digital Signal Processor）为数字信号处理提供了高效而可靠的硬件基础，已经广泛应用于高速自动控制、图像处理、通信技术、无线电、语音处理、网络设备、医疗设备、仪器仪表和家电等领域。本设计中所使用的TMS320VC5402就是设计适用于语音信号处理的DSP芯片。
本文首先对DSP数字录音的软硬件开发环境进行了介绍，着重论述TMS320C5402的软件设计方法、指令系统和内部结构以及TMS320C5402DSK的集成开发环境CCS。然后，讨论和研究了数字信号时域和频域分析方法以及各种语音信号处理方法。最后，通过在DSP集成开发环境CCS上的设计、仿真和调试，实现了在DSP实验箱上进行数字录音和语音信号处理的设计功能。
关键词：DSP；DSK；数字录音；TMS320C5402；语音信号处理；CCS
Digital V oice Recorder
Abstract: With the digital signal processing technology is developing rapidly, recording has also entered the digital era.
DSP(Digital Signal Processor)has been widely used in high-speed controlling, image processing, communications technology, wireless, voice processing, network, equipment, medical equipment, instrumentation and home appliances, and other fields; DSP provide a highly efficient and reliable infrastructure hardware for digital signal processing. The design uses the TMS320C5402 which is specifically applicable to the voice signal processing.
This article first digital recording hardware and software DSP development environment were introduced, focuses on TMS320C5402 software design, instruction set and internal structure and TMS320C5402DSK integrated development environment CCS. Then, discuss and study the digital signal in time domain and frequency domain analysis methods and a variety of audio signal processing method. Finally, the DSP integrated development environment CCS on the design, simulation and debugging, the experimental tank in the DSP digital sound recording and voice signal processing design features.
Key words: DSP; DSK; Digital Recording; TMS320C5402; Speech Signal Processing; CCS
第一章引言
1.1 数字录音的概述
随着信息化、数字化时代的到来，数字信号处理技术越来越受到关注。数字化技术的迅速发展，语音信号数字处理技术也不断成熟，可编程器件和功能强大的数字信号处理器（DSP）的广泛应用，传统的模拟音像设备大量地被各种数字设备所代替。然而，便携式的录音设备仍以各种模拟媒质为主，如常用的磁带录音机。如果要将其录音以数字形式的数据保存，则应将其模拟录音信号变换成数字形式的数据，这就给原始数据的保存带来诸多不便。因此，本文设计了一款DSP数字录音机。
系统以及引入DSP技术的意义。数字录音系统进行实时录音，广泛应用于各个领域，并且已日益显示出其巨大的优越性。DSP是利用专门或通用的数字信号处理芯片，以数字计算的方法对信号进行处理，具有处理速度快、灵活、精确、抗干扰能力强、体积小及可靠性高等优点，满足了对信号快速、精确、实时处理及控制的要求。
传统的录音系统，即使是数字录音系统中，大部分功能的实现还是采用模拟电路来实现。伴随着通信产业的进一步发展和多媒体信息社会信息的急剧增长，对语音信号处理的实时性要求越来越高。采用模拟技术实现的系统这时就显得有些力不从心了。
所谓数字信号处理，是用数字或符号的序列来表示信号，通过数字计算机或专门的数字信号处理器去处理这些序列，提取其中的有用信息。例如：对信号的滤波，增强信号的有用分量，消弱无用分量；或是估计信号的某些特征参数等。总之，凡是用数字方式对信号进行滤波、变换、增强、压缩、估计和识别等，都是数字信号处理的研究对象。
数字信号处理系统具有精度高、实时性好、可靠性强、速度快等特点。而且在许多应用中，利用DSP技术就可以在一块芯片上建立整个系统。这使得从前系统中实现不同的功能需要有不同的芯片，而现在只要用一片DSP芯片，就可完成各种不同的任务。
数字录音系统的研究现状：最初的录音系统是使用磁带式模拟录音设备，并占据市场多年。但这种系统存在着明显的不足:录音的音质较差、查询和检索较难、保存难度较大。随着对音频录音技术提出的更高要求，模拟录音系统的处理速度和存储方式己是远远不能满足需求。而能够获得突破性进展的，就是数字录音技术。
数字录音技术主要是指将处理后的语音模拟信号转换为二进制数码，然后进入计算机统进行处理和存储。因此90年代末涌现了以计算机为依托的硬盘数字录音编辑机。这种硬盘数字录音机，主要包括电脑、数字音频处理器、存储硬盘、显示器。录音时，按计算机存储信息的方式，首先键入关键词，声音文件被存储在硬盘上划分的若干扇区的磁道上:重放时，按检索关键词来寻找。这在存储和回放方面，相对传统的模拟系统来
说有着明显的优势。
随着信号量的增大和存储速度的要求增高，再加上数字信号处理技术的日益推进，使得数字信号处理技术应用范围不断扩大。相应的DSP也越来越普遍的应用于音频领域，并大大的推动了音频科技的进步。传统的模拟音频产品如今逐渐退出，采用全数字化技术及其相应产品己呈不可抵挡的趋势。
数字信号处理器是在模拟信号变换成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器，其处理速度比最快的CPU还快10-50倍。而且，由于采用数字系统完成信号处理的任务，它具有数字系统的一些共同优点，例如抗干扰、可靠性强，便于大规模集成等。除此而外，与传统的模拟信号处理方法相比较，它还具有以下一些明显的优点：(1)精度高；(2)灵活性大；(3)可以实现模拟系统很难达到的指标或特性；(4)可以实现多维信号处理。
数字化的音频产品必将涉及将模拟信号转换成数字信号后加以处理的问题。而在这种转换的过程中需要做大量的数学运算，因此必须选择运算快速的微处理器才能完成实时(real-time)的数位信号处理。而市面上的微处理有成百上千种，各有其特色及对应的应用场合，DSP以其特有的优势更加适合于完成上述任务。
目前，大多数的DSP系统主要应用在高速控制、移动通信、雷达等方面。本系统将DSP技术引入到数字交换机录放音系统中来，就是希望利用DSP的特点、借鉴在移动通信中数字语音信号处理的一些算法和优化，能够研制开发出体积小、价格低、实时性高且功能完善的录音系统。
1.2 选题意义及主要内容
现在的社会是信息化的社会，是数字化的社会。在我们的日常生活中各种各样的数字化产品琳琅满目。近年来，人们提出了“数字地球”、“数字化世界”以及“数字化生存”等概念，以数字化的观念认识我们生存的这颗地球，充分利用数字信息技术推动社会的进步与发展。
数字化的产品给我们的生活提供了很多的便利。例如数字电视，手机，数码相机等等使我们的生活变得多姿多彩。我要设计的一款数字化产品叫数字录音机。虽然，数字录音机几十年前就已经问世了，但是我觉得作为一个学信息处理的学生去学习和亲自设计一款数字录音机是会很有意义的。同时，我也希望我设计的数字录音机能帮大家留下自己甜美的声音。
具体研究内容如下：
第一章引言对数字录音机引入DSP技术的意义和数字录音系统的研究现状进行了分析，并简单介绍了数字录音的概念，提出了本文研究的主要工作和研究意义，介绍了本文的主要内容。
第二章对DSP数字录音机的开发环境进行了分析比较，讲述了DSK实验箱的特点，论证了DSP集成开发环境CCS的优势，并对开发软件的使用做了简单介绍。还对实验箱做了简要介绍。
第三章介绍了语音特性、人耳特性、噪声和各种语音信号处理方法。并详细介绍了各种语音信号处理的的原理和用DSP进行数字信号处理的优点。
第四章介绍DSP数字录音机的设计方案。在DSP 集成开发环境CCS上进行设计、仿真和调试。
第五章讲述数字录音在DSP实验箱上的实现。介绍了程序在实验箱上与在软件上仿真的不同，运行过程中出现的问题和解决的方案。还对比了A律和μ律的压缩解压进行录音所产生的不同效果。
第二章开发系统简介
2.1 硬件环境
2.1.1 TMS320C54系列DSP器件概述
在全球DSP产品市场中，TI公司独占鳌头，是目前世界上专门从事DSP器件和制造的大厂商之一，占世界市场45%的份额。TI公司的TMS320系列DSP器件特别适用于通信、控制和消费类电子产品。在图像处理和语音处理领域中，TMS320系列DSP器件具有独特的技术先进性。
自1982年，TI公司推出第一个定点DSP-TMS32010以来，TI的定点DSP己经经历了TMS320C1X、TMS320C25、TMS320C3X/4X、TMS320C5X、TMS320CSX等IL 代产品。在这些产品的基础上，又发展了三种新的DSP系列，它们是：TMS320C2000，TMS320C5000，TMS320C6000系列，成为当前和未来相当长时期内TI公司DSP的主流产品，而且性价比不断提高，应用越来越广泛。
不同型号的芯片，都有其独特的硬件结构，而且还有一套专门的指令系统和开发工具。但对于同一代TMS320系列DSP产品来说，除了其片内存储器及外设电路的配置不一定相同外，它们的CPU结构是相同的。
TMS320C54X系列TI公司在C5X基础上是为实现低功耗、高性能而专门设计的定点DSP芯片。TMS320VC5402是TI新近推出的54X系列定点DSP，它除了继承老产品的优点以外，还增加了更多的硬件资源，另外，它也是一款性价比很好的DSP芯片。该芯片每秒钟可处理1亿条指令，千片的公开报价为5.98美元，现在有几种流行的MP3随身听和手机就采用了该款DSP芯片。
结合TMS320C54X系列和本系统软硬件方面的要求，选用TMS320VC5402作为系统的DSP芯片。下面就具体介绍TMS320C5402芯片的指令系统和内部结构。
2.1.2 TMS320C5402的指令系统
54X的指令可以分为四个大类：算术指令，逻辑指令，程序控制指令，读取和存储指令。
算术指令包括了加法指令、减法指令、乘法指令、乘加指令、乘减指令、32位操作数指令和一些专用指令。其中大部分指令都只需要一个指令周期，只有个别指令需要2-3个指令周期。
逻辑指令包括了与指令，或指令，异或指令，移位指令，测试指令。根据操作数的不同，这些指令需要1-2个指令周期。
程序控制指令包括了转移指令，调用指令，中断指令，返回指令，重复指令，堆栈操作指令和其它程序控制指令。这些指令根据情况不同分别需要1-6个指令周期。
读取和存储指令包括了读取指令，存储指令，条件存储指令，并行的读取和乘法指令，并行的读取和存储指令，并行的存储和乘法指令，并行的读取和加减指令。以及其它读取类型和存储类型指令。这些指令根据情况不同分别需要1-5个指令周期。
2.1.3 TMS320C5402的内部结构
TMS320C5402是TI公司1998年后推出的新的一种定点数字信号处理器。它采用先进的修正哈佛结构，片内有8条总线（1条程序存储器总线、3条数据存储器总线和4条地址总线）、CPU、存储器和在片外围电路等硬件，加上高度专业化的指令系统，使TMS320C5402具有功耗小、高度并行等优点。总的来说，TMS320C5402的结构是围绕数据总线和程序总线构成的。
1.TMS320C5402的总线结构
TMS320C5402片内有8条主总线：4条程序/数据总线和4条20位地址总线。这些总线的功能如下：
程序总线（PB）传送取自程序存储器的指令代码和立即操作数。
3条数据总线（CB，DB和EB）将内部各单元(如CPU、数据地址生成电路、程序地址生成电路、在片外围电路以及数据存储器）连接在一起。CB和DB传送读自数据存储器的操作数；EB传送写到存储器的数据。
4个地址总线（PAB，CAB，DAB和LAB）传送执行指令所需的地址。
TMS320C5402可以利用两个辅助寄存器算术运算单元（ARAU0和ARAU1），在每个周期内产生两个数据存储器的地址。
PB能够将存放在程序空间（如系数表）中的操作数，传送到乘法器和加法器，以便执行乘法/累加操作，或通过数据传送指令（MVPD和READA指令）传送到数据空间的目的第二章TMS320C5402的结构及应用原理地。此种功能，连同双操作数的特性，支持在一个周期内执行3操作数指令（如RIRS指令）。
TMS320C5402还有一条双向总线，用于寻址在片外围电路。这条总线通过CPU接口中的总线交换器连接到DB和EB。利用这个总线读或写，需要2个或2个以上周期，具体时间取决于外围电路的结构。
2.TMS320C5402的中央处理单元
TMS320C5402的CPU基本组成如下：
40位算术逻辑运算单元（ALU）。大多数算术逻辑运算指令都是单周期指令。
2个40位累加器（A和B）。累加器A和B都可以配置成乘法器/加法器或ALU的
目的寄存器。
移位一16-30位的桶行移位寄存器。
乘法器/加法器单元。乘法器能够执行无符号数乘法、有符号数乘法、以及有符号数与有符号数相乘运算。
比较、选择和存储单元（CSSU）。比较、选择和存储单元是专门为Viterbi算法设计的进行加法/比较/选择运算的硬件单元。
指数编码器。指数编码器是一个用来在单个周期内执行LAP指令的专用硬件。
CPU状态和控制寄存器。TMS320C5402有三个状态和控制寄存器：状态寄存器0（ST0）、状态寄存器1（ST1）和处理器工作方式状态寄存器（PMST）。
3.TMS320C5402存储器空间组织
TMS320C5402的总存储空间为1152K字，分成3个可选择的存储空间：1024K字的扩展程序存储空间、64K字的数据存储空间和64K字的I/O空间。
程序存储器空间存放要执行的指令和执行中所用的系数表。数据存储器存放执行指令所要用的数据。I/O存储空间与存储器映像外围设备相接，也可以作为附加的数据存储空间使用。
TMS320C5402的片内存储器有：4K字ROM和两个16K字的DARAM（双寻址RAM）。通过状态位：MP/#MC位、OVL Y位、DROM位来决定“使能”和“禁止”程序和数据空间中的这些片内存储器。
系统总线控制：系统的总线控制是由程序计数器PC及其有关硬件、硬件堆栈、外部复位信号、中断、状态寄存器和重复计数器提供的。
2.1.4 TMS320C5402DSK开发板
TMSC320C5402 DSK入门者套件是低成本，但内容齐全的开发工具，能让DSP初学者了解C5000系列DSP的结构，以便开展基于C5000系列DSP的应用开发，其综合了硬件和软件的多方面特征。板上主芯片C5402性价比高，应用广泛。作为一块DSP 学习和硬件设计参考板，DSK系统板上集成了很多通用电路，其主要特征有：（1）板上内嵌的JTAG硬件仿真器：由IEEE-1284标准的并口公座DB-25及并口控制器SMC34C60和测试总线控制器74ACT8990组成。
（2）板上的并口控制器允许PC机通过并口进行仿真或直接访问C5402的主机口。
（3）64K*16位外部异步SRAM，256K*16位外部Flash。
（4）在片128个宏单元的可编程逻辑器件CPLD。
（5）音频接口部分：由TLC320AD50C AD/DA转换芯片和两个 3.5mm大小的标准音频插座组成，用于接手持设备常用的麦克风和耳机。
（6）电话网络接口部分：由DAA控制芯片和RJ-11 标准电话线接口组成。
（7）DB-9F RS232 标准串口及串口协议控制芯片TL16C550组成。
（8）扩展用的连接插座（用于扩展模块）：一个扩展外设，一个扩展存储器。
（9）标准的JTAG 口界面连接器用于正常仿真。
（10）硬件调试和软件运行等用的指示灯：三个发光二极管。这些特征为开设实验提供了极大的方便。
图2-1 TMS320C5402DSK实物图
该DSK板仅需+5V的直流电压,使用配套的一个外部电源器来提供。板上的线性低压差稳压器为DSP芯片的内核提供1.8V的直流电压，为片内外设和板上的其它数字器件提供3.3V 的直流电压和5V的直流模拟电压。另外在保留标准JTAG连接器的同时，还能由板上的标准并口和测试总线控制器(TBC)直接提供所需的JATG仿真逻辑，无需外加专用仿真器即可对应用程序进行仿真。DSK板上的主机接口(HPI)可以由符合IEEE-1248标准的并口使用。与其它C54X的DSP芯片一样，板上的C5402通过其16位的外部存储器接口界面（EMIF）来同片外的SRAM（静态随机存取存储器），FLASH （闪存）和扩展存储器交换数据。板上有一片的64Kx16bit的SRAM（可以扩展256K）。还有一片256K*16bit的FLASH存储器。两个扩展槽，一个用于扩展存储器空间，一个用于扩展外设。板上内置了一个模拟电话网络接口，由一片DAA芯片和数模/模数转换芯片AD50组成。AIC可以使DSP经多通道缓冲串口(McBSP0)来访问该电话接口。McBSP0在软件控制下还可与扩展连接器通信。
麦克风和喇叭接口(3.5mm的音频插座)经由另一块AD50，AIC连到DSP的另一个多通道缓冲串口MCBSP(MCBSP1)。MCBSP1与片内的两个定时器和一个外部中断，同样可以在软件控制下与外部扩展连接器通信。此板还为用户控制提供了一个八段的DIP （双列直插）开关。一个用于手工复位DSK板的按钮。一个电压监视器来监视电源电压，如果电源达不到运行要求，就使目标板处于复位状态。另外还有四个LED（发光二
极管），其中一个用于指示电源，另外三个由用户来控制。TMSC320C5402 DSK板的实物图和原理框图分别如图2-1和图2-2所示，这两个图中的芯片和接口位置基本一致。
图2-2TMS320C5402DSK原理框图
2.2 TMS320C5402软件开发环境
Windows下工作，类似于VC++的集成开发环境;采用图形接口界面，有编辑工具和工程管理工具；它将汇编器、链接器、C/C++编译器、建库工具等集成在一个统一的开发平台中；CCS所集成的代码调试工具具有各种调试功能，能对TMS320系列DSP进行指令级的仿真和可视化的实时数据分析。丰富的输入/出库函数和信号处理库函数。C5000 是专门为开发C5000系列DSP系统（C54x和C55x）。
https://www.wendangku.net/doc/405427145.html,S安装及设置
CCS 2.0系统的安装
系统配置如图2-2所示：
图2-2 CCS系统配置
原因：为使CCS IDE能工作在不同的硬件或仿真目标上。
系统启动，双击桌面上CCS 2(’C 5000)图标，启动CCS IDE显示CCS主界面。
https://www.wendangku.net/doc/405427145.html,S的窗口、菜单和工具条
（1）CCS的窗口
工程窗口：用来组织用户的若干程序并由此构成一个项目，用户可以从工程列表中选中需要编辑和调试的特定程序；原程序编辑窗口：用户既可以编辑程序，又可以设置断点和探针，并调试程序；反汇编窗口：帮助用户查看机器指令，查找错误；内存和寄存器显示窗口：查看、编辑内存和寄存器；图形显示窗口：可以根据用户需要显示数据；主菜单：用户可以通过条目来管理各窗口。
（2）CCS的菜单
File 菜单：提供了与文件相关的命令，New，Load等；Edit菜单：提供了与编辑有关的命令，Register等；View菜单：是否显示工具栏、窗口和各种对话框等Memory；Project菜单：使用工程管理设计文档，Compile，Biuld；Debug菜单：提供常用调试命令，Breakpoints Probe Points；Profiler 菜单：剖切点是CCS在调试程序时，统计某一块程序执行所需要的CPU时钟周期数、子程序被调用数和中断发生次数等统计信息；Option菜单：提供CCS的一些设置选项；Project菜单(工程文件被存盘为*.pjt文件)：Add Files to Project（工程中支持C源文件(*.c*)、汇编源文件(*.a*、*.s*)、库文件(*.o*、*.lib)、头文件(*.h)和链接命令文件(*.cmd)）；Compile：对C或汇编源文件进行编译；Biuld：重新编译和链接；Rebuiled All：对工程中所有文件重新编译并链接生成输出文
件；Stop Build：停止正在Build的进程；Biuld Options：用来设定编译器、汇编器和链接器的参数。
（3）CCS的工具栏
Standard Toolbar：包括新建、打开、保存、剪切、复制、粘贴、取消、恢复、查找、打印和帮助等；Project Toolbar：包括选择当前工程、编译文件、设置和移去断点/Probe Point等功能；Edit Toolbar：提供一些常用的查找和设置标签命令；GEL Toolbar：提供了执行GEL函数的一种快捷方法；ASM/Source Stepping Toolbar：提供了单步调试C或汇编源程序的方法；Target Control Toolbar：提供了目标程序控制的一些工具；Debug Window Toolbar：提供了调试窗口工具。
https://www.wendangku.net/doc/405427145.html,S的工程管理
CCS对程序采用工程(Project)的集成管理方法。工程保持并跟踪在生成目标程序或库过程中的所有信息。典型工程文件记录的信息有：源程序文件名和目标库；编译器、汇编器和链接器选项；头文件。
创建和管理工程：工程的创建、打开和关闭（Project New/Open/Close）；使用工程观察窗口（单击工程文件夹、工程名(*.pjt)和各个文件夹上的“+/－”号即可）；添加文件到工程（Project→Add Files to Project）；从工程中删除文件（Remove from Project）。
4.调试
装载可执行程序：File→Load Program。
复位（CCS提供4种方法）：（1）Reset DSP：Debug→Reset DSP命令初始化所有R并停止运行程序。（2）Load Kernel：Lode Kernel命令重新装入DSP核（若用户使用一基于核的调试器（不是JTAG），则DSP核应负责主机的通信。如果DSP核被破坏，则设备驱动程序将无法与目标板通信）。（3）Restart：Debug→Restart 命令将PC恢复到当前载入程序的入口地址，但不执行当前程序。（4）Go main：Debug→Go main命令提供了一种快速运行用户应用程序的方法。（在主程序入口处设置临时断点，然后开始执行。当程序被暂停或遇到一个断点时，临时断点被删除）。
程序执行方式。单步执行操作：（1）单步进入：Debug→Step Into：每操作一次，执行一条指令；（2）单步执行：Debug→Step Over：每操作一次，执行一条指令（函数，子程序看作一条）；（3）单步调出：Debug→Step Out：从子程序跳出；（4）执行到光标处：Debug→Run to Cursor，程序运行到光标所在语句。连续运行操作（实时运行）：（1）Debug→Run：从当前PC所指位置开始执行到结束或断点；（2）停止程序：Debug→Halt：暂停程序的执行；（3）自由运行：Debug→Run free：全速执行用户程序，忽略所有断点。
存储器、寄存器、变量的操作。（1）存储器：拷贝数据块/填充数据块/察看/编辑内存；（2）寄存器：显示寄存器/编辑寄存器；（3）变量：用观察窗口查看变量/编辑变量。
数据输入/输出：（1）利用数据读入/写出功能命令：File→Data(Lode /Save)。用途：
偶尔的手工读入/写出场合。（2）利用探针功能：适用于自动调入和输出数据场合。
图形窗口分析数据。提供了四类9种显示功能：每种显示所需的设置参数各不相同：（1）时频图；（2）星座图：信号的相位分布；（3）眼图：信号码间干扰情况；（4）图像显示：YUV或RGB。
5.通用扩展语言GEL
通用扩展语言GEL(General Extension Language)是一种与C类似的解释性语言。
用途：利用GEL语言，用户可以访问实际/仿真目标板，设置GEL菜单选项，特别适合用于自动测试和自定义工作空间。
CCS(Code Composer Studio)为TI公司的DSP集成开发环境。它提供了环境配置、源文件编辑、程序调试、跟踪和分析等工具，可以帮助用户在一个软件环境下完成编辑、编译链接、调试和数据分析等工作。与TI提供的早期软件开发工具相比，利用CCS能够加快软件开发进程，提高工作效率。其开发流程如图2-3所示：
图2-3 CCS软件开发流程
CCS一般工作在两种模式下：软件仿真器和与硬件开发板相结合的在线编程。前者可以脱离DSP芯片，在PC机上模拟DSP的指令集与工作机制，主要用于前期算法实现和调试。后者实时运行在DSP芯片上，可以在线编制和调试应用程序。
2.3 本章小结
这一章从两个方面来介绍了DSP的开发：一是硬件方面，从指令系统和内部结构简要介绍了TMS320C54系列DSP芯片，还简单介绍了DSK板；二是软件方面，CCS 集成开发环境及其使用。
DSK板对于DSP初学者来说是一个很好的硬件平台，使初学者能够较快的上手；再加上可视化的软件集成开发环境CCS，为DSP初学者的设计开发提供很好的软硬件平台。
第三章语音信号处理
3.1 语音特性和噪声来源
进行语音增强需要在对语音信号，人耳感知特性和噪声信号的了解的基础上进行。只有在分别了解了它们各自特性的基础之上，进行相应的有针对性的研究，才得达到语音增强的目的。
3.1.1 语音特性和人耳识别特性
1.语音特性
根据相关研究，语音信号是一种非平稳的随机信号，语音的生成过程与发音器官的运动过程密切相关。由于人类的发声器官在发声过程中的变化速度有一定的限度，并且远小于语音信号的变化速度，可以认为，在10～30毫秒的时间段内，语音信号的某些物理特性和频谱特性是近似不变的，从而就可以用平稳随机过程的分析方法来进行语音信号的处理。
语音分为清音和浊音。从时域波形上可以看出浊音具有很明显的周期性和较强的振幅，从频域上看，它具有共振峰结构，能量多数集中在较低频段之内。清音没有明显时域和频域特征，其表现出的特性类似于白噪声。清音和浊音的这种特性，使得我们在进行语音增强时，可以利用浊音所表现出的较明显的周期性来区别和抑制噪声；但清音的类似于白噪声的性质，则使得较难将其从宽带噪声中区分出来。
因为语音信号被视为一个随机过程，可以用统计分析特性来对其描述:语音信号是非平稳，时变随机过程，因此长时间的时域统计特性对语音增强没有太大意义。语音信号的短时谱幅度的统计特性是时变的，只有当进行分析的帧长趋近无穷长，才可以大致认为它具有高斯分布。由此，当其应用于有限帧长时，只能视作近似的描述。语音信号的产生如图3-1所示：
语音信号
图3-1 语音信号的产生过程
2.人耳感知特性
语音感知对语音增强研究有重要作用。语音增强的效果最终要取决于人耳的主观感受。研究表明，人耳能极大的抑制背景噪声，如果能够了解其原理，就可大大有助于语音增强技术发展。目前在语音增强处理中使用的一些重要结论包括有：（1）人耳对语音的感知主要是通过其幅度谱获得的，对相位谱则并不敏感。
（2）人耳对声音频率高低的感知，近似的与该频率的对数值成正比。
（3）人耳自身具有掩蔽效应，即强信号对弱信号有掩盖的抑制作用，能够将其掩盖。
（4）谱中的共振峰具有很重要的研究意义，尤其是：第二共振峰的特性要比第一共振峰更为重要。因此，对语音信号进行适当的高通滤波，将不会影响语音的可懂度。
（5）在有多个人说话的环境中，人耳可以准确分辨出他所需要的声音，识别出其感兴趣的声音。
3.1.2 语音噪声的来源和分类
在现实生活工作中遇到的噪声，其性质是多变的。噪声有加性的，也有非加性的。可以通过一些方法将非加性的噪声转变为加性的噪声，从而方便进行处理。我们所关心的噪声大致可分为周期性噪声、冲击噪声和宽带噪声。
周期性噪声：其特点是具有许多离散的线谱。主要的来源包括有：周期性工作的一些器械。电气干扰，尤其是50或60Hz交流声，也会引起周期性噪声。周期性噪声较容易处理，可以通过功率谱发现并通过滤波去除。
冲击噪声：表现为时域波形中出现的窄脉冲，通常是放电的结果。对这种噪声的消除可以时域中进行，即通过计算带噪信号的幅度平均值，设定一个门限，以判断是否是
冲击噪声，然后对其进行衰减乃至完全去除。
宽带噪声：通常也可认为是白色高斯噪声，其来源众多，并且宽带噪声的消除非常困难，这是语音增强的研究重点。
带噪语音的产生及增强过程如图3-2所示：
图3-2 带噪语音的产生及增强
3.2 语音信号处理的方法
3.2.1 语音信号处理的历史
语音增强技术在上世纪60年代逐渐引起了人们的关注，之后的时间里，人们对语音增强算法进行了大量的研究，从不同的角度提出了各种语音增强处理的具体算法。首先，在1978年，Lim和Oppenheim提出了维纳滤波语音增强方法，引起了语音增强研究的热潮；接着在1979年，S.Boll提出了非常经典的谱减法语音增强，随后，又在谱减法的基础上进而形成了改进型谱减法。进入了80年代后，大规模集成电路的发展为语音增强的实时实现奠定了基础，从而促使语音增强得到进一步的发展。1980年，Macaulay 和Malpass提出了软判决语音增强方法；1984年，Ephraim和Malah提出了基于MMSE-STSA方法，1985年，两人又进一步提出了MMSE-LOG-STSA方法；1987年，Paliwal将卡尔曼滤波引入了语音增强，形成了经典的卡尔曼滤波方法。
在此之后，语音增强的热度仍旧不减。90年代初，人们尝试将统计学中最为经典的隐马尔可夫模型引入到语音增强中，这种方法受到了很大的关注。在1994年，Rainer Martin提出了基于最小统计的语音增强方法。1995年Ephraim提出了基于子空间的语音增强方法。之后，Rainer Martin又进一步提出了基于最优平滑和最小统计的噪声功率谱密度估计方法。
此外，随着研究的不断深入和其他领域的一些新的研究方法的出现，人们在原有经典算法的基础上，不断引入新的思想，提出了一些很有研究前景的语音增强方法。如对带噪信号利用小波变换（Wavelet）进行处理、或者进行离散余弦变换（DCT）处理，此外还包括了人工神经网络方法、卡亨南——洛维变换（KLT）法及麦克风阵列处理方法
等。
语音增强从提出到现在，始终是研究的热门，不断涌现出新的优秀的算法，并且随着时代的发展，人们将其他领域的新的研究方法引入到语音增强的研究中来，使得语音增强的研究不断进步。相信在未来很长一段时间内，它仍然将会是一个非常热门的研究课题，并将诞生出更多优秀的研究成果。
3.2.2 语音信号处理的各种方法
1.压缩编码
（1）语音编码的概念：语音编码一般分为两类：一类是波形编码，一类是被称为“声码器技术”的编码。PCM编码即脉冲编码调制。波形编码的最简单形式就是脉冲编码调制（Pulse code modulation），这种方式将语音变换成与其幅度成正比的二进制序列，而二进制数值往往采用脉冲表示，并用脉冲对采样幅度进行编码，所以叫做脉冲编码调制。脉冲编码调制没有考虑语音的性质，所以信号没有得到压缩。
（2）量化：脉冲编码调制用同等的量化级数进行量化，即采用均匀量化，而均匀量化是基本的量化方式。但是均匀量化有缺点，在信号动态范围较大而方差较小的时候，其信噪比会下降。国际上有两种非均匀量化的方法：A律和μ律，μ律是最常用的一种。在美国，7位μ律是长途电话质量的标准。而我国采用的是A律压缩，而且有标准的A 律PCM编码芯片。
（3）DPCM&ADPCM：降低传输比特率的方法之一是减少编码的信息量，这要消除语音信号中的冗余度。相邻的语音样本之间存在明显的相关性，因此对相邻样本间的差信号进行编码，便可使信息量得到压缩。因为差分信号比原语音信号的动态范围和平均能量都小。这种编码叫Differential PCM，简称DPCM，即差分脉冲编码调制。ADPCM 即自适应差分脉冲编码调制，是包括短时预测的编码系统。CCITT（国际电报电话咨询委员会）在1984年提出的32kbit/s的编码器建议就是采用ADPCM作为长途传输中的国际通用语音编码方案。这种ADPCM编码方案达到64 kbit/s PCM的语音传输质量，并具有很好的抗误码性能。
（4）A律压缩采用DSP可以直接对PCM编码后的语音信号进行μ律和A律压缩。DSP将传输来的压缩后的数据进行解压成16位或32位，然后对解压后的数据进行分析、处理，最后将处理后的数据按照要求压缩成8位的数据格式输出到相应设备，供其他设备读取。DSP将压缩的8位数据解压成16位的DSP通用数据格式，其中高13位为解压后的数据，低3位补0。这是因为6．711的A律压缩只能对13位数据操作。
3.3 DSP对语音信号进行处理的优点
DSP技术所使用的主要算法多是对数据进行滤波、卷积、相关和谱分析运算。算法
数字录音机硬件设计
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第一章
系统硬件设计
1.1 硬件系统框图
如图 3-1 所示：系统硬件系统由单片机控制电路、语音输出电路、USB 接口 电路、 存储器电路以及计算机等几部分组成， 各模块间的连接方式如图 3-1 所示， 下面来分别介绍各模块功能。
图 3-1 硬件系统整体框图
1.2 单片机控制电路
单片机控制电路由 SPCE061A 芯片，复位电路，时钟电路等组成。原理图如 图 3-2 所示。
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图 3-2 单片机控制电路原理图
1、SPCE061A 芯片介绍 SPCE061A 是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机， 使用它 可以非常方便灵活的实现语音的录放系统，该芯片拥有 8 路 10 位精度的 ADC， 其中一路为音频转换通道，并且内置有自动增益电路。这为实现语音录入提供了 方便的硬件条件。两路 10 精度的 DAC，只需要外接功放（SPY0030A）即可完 成语音的播放。 SPCE061A 芯片特性： 16 位 μ’nSP 微处理器； 工作电压：内核工作电压 VDD 为 2.6~3.6V(CPU)，IO 口工作电压 VDDH 为 VDD~5.5V(I/O)； CPU 时钟：0.32MHz ~ 49.152MHz； 内置 2K 字 SRAM； 内置 32K 闪存 ROM； 可编程音频处理； 晶体振荡器； 系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)，耗电小于 2μA@3.6V； 2 个 16 位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)；
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DSP习题答案要点
一．填空题（本题总分12分，每空1分） 1．累加器A分为三个部分，分别为；；。 1．AG,AH,AL 2．TMS320VC5402型DSP的内部采用条位的多总线结构。 2．8,16 3．TMS320VC5402型DSP采用总线结构对程序存储器和数据存储器进行控制。3．哈佛 4．TMS329VC5402型DSP有个辅助工作寄存器。 4．8个 5．DSP处理器TMS320VC5402中DARAM的容量是字。 5．16K字 6．TI公司的DSP处理器TMS320VC5402PGE100有___________个定时器。 6．2 7．在链接器命令文件中，PAGE １通常指________存储空间。 7．数据 8．C54x的中断系统的中断源分为____ ___中断和____ ____中断。 8．硬件、软件 1．TI公司DSP处理器的软件开发环境是__________________。 1．答：CCS(Code Composer Studio) 2．DSP处理器TMS320VC5402外部有___________根地址线。 2．答：20根 3．直接寻址中从页指针的位置可以偏移寻址个单元。 3．答：128 4．在链接器命令文件中，PAGE 0通常指________存储空间。 4．答：程序 5．C54x系列DSP处理器中，实现时钟频率倍频或分频的部件是_____________。 5．答：锁相环PLL 6．TMS320C54x系列DSP处理器上电复位后，程序从指定存储地址________单元开始工作。6．答：FF80h 7．TMS320C54x系列DSP处理器有_____个通用I/O引脚，分别是_________。 7．答：2个，BIO和XF 8．DSP处理器按数据格式分为两类，分别是_______ __；_____ ___。 8．答：定点DSP和浮点DSP 9．TMS329VC5402型DSP的ST1寄存器中，INTM位的功能是。 9．答：开放/关闭所有可屏蔽中断 10．MS320C54X DSP主机接口HPI是________位并行口。 10．答：8 1.在C54X系列中，按流水线工作方式，分支转移指令的分为哪两种类型：_______；_______。 1.答：无延迟分支转移，延迟分支转移 3.C54x的程序中，“.bss”段主要用于_______________。 3.答：为变量保留存储空间 4.从数据总线的宽度来说，TMS320VC5402PGE100是_______位的DSP处理器。 4.答：16位 7.TMS320VC5402型DSP处理器的内核供电电压________伏。 7.答：1.8v
数字录音机实验报告
综合设计题目:数字录音机 一、设计目的： 1、了解数字录音技术的基本原理。 2、进一步掌握A/D 转换器与D/A 转换器的使用方法。 3、巩固和加深用汇编语言程序设计的能力。 二、设计所用器件和仪器设备： 1、实验箱 1台 2、计算机 1台 3、麦克及喇叭各1个 三、设计内容及要求： 1、将声传感器接J2，把代表语音的电信号送给ADC0809通道2(IN2)；D/A 转换器的输出端J1接喇叭(采用单缓冲方式)。电路如下： 2、编程以每秒钟5000次的速率采集IN2输入的语音数据并存入内存，共采集30000个数据（录6秒），然后再以同样的速率将数据送DAC0832使喇叭发声（放音） 四、设计方案流程图: Y N
五、实现的程序清单及注释: DATAS SEGMENT ioport equ 0c800h-280h io0809 equ ioport+29ah;ADC0809通道2的入口地址 io0832 equ ioport+290h;DAC0832的片选地址 io8253 equ ioport+280h;8253的片选地址 io8255 equ ioport+288h;8255的片选地址 io8253c equ ioport+283h;8253的控制字地址 io8255c equ ioport+28bh;8255的控制字地址 msg0 db'
电光调制实验实验报告
电光调制实验实验报告 【实验目的】 1、掌握晶体电光调制的原理和实验方法 2、学会利用实验装置测量晶体的半波电压，计算晶体的电光系数 3、观察晶体电光效应引起的晶体会聚偏振光的干涉现象 【实验仪器】 铌酸锂晶体，电光调制电源，半导体激光器，偏振器，四分之一波片，接收放大器，双踪示波器 【实验内容及步骤】 一、调整光路系统 1、调节三角导轨底角螺丝，使其稳定于调节台上。在导轨上放置好半导体光源部分滑块，将小孔光栏置于导轨上，在整个导轨上拉动滑块，近场远场都保证整个光路基本处于一条直线，即使光束通过小孔。放上起偏振器，使其表面与激光束垂直，且使光束在元件中心穿过。再放上检偏器，使其表面也与激光束垂直，转动检偏器，使其与起偏器正交，即，使检偏器的主截面与起偏器的主截面垂直，这时光点消失，即所谓的消光状态。 2、将铌酸锂晶体置于导轨上，调节晶体使其x轴在铅直方向，使其通光表面垂直于激光束（这时晶体的光轴与入射方向平行，呈正入射），这时观察晶体前后表面查看光束是否在晶体中
心，若没有，则精细调节晶体的二维调整架，保证使光束都通过晶体，且从晶体出来的反射像与半导体的出射光束重合。 3、拿掉四分之一波片，在晶体盒前端插入毛玻璃片，检偏器后放上像屏。光强调到最大，此时晶体偏压为零。这时可观察到晶体的单轴锥光干涉图，即一个清楚的暗字线，它将整个光场分成均匀的四瓣，如果不均匀可调节晶体上的调整架。如图四所示 4、旋转起偏器和检偏器，使其两个相互平行，此时所出现的单轴锥光图与偏振片垂直时是互补的。如图五所示图四图五 6、晶体加上偏压时呈现双轴锥光干涉图，说明单轴晶体在电场作用下变成双轴晶体，即电致双折射。如图六所示 7、改变晶体所加偏压极性，锥光图旋转90度。如图七所示图六图七8 只改变偏压大小时，干涉图形不旋转，只是双曲线分开的距离发生变化。这一现象说明，外加电场只改变感应主轴方向的主折射率的大小、折射率椭球旋转的角度和电场大小无关。 二、依据晶体的透过率曲线(即T-V曲线)，选择工作点。测出半波电压，算出电光系数，并和理论值比较。我们用两种测量方法： 1、极值法晶体上只加直流电压，不加交流信号，并把直流偏压从小到大逐渐改变时，示波器上可看到输出光强出现极小值和极大值。
数字录音机课程设计
实验题目：数字录音机 实验目的：1、了解数字录音机的基本原理 2、进一步掌握A/D转换器与D/A转换器的使用方法 3、巩固和加深汇编语言程序设计的能力 实验平台：1、实验箱1台 2、计算机1台 3、麦克风及喇叭各一个 内容要求：编程实现以每秒5000次的速率采集ADC0809的IN2输入的语言数据并存入内存，共采集30000各数据（录音6秒），然后再以同样的速率将数据送DAC0832 使喇叭发声 实验原理：一、各芯片的使用及工作方式 1、ADC0809在本次设计中的作业及工作方式 ADC0809作数据采集用，用麦克6秒的语音信号并保存到相应的存储单元。 对ADC0809的8个模拟通道，这里是用数据总线的低8位D2、D1、D0来 控制ADC的通道选择信号ADDC、ADDB、ADDA，以实现选择其中之一 模拟通道输入。在本次设计中，初始值为010（D2=0,D1=1,D0=0）,即选择 IN2通道进行数据采集，其地址为29aH。然后使ADC0809的ALE、START 有效，START和ALE信号通过CPU向选中的通道口执行一条输入指令，启 动A/D转换。 2、DAC0832在本次设计中的作用及工作方式 在本次设计中，DAC0832的ILE信号与+5V连在一起，WR1和WR2 均接 地，总是有效的，DAC0843的输入寄存器和DAC寄存器均处于选通状态， 只要CPU想88H端口执行一条输入指令，就会使XFER有效，CPU输出繁 荣数字量就会顺利通过DAC0832的两个寄存器，然后进行D/A转换，在运 算放大器的输出端得到转换结果。 3、8253、8255A在本次设计中的作业及工作方式 8253在本次设计中用作定时，工作于方式0，与8255A连接使用完成定时操 作。8255A采用工作方式0进行输入操作，工作方式0是8255A个端口的基 本输入输出方式，CPU可从指定端口输入信息，也可向指定端口输出信息。 当8253写入方式0控制字后，计数输初端OUTO立即变为低电平，并且在 计数过程中一直保持低电平，当计数完成时，OUTO输出百年未高电平，8253 计数器0的OUTO与8255A的PAO连接，因此可通过查询PAO是否为1， 判断计数是否完成。计数完成，则表示定时时间到。 二、管脚接线图 1、ADC0809：
《数字信号处理与DSP实现技术》课后习题与参考答案
21世纪高等院校电子信息类规划教材 安徽省高等学校“十二五”省级规划教材 数字信号处理与DSP实现技术 课后习题与参考答案 主编：陈帅 副主编：沈晓波
淮南师范学院 2015.11 第1章绪论思考题 1．什么是数字信号？ 2．什么是数字信号处理？ 3．数字信号处理系统的实现方法有哪些？ 4．数字信号处理有哪些应用？ 5．数字信号处理包含哪些内容？ 6．数字信号处理的特点是什么？ 第1章绪论参考答案 1．时间和幅度都离散的信号称为数字信号，即信号的时间取离散的值，幅度也取离散的值。 2．数字信号处理是指在数字领域进行数字信号的加工（变换、运算等），即输入是数字信号，采用数字信号处理方法进行处理，输出仍然是数字信号。 3．数字信号处理系统的实现方法有①通用软件方法实现系统；②专用加速处理机方法；③软硬件结合的嵌入式处理方法；④硬件方法。 4．数字信号处理在通信、计算机网络、雷达、自动控制、地球物理、声学、天文、生物医学、消费电子产品等各个领域均有应用，是信息产业的核心技术之一。比如信源编码、信道编码、多路复用、数据压缩，数字语音、汽车多媒体、MP3/MP4/MP5、数字扫面仪、数字电视机顶盒、医院监视系统、生物指纹系统等。 5．数字信号处理主要包含以下几个方面的内容 ①离散线性时不变系统理论。包括时域、频域、各种变换域。 ②频谱分析。FFT谱分析方法及统计分析方法，也包括有限字长效应谱分析。 ③数字滤波器设计及滤波过程的实现（包括有限字长效应）。 ④时频-信号分析（短时傅氏变换），小波变换，时-频能量分布。 ⑤多维信号处理（压缩与编码及其在多煤体中的应用）。 ⑥非线性信号处理。 ⑦随机信号处理。 ⑧模式识别人工神经网络。 ⑨信号处理单片机(DSP)及各种专用芯片(ASIC)，信号处理系统实现。 6．数字信号处理主要具有4个方面优点：①数字信号精度高；②数字信号处理灵活性强；③数字信号处理可实现模拟信号难以实现的特性；④数字信号处理可以实现多维信号处理。
电光调制实验实验报告
广东第二师范学院学生实验报告 院（系）名称物理系班 别11物理 本四B 姓名 专业名称物理教育学号 实验课程名称近代物理实验（2） 实验项目名称电光调制实验 实验时间2014年12月 18日实验地点物理楼五楼 实验成绩指导老师签名 内容包含：实验目的、实验使用仪器与材料、实验步骤、实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）、实验 结果与分析、实验心得 【实验目的】 1. 掌握晶体电光调制的原理和实验方法 2. 学会利用实验装置测量晶体的半波电压，计算晶体的电光系数 3. 观察晶体电光效应引起的晶体会聚偏振光的干涉现象 【实验仪器】 铌酸锂晶体，电光调制电源，半导体激光器，偏振器，四分之一波片，接收放大器，双踪示波器 【实验内容及步骤】 一、调整光路系统 1. 调节三角导轨底角螺丝，使其稳定于调节台上。在导轨上放置好半导体光源部分滑块，将小孔光栏置于导轨上，在整个导轨上拉动滑块，近场远场都保证整个光路基 本处于一条直线，即使光束通过小孔。 放上起偏振器，使其表面与激光束垂直，且使光束在元件中心穿过。再放上检偏器，使其表面也与激光束垂直，转动检偏器，使其与起偏器正交，即，使检偏器的主 截面与起偏器的主截面垂直，这时光点消失，即所谓的消光状态。 2. 将铌酸锂晶体置于导轨上，调节晶体使其x轴在铅直方向，使其通光表面垂直于激光束（这时晶体的光轴与入射方向平行，呈正入射），这时观察晶体前后表面查看 光束是否在晶体中心，若没有，则精细调节晶体的二维调整架，保证使光束都通过晶体，且从晶体出来的反射像与半导体的出射光束重合。 3. 拿掉四分之一波片，在晶体盒前端插入毛玻璃片，检偏器后放上像屏。光强调到 最大，此时晶体偏压为零。这时可观察到晶体的单轴锥光干涉图，即一个清楚的暗十字线，它将整个光场分成均匀的四瓣，如果不均匀可调节晶体上的调整架。如图四所示 4. 旋转起偏器和检偏器，使其两个相互平行，此时所出现的单轴锥光图与偏振片垂
微机原理数字录音机课程设计报告书
科技学院 微机原理课程设计 题目数字录音机 学生 XX 专业班级 10计算机科学与技术3班 学号 X 所在系信息工程学院 指导教师 完成时间 2012 年 1 月 4 日
州科技学院 微机原理课程设计任务书 题目数字录音机 专业 X 班级 3班学号X X 一、基本要求 将声传感器MIC接J2，把代表语音的电信号送给ADC0809通道2；D/A转换器的输出端通过K8跳线接喇叭。编程，以8KHz的速率采集IN2输入的语音数据并存入存，共采集64000个数据（录8秒），然后再以规定的速率和幅度将数据送DAC0832使喇叭发声；要求用开关K0控制开始，K2停止，K3控制重放，也可用键盘控制启停。二、设计任务 按图连接好线路，将传感器（话筒）接T2，由话筒传入语音电信号，把代表语音的电信号传送给ADC0809。利用可编程定时/计数器8253，由CLK0计数时钟，输入时钟频率1MHz，再由GATE0门控信号接+5V，通过GATE0端控制计数器的启动计数和停止计数操作；CS片选信号接实验箱地址280H。 三、设计时间 2012年12月30日至2013年1月4日 指导教师： 教研室主任：
目录 摘要 (1) 引言 (2) 1. 实验目的 (3) 2.课题设计容 (4) 3.设计方案及论证 (6) 4.系统设计 (7) 4.1 硬件设计 (7) 4.1.1数字录音电路工作原理 (7) 4.1.2芯片简介及管脚功能介绍 (8) 4.2具体实现方法 (15) 4.2.1实现该声音录放系统功能 (15) 4.2.2调试程序 (20) 5.分析与总结 (25) 致 (27) 附录 (28) 附1:元件清单 (28)
DSP数字信号处理
数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。 简介 简单地说，数字信号处理就是用数值计算的方式对信号进行加工的理论和技术，它的英文原名叫digital signal processing，简称DSP。另外DSP也是digital signal processor的简称，即数字信号处理器，它是集成专用计算机的一种芯片，只有一枚硬币那么大。有时人们也将DSP看作是一门应用技术，称为DSP 技术与应用。 《数字信号处理》这门课介绍的是：将事物的运动变化转变为一串数字，并用计算的方法从中提取有用的信息，以满足我们实际应用的需求。 本定义来自《数字信号处理》杨毅明著，由机械工业出版社2012年发行。 特征和分类 信号(signal)是信息的物理体现形式，或是传递信息的函数，而信息则是信号的具体内容。 模拟信号(analog signal)：指时间连续、幅度连续的信号。 数字信号(digital signal)：时间和幅度上都是离散(量化)的信号。 数字信号可用一序列的数表示，而每个数又可表示为二制码的形式，适合计算机处理。 一维(1-D)信号: 一个自变量的函数。 二维(2-D)信号: 两个自变量的函数。 多维(M-D)信号: 多个自变量的函数。 系统：处理信号的物理设备。或者说，凡是能将信号加以变换以达到人们要求的各种设备。模拟系统与数字系统。 信号处理的内容：滤波、变换、检测、谱分析、估计、压缩、识别等一系列的加工处理。 多数科学和工程中遇到的是模拟信号。以前都是研究模拟信号处理的理论和实现。 模拟信号处理缺点：难以做到高精度，受环境影响较大，可靠性差，且不灵活等。数字系统的优点：体积小、功耗低、精度高、可靠性高、灵活性大、易于大规模集成、可进行二维与多维处理 随着大规模集成电路以及数字计算机的飞速发展，加之从60年代末以来数字信号处理理论和技术的成熟和完善，用数字方法来处理信号，即数字信号处理，已逐渐取代模拟信号处理。 随着信息时代、数字世界的到来，数字信号处理已成为一门极其重要的学科和技术领域。 数字信号处理器 DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特点： （1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；
语音信号处理实验报告
通信与信息工程学院 信息处理综合实验报告 班级：电子信息工程1502班 指导教师： 设计时间：2018/10/22-2018/11/23 评语： 通信与信息工程学院 二〇一八年 实验题目：语音信号分析与处理 一、实验内容 1. 设计内容 利用MATLAB对采集的原始语音信号及加入人为干扰后的信号进行频谱分析，使用窗函数法设计滤波器滤除噪声、并恢复信号。 2．设计任务与要求 1. 基本部分
（1）录制语音信号并对其进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图。 （2）对所录制的语音信号加入干扰噪声，并对加入噪声的信号进行频谱分析；画出加噪后信号的时域波形和频谱图。 （3）分别利用矩形窗、三角形窗、Hanning窗、Hamming窗及Blackman 窗几种函数设计数字滤波器滤除噪声，并画出各种函数所设计的滤波器的频率响应。 （4）画出使用几种滤波器滤波后信号时域波形和频谱，对滤波前后的信号、几种滤波器滤波后的信号进行对比，分析信号处理前后及使用不同滤波器的变化；回放语音信号。 2. 提高部分 （5）录制一段音乐信号并对其进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图。 （6）利用MATLAB产生一个不同于以上频段的信号；画出信号频谱图。 （7）将上述两段信号叠加，并加入干扰噪声，尝试多次逐渐加大噪声功率，对加入噪声的信号进行频谱分析；画出加噪后信号的时域波形和频谱图。 （8）选用一种合适的窗函数设计数字滤波器，画出滤波后音乐信号时域波形和频谱，对滤波前后的信号进行对比，回放音乐信号。 二、实验原理 1.设计原理分析 本设计主要是对语音信号的时频进行分析，并对语音信号加噪后设计滤波器对其进行滤波处理，对语音信号加噪声前后的频谱进行比较分析，对合成语音信号滤波前后进行频谱的分析比较。 首先用PC机WINDOWS下的录音机录制一段语音信号，并保存入MATLAB软件的根目录下，再运行MATLAB仿真软件把录制好的语音信号用audioread函数加载入MATLAB仿真软件的工作环境中，输入命令对语音信号进行时域，频谱变换。 对该段合成的语音信号，分别用矩形窗、三角形窗、Hanning窗、Hamming窗及Blackman窗几种函数在MATLAB中设计滤波器对其进行滤波处理，滤波后用命令可以绘制出其频谱图，回放语音信号。对原始语音信号、合成的语音信号和经过滤波器处理的语音信号进行频谱的比较分析。 2.语音信号的时域频域分析 在Matlab软件平台下可以利用函数audioread对语音信号进行采样,得到了声音数据变量y,同时把y的采样频率Fs=44100Hz放进了MATALB的工作空间。
数字信号处理
数 字 信 号 处 理 发 展 和 应 用 学院：通信学院 专业：电子信息工程 班级：电信1103 姓名：XXX 学号：XXX
数字信号处理发展和应用 【摘要】数字信号处理（DSP）是广泛应用于许多领域的新兴学科，因其具有可程控、可预见性、精度高、稳定性好、可靠性和可重复性好、易于实现自适应算法、大规模集成等优点，广泛应用于实时信号处理系统中。本文概述了DSP 技术的发展历史，各个领域的应用状况，以及在未来的发展趋势。 【关键词】数字信号处理；数据处理；信息技术；发展趋势 一、数字信号处理（DSP）的发展历史 数字信号处理技术的发展经历了三个阶 段。 70 年代DSP 是基于数字滤波和快速傅立叶变换的经典数字信号处理,其系统由分立的小规模集成电路组成,或在通用计算机上编程来实现DSP 处理功能,当时受到计算机速度和存储量的限制,一般只能脱机处理,主要在医疗电子、生物电子、应用地球物理等低频信号处理方面获得应用。 80 年代DSP 有了快速发展,理论和技术进入到以快速傅立叶变换(FFT) 为主体的现代信号处理阶段,出现了有可编程能力的通用数字信号处理芯片,例如美国德州仪器公司(TI 公司) 的TMS32010 芯片,在全世界推广应用,在雷达、语音通信、地震等领域获得应用,但芯片价格较贵,还不能进入消费领域应用。 90 年代DSP 技术的飞速发展十分惊人,理论和技术发展到以非线性谱估计为代表的更先进的信号处理阶段,能够用高速的DSP 处理技术提取更深层的信息,硬件采用更高速的DSP 芯片,能实时地完成巨大的计算量,以TI 公司推出的TMS320C6X芯片为例,片内有两个高速乘法器、6 个加法器,能以200MHZ频率完成8 段32 位指令操作,每秒可以完成16 亿次操作,并且利用成熟的微电子工艺批量生产,使单个芯片成本得以降低。并推出了C2X、C3X、C5X、C6X 不同应用范围的系列,使新一代的DSP 芯片在移动通信、数字电视和消费电子领域得到广泛应用,数字化的产品性能价格比得到很大提高,占有巨大的市场。 二、数字信号处理（DSP）的主要应用领域 1·DSP在电力系统自动化中日益渗透 1.1数字信号处理（DSP）技术在电力系统模拟量采集和测量中的应用 计算机进入电力系统调度后，引入了EMS／DMS／SCADA的概念，而电力系统数据采集和测量是SCADA的基础部分。传统的模拟量的采集和获得，通过变送器将一次PT和CT的电气量变为直流量，再进行A/D转换送给计算机。应用了交流采样技术以后，经过二次PT、CT的变换后，直接对每周波的多点采样值采用DSP处理算法进行计算，得到电压和电流的有效值和相角，免去了变送器环节。这不仅使得分散布置的分布式RTU很快地发展起来，而且还为变电站自动化提供了功能综合优化的手段。 1.2数字信号处理（DSP）在继电保护中的应用 到目前为止，应用于我国电力系统的微机保护产品采用的CPU大多为单片机，由于受硬件资源及计算功能的限制，其采样能力及采样速度很难令人满意。因此，对非正常运行条件下的系统参数测量，在速度和精度上无法满足要求，一些复杂原理和算法的实现，基于常规CPU的保护产品也都难以胜任。基于DSP 的数据采集和处理系统由于其强大的数学运算能力和特殊设计，都使得它在继
数字录音机
前言……………………………………………………… 一、设计目的………………………………………………… 二、设计内容及要求………………………………………… 三、具体设计过程…………………………………………… 1、总体设计思想…………………………………………………… 2、硬件连接图…………………………………………………… 3、各芯片的作用及工作方式…………………………………… 4、各芯片工作原理及功能简介…………………………………… （1）ADC0809………………………………………………………………………………（2）DAC0832……………………………………………………………………………………（3）可编程计数/定时接口芯片8253………………………………………………………… （4）可编程并行I/O接口芯片8255A………………………………………………………… （5）74LS138译码器……………………………………………………………………………… 5、流程图……………………………………………………………… 6、具体实现方法………………………………………………………… 四、心得体会…………………………………………………………参考文献……………………………………………………………附录1 实验总程序………………………………………………附录2 实验原理图………………………………………………
由于计算机技术的飞速发展，微机原理与接口技术课程已经作为一门比较重要的专业基 础课。微机原理与接口技术已经融入我们的基本生活当中，我们生活中的许多电子产品都与 之密切相关。微机原理与接口技术是一门实践性强的学科，其中很多理论和知识仅考书本的 学习是无法掌握的，必须通过实践才能比较直观深刻的理解。通过课程设计可以培养我们动 手的能力，使我们对书本的理论知识掌握更加牢固，培养学生编程的能力以及提出问题，分 析分体，解决问题的能力。本次课程设计所做的是关于数字录音机的设计。 一、设计目的 1.进一步加深对微机系统的理解和认识，提高微机系统的应用水平。 2.进一步学习和掌握汇编语言程序的编写和应用的方法，通过较大规模程序的编写，提高编写汇编语言程序的水平和学习程序调试方法。 3.进一步熟悉接口，DAC0832、ADC0809及定时计数器等芯片的使用。 二、设计内容及要求： 1.设计一个声音录放系统，通过传感器及ADC0809以每秒5000次的速率采集语言信号，录音12秒后，再以同样的速率将语音数据通过DAC0832送出至喇叭发声（放音）。 2.用protel画出系统的硬件连接图。 3.画出程序流程图并编写程序实现上述功能。 三、具体设计过程 1.总体设计思想 根据设计要求，本次数字录音机的汇编语言设计所需芯片有模数转换芯片ADC0809、数模转换芯片DAC0832、定时计数器8253、可编程并行I/O接口8255A及译码器 74LS138。设计过程可简述为：利用传感器和ADC0809采集语音数据，以每秒5000的速率采集IN0输入的语音数据并存入内存，共采集数据60000个，即录音12秒。DAC0832进行数模转换，以同样的速率将数据送DAC0832使喇叭发声。8253用作定时，定时0.2ms，设置成方式0，计数初值为200。8253计数器0的OUT0与8255A的PA0连接，利用PA0查询OUT0电平，如果为高点平则表示定时时间到。用译码器74LS138对地址线进行译码以产生各接口芯片所需的信号。 2.硬件连接图（见附录） 3.各芯片的作用及工作方式 （1）ADC0809在本次设计中的作用及工作方式
多媒体实验一数字音频
贵州大学实验报告
单击“声音”图标，弹出“声音属性”对话框，如图a所示。在该界面内，可以根据具体的应用需要对声音和音频设备属性进行设置，如对录音设备的属性进行设置，如图b所示。 a b 图a中音频设置功能分为三个部分:声音播放、录音和MIDI音乐播放。 单击“音乐播放”栏中的“音量”按钮，可以调整系统的声音来源设置，如CD、MIDI和其他的已安装设备。单击“高级”按钮，可以选择扬声器、调整音频播放功能，以及选择要应用与音频播放功能，以及选择要应用与音频播放的声音的效果。 单击“录音”栏中的按钮，启动默认录音设备的“录音控制”，可以设置系统录音时的音量大小。 在“MIDI音乐播放”栏中指定播放MIDI输出的乐器，该乐器通常用于游戏。 仅“仅使用默认设备”复选框，限定程序使用选定的声卡。如果使用的程序需要特定类型的声卡，而且在“默认设备”下来列表中已选中此卡，可勾选该复选框。如果程序可以使用计算机上的一种声卡，则清除该复选框。 现场录制 关于现场录制，这里介绍两种方法。
一种是依靠windows系统自带的“录音机”，对话框如下图所示。 单击右侧的开始录制的红色按钮，即开始录制。 一个一种方法就是使用Cool Edit pro 提供的现场录制功能。 1.新建波形 选择“文件”/新建菜单命令，弹出“新建波形”对话框，如图b所示。 在对话框中设置新建波形的采样率，声道和采样精度。由于这里只采用一个话筒进行录音，因此选择单声道，可以减少声音文件的容量。对于一般音质，选择常用的44100采样率和8位的采样精度。 单击“新建波形”对话框中的“确定”按钮，程序界面如图c所示。 B
微机原理数字录音机课程设计
郑州科技学院 微机原理课程设计 题目数字录音机 学生姓名 XX 专业班级10计算机科学与技术3班 学号 X 所在系信息工程学院 指导教师 完成时间 2012 年 1 月 4 日
郑州科技学院 微机原理课程设计任务书 题目数字录音机 专业X班级3班学号X姓名 X 一、基本要求 将声传感器MIC接J2，把代表语音的电信号送给ADC0809通道2；D/A转换器的输出端通过K8跳线接喇叭。编程，以8KHz的速率采集IN2输入的语音数据并存入内存，共采集64000个数据（录8秒），然后再以规定的速率和幅度将数据送DAC0832使喇叭发声；要求用开关K0控制开始，K2停止，K3控制重放，也可用键盘控制启停。 二、设计任务 按图连接好线路，将传感器（话筒）接T2，由话筒传入语音电信号，把代表语音的电信号传送给ADC0809。利用可编程定时/计数器8253，由CLK0计数时钟，输入时钟频率1MHz，再由GATE0门控信号接+5V，通过GATE0端控制计数器的启动计数和停止计数操作；CS片选信号接实验箱地址280H。 三、设计时间 2012年12月30日至2013年1月4日 指导教师： 教研室主任：
目录 摘要 (1) 引言 (2) 1. 实验目的 (3) 2.课题设计内容 (4) 3.设计方案及论证 (6) 4.系统设计 (7) 4.1硬件设计 (7) 4.1.1数字录音电路工作原理 (7) 4.1.2芯片简介及管脚功能介绍 (8) 4.2具体实现方法 (15) 4.2.1实现该声音录放系统功能 (15) 4.2.2调试程序 (20) 5.分析与总结 (25) 致谢 (27) 附录 (28) 附1:元件清单 (28)
数字信号处理(DSP)技术在土木工程中的应用
DSP技术在土木工程领域的应用实例 任何携带信息的物理量都可称为信号，实际工程中常用的信号有模拟信号和数字信号等，模拟信号是指具有连续振幅的连续时间信号；数字信号是指用有限个数字表示的离散振幅值的离散时间信号。 20世纪50年代，随着大型数字计算机的出现，数字信号处理开始兴起，并在随后的十几年里有了长足的发展与突破。由于携带信息的信号的普遍存在，使得DSP（即数字信号处理）技术能够广泛地应用于多种工程领域。 DSP技术在土木工程领域的应用也十分广泛，如：地震工程、结构健康监测系统、结构振动测试等。 一、DSP技术在地震工程中的应用 地震是常见的给人民的生命财产造成巨大损失的自然灾害之一，地震波由地震、火山喷发或地下爆炸产生的岩石运动引起，通过地震仪，这些地震波被转换成地震信号，通过记录、存储下来的地震信号，可以对地震的特性以及地震对结构的动力影响进行分析。 DSP技术在上述过程的应用主要有：信号降噪、数据压缩、地震信号频谱分析等。 信号降噪是过滤、消除噪声以提高信号信噪比的过程，主要方法有加运算去除加性噪声以及将信号转换到频域上，利用地震信号和噪声之间频率的不同设计滤波器来实现（傅里叶变换、小波变换及S变换等）。 地震信号数据压缩一方面可以减少存储空间，另一方面可以提高数据处理速度。由于地震数据本身特点对其进行一定范围压缩时不会影响对地下地质结构信息的识别。由于受地层吸收及球面扩散的影响，造成深层振幅较浅层振幅小，高频成分主要集中在浅层。另外，地震信号本身含有各种噪声，需要进行消除，并且地震相邻道之间具有很强的相关性。利用二维小波分解除去小波变换信号间的相关性，可以高效的对地震数据进行压缩,此时的地震数据的压缩比可高达倍，而且失真较小。 由时间域转换至频率域从而得到频谱或能量密度谱，用来考察地震信号的频率构成，了解地震的卓越周期（指地震动信号振幅谱中幅值最大的频率分量所对应的周期）等信息，进而可以考察其对结构的动力特性的影响。 文献[2]通过对一道模拟的非平稳地震信号降噪，研究了FT,CWT,ST三种方法的适用范围。 二、DSP技术在结构健康监测系统的应用 健康监测系统可以较全面地把握桥梁结构建造与服役全过程的受力与损伤演化规律,是保障大型桥梁的建造和服役安全的有效手段之一。各国均在新建的和已服役的重要工程结构上增设健康监测系统。 桥梁健康监测系统一般包括智能传感器子系统，数据采集与处理及传输子系统，损伤识别与模型修正和安全评定子系统，数据管理子系统。
微机基本知识数字录音机
郑州科技学院 《微机原理与接口技术》课程设计题目数字录音机的设计与实现
目录 1引言 (1) 2设计方案与论证 (2) 2.1设计方案 (2) 2.2设计的论证 (2) 3设计原理及功能说明 (3) 4调试与结果测试 (10) 5总结 (12) 参考文献 (14) 附录1：总体电路原理图 (15) 附录2：元器件清单 (16)
1引言 通过实验掌握计数器/定时器8253和并行输入输出8255的基本工作原理和编程使用方法；进一步掌握A/D转换器与D/A转换器的使用方法；了解录音机的基本工作原理，掌握其内部连接方式。本次课程设计的主题研究思想是利用微机原理与接口技术知识,掌握数字录音技术的基本原理.利用8253芯片,8255芯片,ADC0809芯片和DAC0832芯片实现电信号与数据信号的转换.8253设置成方式0,记数为200个,利用PA0查询电平变化,控制录音和放音时间.达到数字录音的目的.可广泛应用于数字录音领域.因此它具有一定的实用价值和开发价值。数字录音机有一定的市场前景和研究领域。微机原理和接口技术是一门实践性强的学科，其中很多的原量、规则、现象等仅仅靠学习教科书是无法完全掌握的，必须通过实践才能比较直观和深刻的理解。在进行毕业设计的过程中，可以让学生体验分析问题、提出解决方案、通过编程等手段实现解决方案、不断调试最终达到设计要求的全过程，从而帮助学生系统地掌握微机原理的接口技术的相关知识，达到将知识融会贯通的目的。主要特点：微结微机原理和接口技术教材的重点内容编写，涵盖课程的主要知识点，具有通用性，适合开设计课程的不同学校采用。对课程设计的原理有比较详细的描述，课程设计的步骤循序渐进，便于学生独立完成课程设计。
多媒体实验报告
实验项目名称：声音录制、处理及MIDI音乐制作Array实验日期：2011.12.6 实验室：5205 试验台号：同组者： 一、实验目的 本实验旨在加深学生对声音的数字化原理及过程理解，了解计算机处理和存储声音方式，了解WAVE、MIDI和MP3声音数据文件的差别和用法，了解制作简单MIDI音乐方法，掌握几种常用声音处理工具软件的用法，掌握录音、编辑声音、制作MP3格式声音的方法。 二、主要软件与硬件 (1) 带有声卡、麦克风、音响(或耳机)和光驱的MPC (2) Windows 2000操作系统，自带声音工具“音量控制”和“录音机”。 (3) 声音处理软件Cool Edit Pro 三、实验原理 模拟声音三要素，即音高、音色和音强。数字波形声音技术指标主要包括：采样频率、量化位数和编码算法等。根据这些技术指标我们把数字波形声音分为五个等级：电话音质、AM音质、FM音质、CD音质和数字录音带。 MP3是MPEG声音层3(Layer3)压缩标准，可以“无失真”的将WAVE文件压缩到原来大小的1/12。 MIDI(musical instrument digital interface，电子乐器数字接口)是计算机特有的数字音乐格式，播放MIDI乐曲需要音乐合成器，合成器合成声音的方法有两种：FM合成法和波表合成法。MIDI文件的特点有：文件小、易编辑、可以做背景音乐。 四、实验要求 1、使用录音软件把10秒钟CD音乐录制成CD音质(44.1kHz、16位、双声道、PCM)的WAVE文件。 2、练习使用Cool Edit Pro，尝试它的各项功能。制作一段声音文件(作为实验一中设计的数字电视图像伴音文件)，这段声音必须既有音乐，又有自己录制的话语，并存为无压缩的WAVE文件。 3、把前一步制作的WAVE声音转换成MP3格式，比较两种格式声音文件的数据量和试听效果。 五、实验条件 带有声卡、麦克风、音响(或耳机)和光驱的MPC、Windows XP操作系统，自带声音工
DSP数字信号处理器特性
DSP数字信号处理器特性 周晓昱（龙口中隆计控公司） 现在，数字信号处理技术已经被广泛应用到各种工业仪器仪表上。近十年来，国内越来越多的生产厂家，也将该技术应用到科氏力质量流量计的信号处理上。使国产质量流量计的稳定性、准确度都得到了很大的提高。与国际先进水平的差距越来越小。 科里奥利质量流量计的工作原理是：用激振使测量管在固有频率下振动。当管道内的介质处于静止时，测量管上所受到的科里奥利力（简称科氏力），是大小相同，方向相同的。而当测量管中的介质流动时，测量管两侧所受的科氏力，大小相同而方向相反。在这两个力的作用下，测量管就会产生微量的扭转弹性变形。测量管两侧的振动相位差就发生了改变。相位差的大小与介质流过的质量成一定规律。因此，可以通过测量相位差的变化，确定介质的流量大小。 当有外来振动源产生一个或多个“噪声”频率时，会在测量管上产生一个附加力来干扰科氏力，从而造成测量的误差。要准确地计量质量流量，必须排除这些干扰。例如，流量计附近有产生机械振动的设备，周围动力电（如电焊机等）的耦合等。都会产生不确定频率或固定频率的干扰。如何清除这些干扰？采用模拟电路进行信号处理时，一般是采取各种滤波的办法。但效果并不理想。 数字信号处理器（简称DSP）是一个实时处理信号的微处理器。使用DSP技术与使用时间常量去阻抑和稳定信号相比，其优点是能够以一个被提高了的采样率去过滤实时信号。减少了流量计对流量的阶跃变化的响应时间。使用多参数数字处理器（MVD）变送器的响应时间比使用模拟信号处理的传统变送器快2~4倍，更快的响应时间会提高短批量控制的效率和精确度。
特别是对于气体流量的测量，DSP技术就更具优势。因为高速气体通过流量计容易引起较严重的噪声。DSP技术因能够用数字技术更好地滤波，同时进一步减小了质量流量计对噪声的敏感度。因此，可以将混杂在流量信号中的噪声减至最小。实践证明，采用MVD变送器测量气体介质，比以前采用模拟信号变送器，在重复性和精确度上都有了显著提高。 DSP技术为科氏力质量流量计提供了一个更好地处理掉来自于外界干扰信号的手段。它使得这些干扰信号无所遁形。从而极大地提高了质量流量计的测量精度，以及运行的稳定性。 运用DSP技术，再加之对密度信号的监测与分析。还有希望解决一直困扰着科氏力质量流量计运行过程中，因介质产生气化，测量管内壁沉淀或挂壁造成的计量误差问题。使科氏力质量流量计再上一个台阶。
数字录音机设计方案
数字录音机设计方案：一个使用统一建模语言（UML）设计嵌入式系统的实例 ，着，译 摘要 本文内容是采用统一建模语言（UML）对一个嵌入式系统进行面向对象分析和设计的实例。被分析的系统是一个数字录音机或称口授留声机。设计实现采用一个嵌入式微处理器和C++编码。 关键字：面向对象的设计，UML，嵌入式系统 1 简介 统一建模语言(Unified Modeling Language-UML)[BJR1,BJR2]提供了一套标准的符号来表示面向对象的软件分析和设计方法[CY90,MO92,SS95]。使用UML 图表能够对很复杂的系统建模，包括实时嵌入式系统。 然而，UML并不是软件开发过程，也没有严格区分软件工程中各开发阶段。 UML定义了一套由不同图表组成的标记符号，但是并没有描述怎样创建和应用这些图表。[Dou98] 介绍了使用UML和面向对象的分析设计技术建造实时嵌入式系统。本文由Douglass撰写，描述了使用UML对一个数字录音机（或口授留声机）系统进行面向对象设计和实现的过程。
目前市场上已经有一些数字录音机商业化产品。本文我们描述的模型参照了一家著名厂商的类似产品的设计。相关需求说明参见本文第二节。第三节讨论系统的对象模型给出主类图。第四节继续进行面向对象的分析，但是主要讨论每个对象内部的行为。第五节进行系统结构设计。包括数字录音机的硬件结构，以及并行处理模型，在该模型内，为每个对象将分配一个可执行的线程。第六节将定义不同对象之间的合作关系。并通过设计模式[GHJV95] 将分析阶段定义的类整合。详细设计在第七节进行讨论。最后，第八节讨论系统实现。我们使用C++进行软件的开发，硬件平台采用一个32位RISC(精简指令集计算机)嵌入处理器。 2 需求分析 数字录音机是一个电子消费产品，用来录制和回放语音。通过内置的麦克录制语音信息，然后将信息保存在数字内存中。使用者可以很方便的在任何时候回放任意录制好的信息，声音将通过设备前端的扬声器播放。该产品将具有体积小、重量轻、使用方便等特点。图 2.1 是我们设计的数字录音机的外观示意图。它是一个手持系统，具有一块平面显示屏以及一些按钮。 图 2.1 外观示意图 在设计中将要考虑到的系统特性如下：