基于FPGA的语音存储与回放系统

河南大学 梁 勇 闫占强

前言

数字化语音存储与回放系统的作用是对声音信号进行存储和回放，并实现数字化控制。能够做到的控制方法有很多，譬如单片机控制、DSP控制、FPGA控制等。本文研究的是基于FPGA控制下的语音存储与回放系统，在该系统中，没有使用专用的语音处理芯片，而是利用FPGA作为核心控制器，完成语音信号的数字化处理，从而实现语音的存储与回放。

1.系统总体结构

图1 数字化语音存储与回放系统示意图

图2 FPGA外部接线

该数字化语音存储与回放系统的基本工作原理是：将麦克风采集到得语音信号经过模拟放大和滤波处理后，通过模数转换器（A／D）转换成数字信号，再通过控制器（FPGA）的控制存储在存储器中；回放时，由控制器（FPGA）将数据从存储器中读出，然后通过数模转换器（D／A）转换成模拟信号，经放大后由扬声器输出。当然，为了实现高质量的音质要求，在AD之前及DA之后，用带通滤波器滤除不必要的噪声，以达到较好的效果。人实际说话的频率范围300～3400Hz，所以滤波器设计在该频道范围。

本设计方案系统总体结构框图如图1所示。

2.主控电路

2.1 FPGA顶层电路

FPGA顶层接线如图2所示。在该设计中clk24m接24MHz晶振；cp接ADC0809模数转换电路；yy[7..0]接HM628128D；res接按键开关，res为0时地址复位；wo接高低电平开关，wo为0时录音为1时放音；dout[7..0]接D/A转换器的数据输入端；wr、read、adr[16..0]接HM628128D；bz接发光指示灯，显示录音或放音工作状态；其余端接ADC0809模数转换电路。

2.2 各部分介绍

分频器1，用来产生存储器所需要的存储时钟；分频器2，用来产生AD芯片所需要的采样时钟。……