语音处理DSP系统设计 第13页
运行explore的A律压缩程序后暂停，打开图像窗口，将图形窗口设置为采样点512，时域，自动标尺，数据类型16位整型。数据经压缩后，放置在3000h到3800h.把图像窗口的起始位置设为3000h，可观察到A律压缩后的结果，这时查看内存窗口会发现采样数据的有效字长是否由12位压缩到8位。
3.2.2.3 A律压缩的设计结果
图16压缩后的数据内存
观察压缩后的数据内存，可以清楚的发现：由MAX1246A/D输出的12位数字信号已经被压缩成8位的数字信号，并存入0x3000地址空间内。这是依据A律压缩原理完成的。由于人的语音信号的特点，故可以适当忽略大信号，确保小信号，以达到压缩数据的目的。压缩后的数字信号的有效码位由12位变成了8位，有利于数字信号的传输。本课题的基本内容是完成一个基于DSP的语音压缩处理系统，所以本部分是课题的最重要的核心。
3.2.3语音合成
图17 语音生成
在本课题中，主要是利用8253定时器和8255可编程控制器实现。
3.2.3.1 8253定时器与8255可编程控制器工作方式的设置
方法是首先编程8253定时器通道2让其按方式3工作。即通过指令
MOV AL， 0B6H
OUT 43H，AL
实现。接着应向42H口送入发出频率对应的计数值，即
MOV AL，计数值低位
OUT 42H， AL
MOV AL， 计数值高位
OUT 42H， AL
然后通过8255打开扬声器的门即可发出该频率的声音。即
IN AL， 61H
MOV AH， AL
OR AL， 3
OUT 61H， AL
该频率的声音持续多长时间取决于开扬声器的门到关扬声器门间的时间。
8253定时器通道2频率与计数值间的对应关系。
时钟频率/发声频率=送给8253定时器的计数值。当时钟频率为1193180即1234DCH时，若给定声音频率存放在DI中，则该计数值应为：
MOV DX， 12H
MOV AX， 34DCH
DIV DI
这时计数值应在AX中，然后分别按低字节和高字节送往42H口即可。
延时
当时钟为1193180周时，延时10毫秒可由：
MOV CX， 2801
DL 10ms：LOOP DL10ms
实现，当时钟频率高时，可自行计算。
3.2.3.2 音符与频率（即语音合成的原理）
音符与频率有如下对应关系：
音符1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 （1）
频率 131 147 165 175 196 220 247 262 294 330 349 392 440 496 523
节拍：一拍250 毫秒，半拍125毫秒。以10毫秒为单位则分别对应25和12。这样可将音符所对应的频率放在一张表FREQ中，将音符所对应的节拍放在另一张表TIME中，然后通过主程序逐一按音符频率和节拍值来让扬声器发声，直到遇到音符对应频率计数值为0为止。
3.2.3.3语音合成的设计结果
通过音符与频率，节拍的对应关系。以及8253定时器和8255可编程控制器的相应设置，可以让计算机演奏该节拍的歌曲。这也就实现了语音合成。
4 课题的完成情况
4.1制作编程及调试情况
在制作和编程的过程中，先确定基本设计方案，然后分解各个模块，分析各模块之间的关系，再查找相应的设计程序资料并最终确定了语音输入，语音输出，语音压缩和语音合成的程序。在调试过程中，参考相应的DSP实验箱TDB-C5410和8253定时器，8255可编程器件的调试说明，不断修改，在指导教师李哲英教授的认真指导下，最终基本完成了设计目标。
通过explore5410输出图像窗口的波形对比输入波形，可以发现图像基本一致，故可以保证信号输入和信号无失真的输出。
通过explore5410内存窗口，可观察到信号经过A律压缩后的结果，采样后的有效字长已从12位压缩到8位。
通过运行8253和8255的语音合成的程序，可从计算机扬声器听到合成的声音。
4.2设计测试方案和结论分析
本部分要说明具体的设计测试方案和对设计结果的分析。
4.2.1设计测试方案
包括语音输入与语音输出，语音压缩，以及语音合成的测试方案。
4.2.1.1语音输入与输出的测试方案
实验箱函数信号发生器信号输出端接实验板IN1，实验板OUT接示波器，打开微机运行Explor5410程序，这时可从图象窗口中看到先通过A/D转换，再通行D/A转换后的信号波形。由输出波形与信号发生器的原输入波形比较，即可知支持语音输入和无失真的语音输出。
4.2.1.2语音压缩的测试方案
运行程序之后暂停，打开图像窗口，将图形窗口设置采样点（对域，自动标尺，数据类型等也进行设置）把图像窗口的起始位置设为3000h，所观察到的是信号经过A律压缩后的结果，这时查看内存窗口会出现采样数据的有数字长已经从12位压缩到8位，从而减少了实际数据量，即实现语音数据压缩。
4.2.1.3语音合成的测试方案
编程8253定时器通道2让其按方式3工作，通过8255打开扬声器的门即可发出该频率的声音。通过听计算机扬声器的声音可知道实现了语音合成。
4.2.2结论分析
对设计结果进行相应的分析。
4.2.2.1语音输入与输出的结论分析
通过图11，可以看出输出信号基本与输入信号保持一致。这一方面说明MAX1246A/D器件可以实现对模拟信号的数字化，即可实现语音模拟信号的输入；另一方面，基于采样定理，即保证采样频率大于或等于2倍的信号最高频率，信号经处理后的输出实现了无失真。并利用MAX531D/A器件将数字信号还原成模拟信号输出。这样就完成了语音的输入与输出。
4.2.2.2语音压缩的结论分析
已知MAX1246是采用均匀量化，为了实现数据压缩，必须利用非均匀量化的特点，即对小信号量化间隔密，大信号量化间隔粗，这就使数据压缩成为可能。通过图16，可以清楚地看到信号经过压缩后的结果，数据的有效字长已经从12位压缩到8位，从而减少了实际数据量。同时也就完成了语音数据的压缩。
4.2.2.3语音合成的结论分析
通过实际的设计结果，可以通过8253定时器和8255可编程控制器实现声音的合成。这是基于音符与频率，节拍一一对应的关系。通过主程序逐一按音符频率和节拍值让扬声器发声，直到遇到音符对应频率计数值为0为止
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