CN203520857U - 智能化音效模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能化音效模块，其包括DSP电路、单片机电路、输入输出电路、存储电路、人机交互电路和为整个模块供电的电源电路，所述单片机电路、输入输出电路和存储电路都与DSP电路连接，所述人机交互电路连接单片机电路。DSP电路用于运行处理音频信号的算法；单片机电路用于处理人机交互电路的信息，并将相应的参数发送给DSP电路；输入输出电路用于采集和输出音频信号；用户可以通过人机交互电路了解吉他数字效果器的运行状态并进行设置；存储电路可以用来存储算法和数据，从而满足整个系统对于数据存取实时性的要求和空间要求。此方案采用双核模式，可以实现资源利用最大化，易于进行故障排除，适用于所有的电吉他。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种音频处理电路，尤其是涉及一种应用在电吉它上对输出音频进行处理的的智能化音效模块。
背景技术
通过音效模块(吉他效果器)，我们可以演奏出不同风格、不同音色的乐声，演奏者可以根据自己的喜爱以及音乐的需要调节出一个独特的音色，从而使吉他成为某些特定音乐元素中不可替代的乐器。
早期的吉他效果器是单独依靠模拟电路来工作的，而且一个模拟电路只能实现一种音频效果，如用弹簧实现混响效果、用BBD延迟器件实现延时效果、用真空电子管实现失真效果等。如果要调节出一个自己喜欢的音色，往往就需要串联多个模拟电路效果器才能完成，串联后体积庞大不易携带，而且市面上各种模拟电路效果器的价格昂贵，要集齐一套常用效果的效果器往往就要花费好几千甚至上万块钱，由于上述两方面的原因，模拟电路效果器很难大众化。
随着微处理器技术的发展和数字音频处理理论的日益完善，数字化、人性化和智能化等理念开始引用到吉他效果器上，于是吉他数字效果器开始应运而生。
中华人民共和国国家知识产权局于2013年06月12日公开了公开号为CN103151030A的专利文献，名称是一种能产生吉他多音效的效果器，其包括：ARM处理器，模数转换电路与数模转换电路；其中所述模数转换电路与所述ARM处理器输入端的76脚、74脚、96脚和136脚电连接；数模转换电路与所述ARM处理器输出端的40脚、109脚、97脚和135脚电连接；还包括用于调节音乐效果的低分辨率模数转换电路，其与所述ARM处理器的26、27、28、29、36、37、41、42、43脚电连接。此方案通过ARM处理器对音效进行处理，但是这个ARM处理器同时还兼具处理人机交互界面的数据的功能，对于处理器性能要求较高，难以实现资源的合理分配，一旦发生故障会比较难排除。
发明内容
本实用新型主要是解决现有技术所存在的单核模式在需要运行比较耗费资源的算法时资源无法满足所有处理的要求、出现故障较难排除等的技术问题，提供一种采用双核模式，可以实现资源利用最大化，易于进行故障排除的智能化音效模块。
本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种智能化音效模块，包括DSP电路、单片机电路、输入输出电路、存储电路、人机交互电路和为整个模块供电的电源电路，所述单片机电路、输入输出电路和存储电路都与DSP电路连接，所述人机交互电路连接单片机电路。
DSP电路用于运行处理音频信号的算法；单片机电路用于处理人机交互电路的信息，并将相应的参数发送给DSP电路；输入输出电路用于采集和输出音频信号；用户可以通过人机交互电路了解智能化音效模块的运行状态并进行设置；存储电路可以用来存储算法和数据，从而满足整个系统对于数据存取实时性的要求和空间要求。
作为优选，所述DSP电路包括TI TMS320VC5501芯片。
作为优选，所述单片机电路包括MPC82G516A芯片。
作为优选，所述输入输出电路包括输入处理电路、TLV320AIC23B芯片和输出处理电路，所述输入处理电路和输出处理电路分别连接TLV320AIC23B芯片。
作为优选，所述存储电路包括EM636165TS-7G芯片。
作为优选，所述人机交换电路包括8个电位器、5个按钮和5个LED灯，所述电位器、按钮和LED灯都与单片机电路连接。
作为优选，所述电源电路包括数字供电模块和为模拟电路模块的模拟供电模块；所述数字供电模块包括3.3V电源模块和1.26V电源模块。
本方案中，单片机电路带有ADC功能，专门用于处理人机交互界面的数据，DSP电路能够用最大的资源去处理效果算法，提高了系统的实时性，双核模式分工明确，设计的时候可以对DSP和单片机分开开发和调试，发现问题时容易找出问题的关键。
本实用新型带来的有益效果是，通过双核模式，可以满足在任何耗费资源情况下对于系统性能的要求，具有较高的实时性，便于开发和调试，有效控制研发成本和产品成本。
附图说明
图1是本实用新型的一种结构框图；
图2是本实用新型的一种DSP芯片与单片机主芯片的连接示意图；
图3是本实用新型的一种DSP芯片与TLV320AIC23B芯片的连接图；
图4是本实用新型的一种输入处理电路的电路图；
图5是本实用新型的一种输出处理电路的电路图；
图6是本实用新型的一种DSP芯片连接存储电路主芯片的电路图；
图7是本实用新型的一种+3.3V电源模块电路图；
图8是本实用新型的一种+1.26V电源模块电路图；
图9是本实用新型的一种电位器连接电路图；
图10是本实用新型的一种按键的连接电路图；
图11是本实用新型的一种LED灯连接电路图；
图中：1、输入输出电路，2、DSP电路，3、存储电路，4、单片机电路，5、人机交互电路，6、电源电路。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的一种智能化音效模块，如图1所示，包括输入输出电路1、DSP电路2、存储电路3、单片机电路4、人机交互电路5和为整个效果器供电的电源电路6。单片机电路4、输入输出电路1和存储电路3都与DSP电路2连接，人机交互电路5连接单片机电路6。
DSP电路的主芯片为TI公司的TMS320VC5501芯片，其主频最高可达到300MHz，可以满足本设计对实时性的要求，另外，该芯片还提供了丰富的外设接口，方便对其进行扩展使用，而且该芯片的功耗很低（不到200mW）。
单片机电路的主芯片为Megawin公司的MPC82G516A 单片机，其为一款基于C51内核的单片机，自带一个10位、8通道逐次逼近式模数转换器，完全满足本设计对电位器采样精度的要求。本系统把单片机设为主机，DSP为从机，DSP与单片机之间通过HPI接口进行通信。图2为DSP芯片与单片机主芯片的连接示意图。主要引脚功能说明如下：
HAS：地址选通信号，用于主机的数据线和地址线复用的情况下，不用时此信号应拉高；
HCNTL[1:0]：主机控制信号，用来选择主机所要寻址的寄存器；
HBIL：字节识别信号，用于识别主机传送过来的是第一个字节还是第二个字节，当HBIL=0时为第一个字节，当HBIL=1时为第二个字节；
HDS1、HDS2：数据选通信号，在主机寻址HPI周期内控制数据的传送。
输入输出电路包括输入处理电路、输出处理电路和TLV320AIC23B芯片。输入处理电路和输出处理电路分别与TLV320AIC23B芯片连接。
图3为DSP芯片与TLV320AIC23B芯片的连接图。主要引脚说明如下：
SDIN：I2C接口的数据线；
SCLK：I2C接口的时钟线；
LRCIN：DAC工作时钟引脚，本设计中，该时钟由CODEC芯片产生并传送给DSP的；
LRCOUT：ADC工作时钟引脚，本设计中，该时钟由CODEC芯片产生并传送给DSP的。
图4是输入处理电路的电路图，图5是输出处理电路的电路图。
存储电路的主芯片为EM636165TS-7G芯片。如图6所示，DSP芯片通过EMIF接口连接SDRAM，可以让SDRAM工作在1倍或1/2倍CPU的时钟频率。
为了减少干扰，本系统的电源电路包括数字供电模块和模拟供电模块，两者相互分开。数字供电模块主要是为数字电路模块供电，其分3.3V和1.26V两种电压，其中1.26V主要为DSP的CPU和外设逻辑电路供电，3.3V主要为DSP的外部接口供电和其他数字芯片供电；模拟供电模块主要为模拟电路模块供电，其分4.5V和9V两种。为了提高效率，本设计采用了DC-DC开关电源稳压集成电路LM2576芯片来获得3.3V供电。由于CODEC主要是负责音频的编码解码的，其内部数字电路模块和模拟电路模块是需要分开供电的，为了减少干扰，本方案利用磁珠把这两个供电电路隔开，如图7所示，+3.3A为模拟电路模块供电，+3.3D为数字电路模块供电。如图8所示，1.26V电源是通过DC-DC开关电源稳压集成电路AP2404来获得的，该电路直接由3.3V电路模块供电。
人机交互电路包括8个电位器、5个按钮和5个LED灯。图9是电位器连接电路图，图10是按键的连接电路图，图11是LED灯连接电路图。
本实施例采用双核模式，单片机是负责采集人机界面的数据采集，DSP负责算法处理，单片机初始化完成后，开始对 DSP和其他电路复位，并通过HPI引导方式去引导DSP启动，系统复位成功后，单片机开始采集和处理人机交互电路的数据，然后传送到DSP片内DARAM 0x60～0x4000的空间里，DSP通过从相应的空间里读取数据来确定当前的运行状态，进行音频采集、处理和输出。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了DSP、单片机、人机交互等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
Claims (4)
1.一种智能化音效模块，其特征在于，包括DSP电路、单片机电路、输入输出电路、存储电路、人机交互电路和为整个模块供电的电源电路，所述单片机电路、输入输出电路和存储电路都与DSP电路连接，所述人机交互电路连接单片机电路；所述存储电路包括EM636165TS-7G芯片；所述人机交互电路包括8个电位器、5个按钮和5个LED灯，所述电位器、按钮和LED灯都与单片机电路连接；所述电源电路包括数字供电模块和为模拟电路模块的模拟供电模块；所述数字供电模块包括3.3V电源模块和1.26V电源模块；数字供电模块和模拟供电模块通过磁珠隔开。
2.根据权利要求1所述的智能化音效模块，其特征在于，所述DSP电路包括TI TMS320VC5501芯片。
3.根据权利要求1所述的智能化音效模块，其特征在于，所述单片机电路包括MPC82G516A芯片。
4.根据权利要求1所述的智能化音效模块，其特征在于，所述输入输出电路包括输入处理电路、TLV320AIC23B芯片和输出处理电路，所述输入处理电路和输出处理电路分别连接TLV320AIC23B芯片。
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