ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè Lời nói đầu Ngày với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, vai trò kỹ thuật số, kỹ thuật máy tính ngày trở nên to lớn Nó xâm nhập vào lãnh vực đời sống xã hội Nó thúc đẩy tự động hố sản xuất, sinh hoạt người Trong khuôn khổ đề tài thực tập, dựa nhu cầu thực tế, với nhiệm vụ thiết kế hệ thống ghi âm số điện thoại kênh tự động, em tham khảo mơ hình có, đưa số phương án khả thi Phương án tối ưu thiết kế sơ đồ khối, sơ đồ ghép nối mơdule phần mềm Trong q trình thực tập em học nhiều kiến thức kinh nghiệm mới, nhiên trình độ cịn hạn hẹp, kinh nghiệm nên đề tài cịn nhiều thiếu sót Em xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Quốc Anh ln tận tình hướng dẫn em q trình hồn thành đợt thực tập 1 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè I.Nhiệm vụ Hệ thống ghi âm số cần thực nhiệm vụ sau: - Thu tín hiệu thoại đồng thời trực tiếp từ kênh thoại - Mã hố thành tín hiệu số - Tổ chức lưu trữ - Playback Phần cứng hệ thống gồm - Mạch thu chuyển đổi tín hiệu tiếng nói - Khối điều khiển - Lưu trữ - Playback(Sound card) Phần mềm bao gồm - Chương trình điều khiển thu tín hiệu thoại - Tổ chức lưu trữ thành file - Chương trình playback Chuyển Phone đổi tín hiệu Khối điều khiển Playback Data base Sơ đồ khối hệ thống ghi âm Hệ thống có nhiệm vụ ghi âm điện thoại đồng thời kênh Do yêu cầu phải ghi đủ, xác thoại tất kênh Các kênh thoại ngẫu nhiên Trong tình lớn kênh có thoại Do hệ thống phải có khả xử lý thiết kế để thu âm kênh Các kênh truyền tin, thiết bị điều khiển phải có tốc độ đủ lớn Hệ thống cần xác định trạng thái kênh 2 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè Tín hiệu thoại tín hiệu tiếng nói, để xử lý lưu trữ cần phải chuyển tín hiệu số Dựa đặc tính tín hiệu tiếng nói ta mã hố PCM 8bit theo luật µ luật A, vừa tiết kiệm dung lượng lưu trữ, đường truyền đảm bảo chất lượng âm Việc ghi âm đàm thoại chủ yếu phục vụ cho việc giám sát, thoại phải lưu trữ hợp lý, dạng sở liệu để dễ dàng cho việc tìm kiếm, playback Phải lưu trữ đầy đủ thông tin đàm thoại thời lượng, thời gian bắt đầu,kết thúc Cập nhật thoại theo thời gian thực, nên sở liệu cần tổ chức để đáp ứng tốc độ hệ thống Các thoại phải lưu trữ thời gian định(1,2 năm) nên tiết bị lưu trữ cần có dung lượng đủ lớn Phát lại thoại diễn đồng thời với việc ghi âm Hệ thống cần xây dựng chương trình điều khiển soundcard, chương trình ứng dụng để truy cập sở liệu phát lại thoại thông qua sound card II Phương án có Hiện nay, số sở có nhu cầu ghi âm điện thoại trang bị máy ghi âm công nghiệp nước ngoài, giá thành cao khoảng vài trăm triệu VND Tại trung tâm điều độ lưới điện miền Bắc A1, sử dụng thiết bị ghi âm CR500T comunication recorder hãng TEAC corporation Thiết bị sử dụng hệ vi xử lý chuyên dụng, ghi âm trực tiếp từ đường điện thoại Sau số đặc điểm kỹ thuật thiết bị Mô tả sơ +Thiết bị cho phép ghi lại đàm thoại có thời lượng dài +Có khả thu từ đến 56 kênh htoại đồng thời, có chế độ 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56 kênh +Tín hiệu tiếng nói mã PCM bit theo luật µ 3 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè +Thơng tin lưu trữ băng từ : DAT (DDS2 standard), 3.5” MO(magneto optical) drive (ISO/IEC CD15041 standard) 5” MO drive (ISO/IEC CD14517 standard) Đặc điểm + Ghi âm hiệu quả: Một băng ghi đơn DDS2- standard ghi 850 kênh Một đĩa 3.5” MO 640MB ghi 150 kênh + Hai driver điều khiển ghi âm: cho phép thay đổi chế độ: serial mode hay dual mode + Khối xác định tín hiệu thoại chuyên dụng + Bộ Time code + Recall + Playback recording + Có khả tìm kiếm đàm thoại theo thời gian gọi theo số gọi + Điều chỉnh tốc độ play cho phù hợp với người nghe lại gọi + Có thể phát lẫn nhiều kênh đồng thời + Có thể tự động xác định thời điểm bắt đầu gọi để ghi âm có hỗ trợ VOX Các khối chức +Recording • Thiết bị hỗ trợ kiểu ghi âm Mỗi kênh sử dụng kiểu ghi âm khac nhau: Ghi âm từ thời điểm bắt đầu liên lạc(OFF HOOK) đến - thời điểm kết thúc liên lạc(ON HOOK) bừng cách xác định dòng điện đường dây điện thoại Ghi âm voice, sử dụng chức VOX Khi kênh - thoại khơng có tín hiệu thoại giây kết thúc ghi âm Ghi âm đặc biệt dùng cho tín hiệu điều khiển mở rộng • Ghi 10 chữ số cuối việc xác định tín hiệu DTMF gọi 4 Thiết kế hệ thống ghi âm số ã Xỏc định CallerID •Ghi thơng tin gọi - Số thứ tự kênh gọi - Thời điểm bắt đầu gọi - Thời điểm kết thúc gọi - Số điện thoại gọi(DTMF) • Ghi thời gian ngày tháng bắt đầu gọi • Dual operation • Serial operation • Endless operation • Single operation +Playback and monitor • Chức monitor: Có thể nghe kênh đồng thời( tất kênh) Trong đang, giám sát voice input kênh • Tìm kiếm : Có thể tìm theo thời gian số gọi • Instant recall • Pause : pause play mode • Skip Forward Skip back • FAST/SLOW • Fast Forward rewind + Time code • Xác định thời gian theo : Year, Month, Day, Hour, Minute • Có thể lựa chọn time code IRIG-B • Đồng cho hai nhiều CR-500 hoạt động + Điều hành từ xa báo động • Điều hành từ xa - Điều khiển từ xa dùng RS-232C - Không đồng bộ, 9600(mặc định),19200,38400,57600,115200 bps - bits data, bit stop, no parity, no procedure 5 Thiết kế hệ thống ghi âm số ã Bỏo ng media end, lỗi ổ A,B,HDD, lỗi kênh, lỗi time code,Quạt dừng + Các chức khác: • Màn hình LCD characters ì lines ã UPS cp ngun thêm phút kể từ nguồn cấp • Power switch OFF protect • Chức tự kiểm tra thiết bị bắt đầu hoạt động 4.Các thơng số + Voice System • Tần số lấy mẫu 8Khz ã S bit lng t bits(bng lut à) • Dải tần 300 đến 3400Hz • S/N ratio 40dB • Input level (-50 đến dBV) với AGC • Dải AGC -50 đến –30 dBV(-48 đến –28dBm) at maximum sensitivity -20 đến dBV(-18 đến dBm) at maximum sensitivity •Trở kháng đầu vào 10kΩ hơn(tại 1kHz) ãMonitor output -2.2dBVì1(RCA pin jack, AUX I/Oconnector) -40dBVì1(3.5 jack) • Speaker output 0.5W • Earphone output • Dải Biến đổi VOX 1mW -50 đến –20 dBV • BEEP TONE output -30dBm nhỏ hơn(FCC standard) + Hệ thống điều khiển • Phương tiện ghi âm -Băng từ theo chuẩn • DDS driver DDS standart 60m(1.3GB) 90m(2GB) theo chuẩn DDS standard, khơng nén • Thời gian ghi âm -CR-500T 120m tape ghi 850 kênh • Đơn vị truyền thông nhỏ : 16 seconds 6 ThiÕt kế hệ thống ghi âm số ã Thi gian iu chỉnh đồng hồ: Khoảng tháng + Các thông số chung • Nguồn cấp 90 – 132 VAC, 50/60 Hz • Tiêu thụ nguồn 160 –200 VA Đây thiết bị ghi âm chuyên dụng, có nhiều ưu điểm - Có thể ghi âm đồng thời 56 kênh - Có khả xác định tín hiệu thoại: tín hiệu Hook-off, tín hiệu âm - Nhiều chế độ linh hoạt - Playbach trộn lẫn nhiều kênh - Nhiều chức kèm theo khác - Có giao tiếp RS-232 - Thiết bị độc lập gọn nhẹ Tuy nhiên, có số nhược điểm: - Giá thành cao - Giao diện - Khả tìm kiếm khơng linh hoạt - Sử dụng băng từ nên dung lượng chất lượng lưu trữ thấp 7 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè III Các phương án đề xuất Dựa phân tích nhiệm vụ hệ thống, hệ vi xử lý thời gian thực Có thể xây dựng hệ thống theo phương án sau: - Xây dựng hệ nhúng dựa vi điều khiển - Xây dựng vi mạch nối ghép với máy tính Xây dựng hệ thống ghi âm sử dụng vi điều khiển Phone Xác định trạng thái tín hiệu voice Mã hố tín hiệu controll data Souncard Micro Controller status Database Sơ đồ khối hệ thống Tín hiệu thoại đưa qua phận xác định trạng thái tín hiệu đường dây điện để xác định xem kênh thoại có kết nối hay khơng Tín hiệu trạng thái đưa đến vi điều khiển Tín hiệu thoại đưa vào khối mã hoá thành dạng liệu PCM Dữ liệu lưu trữ sở liệu Khi có yêu cầu playback, liệu đưa qua soundcard loa Trên sơ đồ khối, vi điều khiển phải nối ghép với khối thu thoại, khối lưu trữ, khối play back Vì ứng dụng thời gian thực nên vi điều khiển phải có khả xử lý thời gian thực, vi điều khiển thuộc dịng RISC 8 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè Thiết bị lưu trữ dùng đĩa cứng flash Tuy nhiên việc phối ghép với đĩa cứng phức tạp Với vi điều khiển khơng sử có hệ điều hành, cần lập trình điều khiển đĩa, tổ chức file Do chi phí cho xây dựng phần mềm điều khiển lớn Những vi điều khiển có kèm hệ điều hành giá thành cao Bộ nhớ sử dụng cơng nghệ Flash, có dung lượng nhỏ giá thành cao Hơn nữa, phải xây dựng file system Việc xây dựng khối playback, ta sử dụng vi mạch DAC, DSP để thiết kế soundcard Việc thiết kế phức tạp nhiệm vụ hệ thống ghi âm Có thể tạo bus mở rộng ISA để phối ghép với soundcard có sẵn Ta sử dụng riêng máy tính PC có soundcard, chạy chương trình ứng dụng truy cập sở liệu để playback Phương án đòi hỏi xây dựng phần cứng phức tạp Khối lượng cho phần mềm hệ thống lớn Do chi phí thực lớn Sử dụng card thu thoại ghép nối với PC PC hệ vi xử lý đa Hiện PC ngày phổ biến giá thành rẻ PC có nhiều lựa chọn để mở rộng qua rãnh cắm mở rộng ISA, PCI, USB cổng vào Một ưu điểm lớn việc sử dụng PC PC có hệ điều hành hoàn chỉnh Việc điều khiển phối ghép với đĩa cứng hay soundcard hệ điều hành hỗ trợ Hệ thống file có sẵn PC có giao diện thuận tiện, dễ xây dựng ứng dụng Hơn ta sử dụng máy PC cho nhiều chức khác chức điều khiển ghi âm IV Thiết kế hệ thống ghi âm số điều khiển PC Hệ thống bao gồm thiết bị phần cứng module phần mềm Phần cứng hệ thống ghi âm số nhiều kênh dùng PC cần phải xây dựng card thu thoại nhiều kênh Các module phần mềm bao gồm: - Tổ chức sở liệu Phần mềm điều khiển card thu thoại Điều khiển soundcard ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè - Chương trình ứng dụng playback Card thu thoại nhiều kênh Bản mạch mở rộng nối ghép với PC qua bus ISA, USB hay cổng máy in Mạch phải có khả thu đồng thời kênh Tín hiệu thoại mã hố PCM bit, tần số lấy mẫu kHz, tốc độ truyền liệu âm phải đạt 64kbyte/s Ngồi cịn có tín hiệu trạng thái, điều khiển trễ PC, tốc độ bus mở rộng phải đạt vài trăm kbyte/s Các bus ISA, USB đáp ứng tốc độ này, nối ghép qua cổng LPT vừa đơn giản, vừa đạt yêu cầu tốc độ Cổng LPT chế độ EPP truyền liệu với tốc độ từ 500KByte-2Mbyte phone Xác định trạng thái kênh Line C O D E C Đệm SIPO 8bit Select MUX 8×8_1 SYNC AND Thanh ghi trạng thái kênh Data PC IRQ Status Sơ đồ khối vi mạch thu thoại Card thu thoại gồm khối chức sau: • Khối xác định trạng thái tín hiệu: Khối có nhiệm vụ xác định loại tín hiệu đường điện thoại đưa tới.Có nhiều cách xác định trạng thái: 10 10 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè - Xác định xem có kết nối hay khơng kết nối(Hookon,Hook-off) - Xác định xem có tín hiệu thoại hay khơng Một máy điện thoại phải gồm có hai phần mạch bản, mạch thu phát tín hiệu chuông mạch đàm thoại Bộ xác định trạng thái xác định thời điểm máy điện thoại chuyển sang kênh thoại(Hook-on) để báo cho hệ thống biết sẵn sàng ghi âm kênh Nếu kênh liên tục trạng thái ghi âm sau chu kỳ ghi âm kênh(ghi byte liệu dạng PCM), khối lại ghi vào ghi trạng thái thông tin kênh Các tín hiệu trạng thái kênh kết hợp lại qua cổng AND tạo thành yêu cầu ngắt đưa CPU • Codec: Codec mã hố giải mã tín hiệu Một số vi mạch codec dành riêng cho tín hiệu tiếng nói Khối có nhiệm vụ chuyển đổi ADC,mã hố tín hiệu tiếng nói thành dạng PCM bit theo luật µ Vi mạch TP3054 National IC chuyên dùng cho mã hoá tiếng nói Tín hiệu vào tín hiệu tiếng nói điện thoại đưa đến chân VFX.Tín hiệu đưa nối tiếp đầu trạng thái D X Chu kỳ lấy mẫu đưa vào chân FSx(8kHz) Sau chu kỳ đồng hồ chân BCLKX TP3054 đưa liệu mã hoá mẫu Dữ liệu đưa qua đệm để chuyển nối tiếp thành song song (SIPO)vào xử lý • Bộ dồn kênh: Bộ dồn kênh bao gồm khối Mux 8-1 có khả chuyển song song byte liệu kênh chọn PC đầu MUX nối với ghi liệu cổng LPT Tín hiệu chọn kênh tín hiệu chuyển liệu đưa từ PC điều khiển chương trình phục vụ ngắt • Thanh ghi trạng thái kênh Thanh ghi ghi bit, vào song song Mỗi bit ghi cờ kênh, báo hiệu trạng thái kênh kết nối hay không Bit i =0 kênh rỗi =1 kênh bận(active) 11 11 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè Tín hiệu trạng thái kênh đưa đến đầu vào song song ghi PC đọc nội dung ghi xử lý ngắt Hoạt động : Tín hiệu điện thoại qua khối xác định trạng thái kênh Nếu kênh có kết nối tạo ngắt đưa PC đồng thời ghi vào ghi trạng thái chuyển tín hiệu thoại sang codec Bộ codec mã hố tín hiệu âm thành dạng PCM 8bit, đưa đệm SIPO, sau chuyển đên MUX Chương trình phục vụ ngắt đọc ghi trạng thái xác định kênh active, thực vòng lặp lấy liệu từ kênh active IRQ 12 12 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè Sơ đồ ngun lý card thu thoại Trên sơ đồ ghép nối sử dụng IC sau: IC TP3054 : codec IC TP3155: khối tạo xung đồng cho TP3054 IC 74LS164: ghi dịch SIPO 8bit IC 74LS151: MUX 8-1 IC MUX 2-1 IC 74199: ghi vào song song bit Tổ chức sở liệu Dữ liệu lưu trữ file âm định dạng file *.wav dạng PCM bit Những liệu cập nhật hệ thống ghi âm truy xuất trình ứng dụng playback để giám sát, kiểm tra nội dung thoại Do vậy, liệu cần phải tổ chức cho cập nhật nhanh rong gian thực, dễ dàng tìm kiếm Sử dụng PC có sẵn hệ điều hành, việc tổ chức lưu trữ đĩa cứng dung lượng lớn trở nên dễ dàng Trong việc giám sát gọi, thông tin quan trọng để xác định gọi thời gian diễn gọi Do hệ thống tổ chức lưu trữ file âm lưu theo chế phân cấp thời gian Dữ liệu lưu trữ hệ thống lưu trữ theo năm Tất gọi ghi năm lưu trữ theo thư mục với tên yearxxxx(xxxx: tên năm) Trong thư mục năm có file ghi thơng tinphục vụ cho việc cập nhật tìm kiếm :info.rcd Mọi truy cập đến thoại ghi năm phải truy cập qua file Mỗi thoại kênh lưu vào file *wav riêng File info.rcd chứa số cấu trúc liệu để phục vụ cho việc cập nhật tìm kiếm nhanh chóng Phần đầu file mảng cố định hai chiều ghi Mỗi phần tử mảng header danh sách liên kết Cấu trúc phần tử Header so với phần tử lại danh sách liên kết khác 13 13 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè CH1 CH2 CH3 CH4 CH5 CH6 CH7 CH8 File *.wav File *.wav NULL 372 phần tử File *.wav File *.wav File *.wav NULL File *.wav Cấu trúc liệu file info.rcd để quản lý file *.wav Thông tin file *.wav phân cấp theo kênh theo thời gian Thời gian phân cấp theo tháng, ngày, phút, giây Mảng hai chiều Manage cung cấp thông tin kênh, tháng ngày Mỗi phần tử mảng Header danh sách liên kết chứa thông tin thoại kênh ngày Cấu trúc phân tử mảng hai chiều: struct channeldate { int Totalfile; //tổng số gọi ngày int Firstposition; // vị trí phần tử //danh sách liên kết file 14 14 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè conversation * Firstlink;// trỏ tới phần tử // danh sách liên kết }; Để truy cập đến bảng thông tin kênh c,tại ngày thứ d tháng m, địa là: Manage [c] [(m-1)*31+d] Cột thơng tin kênh, hàng thông tin ngày năm Mỗi cột có 372 phần tử, quy ước tất tháng năm có 31 ngày để có cơng thức truy cập mảng trực tiếp Danh sách liên kết đơn mang thông tin thoại ngày ghi theo trật tự thời gian Cấu trúc phần tử danh sách liên kết: struct conversation { int hour; //giờ thoại bắt đầu int minute; //phút thoại bắt đầu int second; //giây thoại bắt đầu int longtime; // thời gian gọi tính giây int dial; //quay số hay không int phonenumber; //số điện thoại liên lạc phụ thuộc //trường dial char* filename; // đường dẫn tới file *.wav int Nextposition; // vị trí phân tử file conversation * Nextlink;// trỏ tới phần tử }; Đặt mặc định vị trí NULL file Cấu trúc lưu trữ thông tin giờ, phút, giây diễn thoại, thời gian gọi, máy gọi đi(số điện thoại gọi) hay bị gọi tới(số máy gọi tới) Cấu trúc lưu trữ đường dẫn tới file *.wav chứa nội dung gọi Hai 15 15 ThiÕt kÕ hÖ thèng ghi ©m sè trường Nextposition Nextlink dùng để tổ chức danh sách liên kết file nhớ Việc lưu trữ thông tin thoại ngày danh sách liên kết tạo linh hoạt cập nhật vào file info.rcd, biết trước số gọi diễn ngày Hơn nữa, số gọi ngày lớn lắm, nên dễ dàng cho việc tìm kiếm Truy xuất cấu trúc liệu trên, phải liên tục đọc file, làm việc với nhớ tốc độ chậm, không phù hợp với ứng dụng thời gian thực nhiên xây dựng danh sách liên kết nhớ dựa trường Firstlink Nextlink Sau thời gian xác định cập nhật lại vào file 3.Các module phần mềm a Phần mềm điều khiển card thu thoại Phương pháp vào với card thu thoại sử dụng ngắt Tại chế độ EPP cổng LTP chân 10 (Ack) chân báo ngắt Chân đưa đến chân IRQ7 vi mạch PIC8259 tương ứng với vector ngắt 0Fh Chế độ EPP cổng LPT phải khởi động cách khởi động vi mạch superIO hỗ trợ cho cổng LPT Phần mềm điều khiển có hai chức : - Khởi động cho card thu thoại - Chương trinh phục vụ ngắt Khởi động cho card thu thoại thực theo bước - Khởi động chế độ EPP cổng LPT - Cài dặt chương trình phục vụ ngắt vector ngắt 0Fh 16 16 ThiÕt kÕ hÖ thèng ghi ©m sè Sơ đồ khối chương trình phục vụ ngắt Bắt đầu Đọc tg trạng thái i=8 bit i 1->0 kênh i active mở file bit i 0->1 Đóng file Đưa tín hiệu chọn kênh Ghi liệu vào file i=i-1 i>0 kết thúc 17 17 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè b.Điều khiển soundcard playback Các soundcard nối ghép với PC qua ISA PCI bus Các soundcard theo chuẩn Blaster.Một soundcard gồm phận khối sau: - Bộ xử lý tín hiệu số - Bộ tổng hợp âm - Giao diện MIDI (musical instrument digital interface) - Giao diện với CD-ROM Hai khối thường tích hợp phận DSP(Digital Signal Processing) Soundcard Blaster có cổng vào lập trình Địa sở card 2x0h(x 2,4,6,8) Trên card có 20 cổng vào dùng cho FM synthesized music, mixed setting, DSP programming CD-ROM access Trong số cổng I/O, có cổng dành cho lập trình DSP IOaddress Description Access Base+6h Reset DSP Write only Base+Ah DSP read data port Read only Base+Ch DSP write command/data Write Base+Ch DSP write buffer status Read Base+Eh DSP read buffer status Read only Lập trình trao đổi liệu với soundcard qua DMA controller DMAC điều khiển truyền liệu thiết bị ngoại vi nhớ không qua CPU Vi mạch 8237A điều khiển việc Trong IBM PC có hai DMAC, truyền liêu bit, truyền liệu 16 bit DMAC dùng cho truyền bit với kênh 0, 1, 2, , DMAC2 dùng cho truyền 16 bit với kênh 4, 5, 6, Các ghi địa : 18 18 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè - Các ghi địa sở ghi đếm - Các ghi điều khiển - Các ghi trang Các bước để khởi tạo trao đổi liệu với soundcard qua DMA: - 19 Tính địa tuyến tính vùng đệm Thiết lập mặt nạ Disable kênh trao đổi liệu với soundcard : 19 ThiÕt kÕ hÖ thèng ghi ©m sè OUT TGMATNA,4+[channelDMA mod 4] - ChannelDMA kênh DMA dùng để trao đổi liệu với soundcard Xoá mạch lật F/L Ghi chế độ làm việc cho DMA chọn kênh chế độ hoạt động Địa tăng/giảm chế độ truyền Cho phép tự khởi đầu Dạng thức ghi chế độ Để làm việc với soundcard, ghi chế độ cần thiết lập: chế độ hoạt động đặt chế độ chuyển byte, địa tăng Chế độ khởi đầu đặt cho phép tự khởi đầu Chế độ truyền đặt 01 cho playback 10 cho recording Kênh chọn kênh DMA dành cho soundcard Sau giá trị ghi chế độ tương ứng với chế độ làm việc soundcard: • 48h + channelDMA : Single Cycle Playback • 58h + channelDMA : Auto-initialized Playback • 44h + channelDMA : Single Cycle Record • 54h + channelDMA : Auto-initialized Record - Ghi offset vùng đệm liệu theo byte thấp byte cao - Ghi độ dài liệu cần chuyển - Ghi địa trang vùng đệm vào ghi trang DMA - Bỏ mặt nạ cho kênh Soundcard Lập trình playback Chương trình playback có hai nhiệm vụ chính: - 20 Lập trình truy cập cở sở liệu Lập trình play back qua soundcard 20 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè Truy cập sở liệu dựa thủ tục tìm kiếm theo trường khác Thủ tục tìm kiếm xây dựng theo thuật tốn tìm kiếm cấu trúc liệu trình bày phần Kết tìm kiếm đưa list file cần tìm Để playback âm cần tiến hành bước sau: - Xác định vị trí vùng đệm( không vượt 64KB) - Thiết lập chương trình phục vụ ngắt - Lập trình khởi tạo DMA - Đặt tần số lấy mẫu cho DSP - Ghi lệnh vào cho DSP(+Ch) - Ghi chế độ truyền cho DSP - Ghi kích thước khối liệu cho DSP Các lệnh DSP ghi vào cổng +Ch Soundcard Các lệnh quy định cách làm việc soundcard với DMA - D0: tạm dừng chế độ vào với DMA 8bit - D4:Tiếp tục chế độ vào với DMA 8bit sau bị dừng lệnh D0 - D5: tạm dừng chế độ vào với DMA 16 bit - D6: tiếp tục chế đọ vào với DMA 16 bit sau bị dừng lệnh D2 - D9: Thoát khỏi chế độ vào với DMA 16 bit sau truyền xong khối liệu - DA: Thoát khỏi chế độ vào với DMA bit sau truyền xong khối liệu - E1: Lấy version DSP - Bx:Thiết lập chế độ vào với DMA 16 bit Để thiết lập chế độ làm việc với DMA cần gửi thông tin sau đến cổng ghi/lệnh(+Ch): +Gửi lệnh với qui cách: 21 21 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè bit sau không đổi Bit 3: ghi âm đặt Khi playback đặt Bit 2: quy định chế độ làm việc với DMA: Single Cycle auto-initialized Bit Có sử dụng hàng đợi hay khơng Sử dụng hàng đợi làm tăng tốc độ truyền âm, không bị gián đoạn khối liệu + Gửi chế độ với quy cách: +Gửi kích thước khối liệu(low/high) -Cx tương tự Bx dùng cho DMA bit • Chương trình phục vụ ngắt: Vì có chế độ vào liệu với soundcard qua DMA Single Cycle Auto-Initialized, nên cơng việc chương trình phục vụ cho chế độ khác Trong chế độ Single Cycle chương trình phục vụ ngắt thực cơng việc sau: - Thiết lập chế độ cho DSP làm việc với khối liệu - 22 Thiết lập chế độ làm việc DMA cho khối liệu Chuẩn bị vùng đệm cho khối liệu 22 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè - Báo ngắt cho Soundcard cách đọc cổng 2xEh với soundcard bit 2xFh với soundcard 16 bit - Báo kết thúc ngắt cho PIC cách ghi vào cổng 20h đến A0h Để ghép nối vào với Soundcard,người ta hay sử dụng chế độ AutoInittialized DMA Khi sử dụng chế độ Single Cycle âm bị gián đoạn khối liệu, điều làm giảm chất lượng âm thanh.Trong chế độ Auto-Initialized chương trình phục vụ ngắt thực cơng việc sau: - Chuẩn bị vùng đệm cho khối liệu sau - Báo ngắt cho Soundcard cách đọc cổng 2xEh với soundcard bit 2xFh với soundcard 16 bit - Báo kết thúc ngắt cho PIC cách ghi vào cổng 20h đến A0h 23 23 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè Mục lục Lời nói đầu……………………………………………………………………………….1 I.Nhiệm vụ……………………………………………………………………………… II Phương án có………………………………………………………………… 1.Mơ tả……………………… ………………………………………………………3 2.Đặc điểm……………………………………………………………………………4 3.Các khối chức chính……………………………………………………… 4.Các thông số……………………………………………………………………… III Các phương án đề xuất…………………………………………………………….8 Xây dựng hệ thông ghi âm sử dụng vi điều khiển………………………… Hệ thống ghi âm sử dụng card thu thoại ghép nối với PC………………….9 VI.Thiết kế hệ thông ghi âm số điều khiển PC……………………………… Card thu thoại kênh………………………………………………………….10 Tổ chức lưu trữ……………………………………………………………… 13 Các module phần mềm……………………………………………………… 16 a.Phần mềm điều khiển card thu thoại………………………………………16 b.Phần mềm điều khiển sound card playback………………………… 18 Mục lục………………………………………………………………………………….24 Tài liệu tham khảo…………………………………………………………………… 25 24 24 ThiÕt kÕ hƯ thèng ghi ©m sè Tài liệu tham khảo 1.Bài giảng môn Kỹ thuật ghép nối - Bùi Quốc Anh 2.Kỹ Thuật Vi xử lý – Văn Thế Minh 3.Kỹ thuật ghép nối máy tính – Ngô Diên Tập 4.Kỹ thuật số-Nguyễn Thuý Vân 5.Micro Processor and Interface-D.Hall-MCGraw Hill 25 25 ... khiển ghi âm IV Thiết kế hệ thống ghi âm số điều khiển PC Hệ thống bao gồm thiết bị phần cứng module phần mềm Phần cứng hệ thống ghi âm số nhiều kênh dùng PC cần phải xây dựng card thu thoại. .. đồng thời kênh Do yêu cầu phải ghi đủ, xác thoại tất kênh Các kênh thoại ngẫu nhiên Trong tình lớn kênh có thoại Do hệ thống phải có khả xử lý thiết kế để thu âm kênh Các kênh truyền tin, thiết bị... sẵn sàng ghi âm kênh Nếu kênh liên tục trạng thái ghi âm sau chu kỳ ghi âm kênh (ghi byte liệu dạng PCM), khối lại ghi vào ghi trạng thái thông tin kênh Các tín hiệu trạng thái kênh kết hợp lại