- 基于MEMS麦克风阵列的四通道语音采集系统设计

　　ADMP441 麦克风连接到ADSP-BF533 的SPORT0，SPORT1 数据输入引脚。本电路需要的无源元件只有电容和电阻：每个ADMP441需要一个0.1 μF 旁路电容；SD 线路上需要一个大下拉电阻（100 kΩ），用以在ADMP441 的输出驱动器处于三态时给电容放电。旁路电容应尽可能靠近ADMP441 VDD 引脚（引脚7）放置。麦克风的VDD 与BF533 的2.25 V至3.3 V VDDEXT 应由相同的电源供电。虽然ADMP441 可以采用1.8 V 至3.3 V 的VDD工作，但ADSP-BF527 的VDDEXT 必须至少是2.25 V。为实现I2S 数据流，ADMP441 与BF533 之间必须连接三个信号：帧时钟、位时钟和数据。BF533 为系统时钟，并生成两个I2S 时钟。

　　此 电路展示麦克风连接到Blackfin 的SPORT0 单个数据输入端。BF533 的两个SPORT 各具有两组数据接收引脚，因此最多可提供八通道I2S 音频输入。

　　1.4 PC机平台

　　DSP 数据处理模块通过USB 接口与PC机相连，通过PDIUSBD12，将前端采集的数据传输到PC 机，方便对数据的进一步处理。

　　2 软件系统设计

　　2.1 语音采集系统软件设计

　　硬件搭建完成后，我们接下来介绍软件系统的编写，如图5 所示。

　　（1）首先，我们通过配置以上介绍的寄存器来初始化系统时钟和USB 传输模块。

　　（2） 接下来分别通过配置BF533 的IAR0，IAR1，IAR2 寄存器来使能数据接收中断。

　　（3） 通过配置相应寄存器来初始化SPORT0，SPORT1 以及DMA_SPORT0，DMA_SPORT1

　　（4）初始化完毕后，系统便开始采集语音，我们通过DMA 中断，读取采集到的一帧四通道语音数据，接着送入USB 输出端，将该帧语音传入PC 端进行后续处理。或者我们也可以在DSP 端实现一些降噪算法或者波束成型算法，完成语音的增强处理，将增强后的单通道语音信号送入后端进行后续的数据处理工作。

　　（5）在采集完毕后，我们等待下一次的中断产生，进行下一帧的语音数据采集处理。

　　图5

　　2.2 PC机平台应用程序设计

　　PC 端接口程序采用VC++6．0 编写，首先调用OpenDriver（） 打开USB 接口设备， 获得设备的句柄hDevice， 之后调用Sx2SendVendorReq（） 函数向外设发出命令，读取USB 配置，最后调用Sx2BulkdataTrans（） 进行数据传输，通过调用CFile 类将接收到的数据存放在文本文件中。程序使用多线程技术，使得应用程序将USB 数据传输在后台进行处理，应用程序前台还可进行其他操作。

　　3 总结

　　本文介绍了一个基于MEMS 数字 MIC 阵列的语音采集系统，研究了该数字麦克风阵列与DSP 以及PC 端的连接方法，并探讨了此系列数字信号麦克风与DSP 进行通讯的方法以及平台软件设计。经平台电路评估与测试，本系统能实时同步采集4 路语音信号，并且将4路语音数据同步输出到PC 端进行实时处理，构建了多通道语音增强系统的硬件条件，为后续算法开发和应用奠定了基础，具有实用价值。