基于DSP的雙通道數字語音監錄器設計

2.4 系統控制單元
選用SAMSUNG公司的4位單片機KS57C2308，用以提供友好的用戶界面和靈活的功能控制，同時對DSP的工作狀況進行監督，保證系統工作的穩健性，這在監錄系統中是非常必要的。KS57C2308工作電壓較寬，可以直接驅動段式液晶。其I/O功能也較強，能夠輕松地控制兩塊DSP芯片協同工作。
為了與DSP協調工作，本系統設計了23條單片機命令及相應的DSP應答，其中包括初始化、放音、音量調節、時鐘的獲取與修改、各種跳轉與搜索等指令。由于錄音過程由DSP自主控制，所以單片機命令集中不包含錄音命令，DSP僅用一條信號線將錄音狀態告知單片機。時鐘由單片機程序運行，每秒鐘都向DSP通報新的時間。DSP在存儲語音數據時也將時間存入，這稱為時戳。當執行按時間查找操作時，就是按照存儲卡中的時戳查找語音數據段。

2.5 電源管理單元
本系統各單元需要彼此盡可能獨立而且可靠的電源，這部分工作由電源管理單元完成。本單元可接入220V交流或者12V直流電，向其它單元提供電源。
(1)存儲卡：3.3V電源。這一路電源經由信號處理單元提供。
(2)信號處理單元：5Ｖ一路，給本單元各部件供電。
(3)信號輸入輸出單元：9V(未經穩壓)一路，給功放供電；5V一路，給本單元其它部件供電。
(4)系統控制單元：9V(未經穩壓)一路，給液晶顯示的背光及蜂鳴器供電；5V一路，給本單元其它部件供電。
以上各電源之間充分隔離，以盡量消除數字信號對模擬信號的串擾。此外，本單元還為單片機提供上電復位信號，保證在系統電壓穩定之后再啟動單片機工作；本單元又為DSP提供了掉電警告信號，在外部電壓衰落時提前告知DSP，使其有足夠時間完成現有操作，轉入安全狀態，以免在電壓不穩定時向存儲卡寫入數據，致使卡上數據損壞。

3 系統軟件的實現
本系統的軟件設計包括單片機部分和DSP部分，從功能上可以綜合敘述為圖2所示流程。

程序共有五個工作狀態，通常處于普通監錄狀態，可以進行監聽，以確保系統正常工作。進入其它四個狀態之前需要校驗密碼，所以只有掌握密碼的管理人員才有權查找和播放所存儲的語音內容。軟件不設錄音命令，但其它功能，如監錄、音量增減、按條目或3秒鐘長度向前跳轉、向后跳轉、按時間檢索、密碼重置等等都單設一條命令，在DSP程序中對應于不同的程序模塊。此外，DSP程序中還含有語音編碼和語音解碼兩大模塊，由DSP主程序調用。

4 系統性能評測
本系統在鐵道部測試時表現優異：信噪比大于50dB；失真度小于5%；以1000Hz為基準，語音帶內的幅頻響應在±3dB以內；每月時鐘誤差小于一分鐘。除此以外，在起錄靈敏度、耐壓、輸入阻抗、輸出阻抗、功率輸出、線路輸出、記錄時間長度等各方面的測試結果也完全滿足《鐵路運輸數字通訊記錄儀技術條件》的要求。而且，雙卡雙通道結構、后臺錄音功能、高語音質量都使本系統具有很強的市場競爭力，現已投入小規模生產。