基于凌阳单片机的语音信号实时采集

    关键词：语音信号处理 RS232 串口通信 语音采样 语音压缩

引言

随着单片机集成化程度的不断提高，现代单片机已经具备了数字信号处理功能，使语音信号处理用单片机实现成为可能。台湾凌阳科技公司（SunPlus）推出的一款SPCE061A就是这样的产品。SPCE061A是以μ'nSP TM16位微控制器及信号处理器芯片为内核的16位单片机，采用模块式集成结构，片内集成了2KB RAM、32KB Flash、ADC、DAC、并行I/O等，特别适合语音信号处理。本文介绍如何实现用SPCE061A单片机采集语音信号，并传送到PC机中的方法。
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1 硬件系统结构

1.1 SPCE061A结构

SPCE061A的内部结构如图1，其特点如下：

*16位μ'nSP TM微控制器；

*工作电压：VDD为2.6～3.6V(CPU),VDDH为VDD～5.5V（I/O）；

*CPU时钟为0.32～49.152MHz；

*内置存储器：SRAM为2KB，内存Flash为32KB；

*可编程音频处理；

*2个16位可编程定时器/计数器；

*7通道10位ADC（内置麦克风放大和自动增益控制功能）；

*2个10位DAC；

*32路可编程通用输入输出端口；

*串行输入输出接口；

*低电压监测/低电压复位功能；

*14个中断源可来自定时器、外部时钟输入、键唤醒等；

*内置在线仿真电路ICE。

1.2 SPCE061A开发方法

SPCE061A的开发是通过在线调试器PROBE实现的，如图2所示。它利用了SPCE061A内置的在线仿真电路ICE和凌阳公司的在线串行编程技术。如果读者想要使用该芯片及开发系统，可上网www.unsp.com.cn查询，并寻求大学计划的免费支持。

1.3 语音采集的硬件电路

语音采集的硬件电路如图3所示。MIC采用驻极体电容话筒，这种话筒具有灵敏度高、无方向性、重量轻、体积小、频率响应宽、保真度好等优点。

与PC机的串行通信用SPCE061A的UART接口，用MAX232芯片进行电平转换，即可实现RS232通信。

2 软件设计与实现

2.1 语音信号的采集压缩与数据传输

（1）语音信号的采集压缩

语音信号处理的基础是对语音信号进行数字化，并采样存储。SRCE061A内置专门用于语音信号采集的自动增益控制放大器（AGC）的麦克风输入通道（MIC_IN）。语音信号经麦克转换成电信号，由隔离电容隔掉直流成分，然后输入至