基于CAN总线的矿用语音广播对讲系统设计
为了实现CAN总线的远距离传输,必须以牺牲传输波特率为前提。在该系统中,选择和实现一种低码速、高音质的语音压缩编码是整个系统的关键。共轭代数码激励线性预测(CS-ACELP)的8 kb/s语音编码G.729方法延迟小,可以提供与32 kb/s的ADPCM相同的语音质量。其音质是同档次码速率中最优的,而且在噪声较大的环境中也会有较好的语音质量,广泛地应用于多种数字语音通信领域。
在嵌入式平台上实现G.729压缩编码算法是该项目开发中的难点,在本系统中选用了一种单芯片的解决方案,利用一款多类别语音编解码芯片CMX7261,配合Cortex-M3内核的嵌入式软硬件平台实现了语音信号的G.729A压缩编码。
2 语音终端硬件设计
2.1 终端硬件总体设计
终端硬件总体设计示意图如图2所示。模拟语音通过麦克风输入,经过音频放大芯片MC34119进行放大,然后送到语音编解码芯片CMX72 61进行A/D转换;数据压缩打包后通过SPI接口传送给微处理器LPC1768,微处理器通过CAN收发器CTM8250将数据传送到CAN总线上;总线上的语音数据流通过CAN收发器传送给微处理器,通过微处理器的SPI接口传送给CMX7261,实现编码数据的解码;解码后的数据通过CMX7261内部的D/A转换器转换成模拟语音,经音频功放芯片TDA2822驱动喇叭播放。本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/154096.htm
2.2 语音处理模块设计
CMX7261是英国CML公司研发的一种多类别语音编解码芯片,支持多种语音编解码标准。它能将模拟语音编码成为PCM(线性、u率、A率)CVSD或者G.729A的数据格式,也能把PCM、CVSD和G.729A的语音数据流解码成模拟语音输出,并且支持PCM、CVSD和G.729A协议之间的相互转换。CMX7261由3.3 V电源供电,提供可选的低功耗模式。
图3为CMX7261与微处理器LPC7168的接口电路图。CMX7261与LPC1768通过C-BUS(SPI模拟)接口进行数据的传输。设置CMX7261的相关功能寄存器,产生压缩速率为8kb/s的G.729A语音的编码数据流,在CAN总线上传输,传输速率选择15kb/s,终端节点之间的传输距离2000m。由于G.729A的编解码标准对于质量较高的语音支持效果较好,所以采用CMX7261语音芯片能够低成本地实现话音和高质量语音的窄带通信。
2.3 CAN总线电路设计
在本系统中选用了带隔离的CAN收发器模块CTM8250。CTM8250是一款带隔离的通用CAN收发器模块,该模块内部集成了所有必需的CAN隔离及CAN收发器件,这些都被集成在不到3 cm2的模块上。模块的主要功能是将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差分电平,并且具有DC 2500 V的隔离功能。
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