基于C6727的高品质音频处理系统的硬件研发

论文摘要

近些年来,随着人们生活水平的提高,越来越多的人开始渴望享受高品质和高保真的音响效果,因此高品质音频处理系统逐渐走进了人们的生活。论文工作设计了以DSP为核心的高品质音频处理系统。论文讨论了研究高品质音频处理系统的意义及“高品质”的评判标准,给出了系统的整体设计方案,详细地介绍了系统的硬件结构设计。系统的硬件结构分为5个主要功能模块,即音频处理模块、音频采集模块、音频输出模块、存储模块和通信模块。音频处理模块的核心是TI公司的数字信号处理器TMS320C6727,它也是整个系统的核心,可实现对音频数据的高速、实时地运算处理;音频采集模块的主要部分是音频A/D转换器,而音频输出模块的主要部分是音频D/A转换器,它们分别采用TI公司的ADC芯片PCM4204和DAC芯片PCM4104,这两款芯片有着较高的采样率和较多的量化阶数;存储模块用于存储大量的运算数据;通信模块用来实现系统与其它设备之间的数据传输。论文工作在深入地研究数字信号处理器TMS320C6727、音频ADC芯片PCM4204、音频DAC芯片PCM4104等技术资料的基础上,进行了高品质音频系统的硬件结构设计;然后根据所设计的电路原理图,完成了系统PCB的设计和硬件电路的安装制作;最后进行了系统各功能模块的调试并分别给出了各模块的调试流程框图。调试结果表明,系统设计合理,实现了系统预期的功能,达到了设计的各项技术指标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 影响高品质音频处理系统性能的几个重要因素
• 1.3 数字音频信号
• 1.4 本论文的主要任务
• 1.5 论文的组织结构
• 1.6 本章小结
• 第二章 高品质音频处理系统的设计方案
• 2.1 系统的整体设计方案
• 2.2 系统核心处理器TMS320C6727
• 2.2.1 TMS320C6727 简介
• 2.2.2 TMS320C6727 的硬件体系结构
• 2.3 系统中DSP 各外设的详细设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 音频信号采集模块
• 3.1 音频信号采集模块的三个组成部分
• 3.2 八通道模拟音频信号的采集
• 3.2.1 高性能音频ADC 芯片PCM4204
• 3.2.2 PCM4204 与TMS320C6727 的连接
• 3.3 数字音频信号的采集
• 3.3.1 数字音频接收器DIR9001
• 3.3.2 数字音频信号的输入
• 3.3.3 DIR9001 与TMS320C6727 的连接
• 3.4 MIDI 信号的采集
• 3.4.1 UART 的设计
• 3.4.2 电平转换电路
• 3.4.3 光耦合电路
• 3.5 本章小结
• 第四章 音频信号输出模块
• 4.1 八通道模拟音频信号的输出
• 4.1.1 高性能音频DAC PCM4104
• 4.1.2 DSP 对PCM4104 的控制
• 4.1.3 PCM4104 与TMS320C6727 的连接
• 4.2 数字音频信号的输出
• 4.3 MIDI 信号的输出
• 4.4 PCM4204 与PCM4104 的系统时钟输入
• 4.5 本章小结
• 第五章 系统外部存储器的扩展和通信接口的设计
• 5.1 TMS320C6727 的外扩存储器的设计
• 5.1.1 SDRAM 的扩展
• 5.1.2 FLASH 的扩展
• 5.2 系统通信接口的设计
• CS[2]空间的分配'>5.2.1 EM_CS[2]空间的分配
• 5.2.2 RS232 串口的设计
• 5.2.3 USB2.0 接口的设计
• 5.2.4 以太网接口的设计
• 5.3 系统的其他外围电路的设计
• 5.3.1 系统各时钟的产生
• 5.3.2 串行FLASH 和TMS320C6727 BOOT 的配置
• 5.3.3 复位控制电路
• 5.3.4 UHPI 扩展总线
• 5.3.5 JTAG 接口
• 5.3.6 系统的电源
• 5.4 本章小结
• 第六章 PCB 板的设计和系统的调试
• 6.1 系统PCB 板的设计
• 6.1.1 本系统PCB 板的整体设计方式
• 6.1.2 高速PCB 板的设计
• 6.1.3 电源布线的设计
• 6.1.4 信号完整性设计
• 6.2 系统的调试
• 6.2.1 系统板的调试
• 6.2.2 音频板的调试
• 6.3 本章小结
• 总结
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢