基于USB总线的多路电话录音系统

1、基于usb总线的多路电话录音系统现在市场上的录音系统大致可分为电话录音卡和电话录音盒两种。电话录音卡是以板卡的形式插入电脑主板插槽与主机衔接的，安装极为不便。大部分的录音卡为pci插槽形式，不仅价格昂贵，而且受计算机插槽数量、地址及中断资源的限制，可扩展性较差。尤其是在电磁干扰较强的环境中，无法特地对其作电磁屏蔽,简单导致数据走失，使声音失真。电话录音盒普通为外置式设备，通过接口线挺直接入计算机外置接口，用法十分便利；但是，计算机提供的接口究竟有限，传统的串并口都是点对点衔接，即一个接口只能支持一个设备，而且串并口普通不能满足系统的实时性要求。在这种状况下，采纳作为录音系统的接口，是一个相当好

2、的挑选。设计一种基于usb接口技术的电话录音系统，不仅充分利用usb规范的各种优越条件，很好地解决了上述问题，而且具有支持即插即用、用法便利的功能，市场前景广大。本文阐述一种基于usb的多路电话录音系统的实现办法，录音系统采纳高性能的混合信号微控制器芯片c8051f320作为控制器内核。该微控制器内部集成有usb控制器来控制usb的传输，简化了系统硬件的设计；软件方面利用cygnal/silicon laboratories公司提供的usbxpress软件开发包举行pc端应用程序和微控制器端固件程序的编程。该办法充分利用已有资源，开发容易，易于实现。录音系统采纳外置录音盒的形式，衔接在电脑的u

3、sb接口上，并连上要管理的电话线，即插即用,无须外接电源，可热插拔，用法便利。录音系统以软硬件相结合的方式对电话举行录音，并将录音文件录制于电脑硬盘，弥补了传统电话录音时光短、不便管理、声卡采集器录音不稳定的缺陷。2 系统的硬件实现21 usb总线及c8051f320微控制器简介通用串行总线(usb)是近年来进展起来的一种新的总线接口技术，以其低成本、高速度、易扩展、支持热插拔和即插即用等一系列优点，获得了迅猛进展。usb接口已经和串口/并口一样，成为pc机的标准接口。usb2.0接口的最高传输速度可达480 mbps，远远高于传统的串/并接口，可以满足绝大部分状况下大数据量实时传输的要求。u

4、sb接口采纳树型拓扑结构，一个usb接口可以最多衔接127个设备，因为单独用法自己保留的中断，因此基于usb的通信克服了通常串并口通信中碰到的iqr矛盾问题。另外,usb接口支持热插拔的特性，极大地便利了系统的开发调试和实际应用；usb设备不需要单独的电源，只需用计算机或集线器提供电源。c8051f320是cygnal公司推出的一款具有全速usb功能的混合信号flash微控制器。芯片内部集成有2 304字节的ram和16 kb的flash存储器；具有较快的处理速度和较大的存储容量，而且具有在系统可编程的功能。事实上，c8051f320是一个完整的小型片上系统（）。c8051f320具有以下特点

5、：全速的usb2.0功能控制器；可支持8个usb端点；带有1 kb的usb缓冲存储器；内部集成了usb接口的数据，设计中无需外部上拉；具有高速增加性8051 内核，该mcu内核采纳流水线式命令结构，处理速度可达25 （时钟频率为25 mhz时）。基于上述特点，录音系统采纳了c8051f320微控制器芯片。2.2 系统的硬件构成录音系统实现四路电话同时录音。系统总体框架1所示。图1 系统总体框架录音盒内部为以c8051f320微控制器芯片为核心的系统；通过usb电缆与主机衔接；微控制器芯片的p0p3四个端口用于输入电话线路产生的直流信号，以猎取电话线路的状态；p4p7四个端口用于输入电话线路产生

6、的沟通信号，即语音信号，然后通过a/d转换器转换为数字信号，作为 usb传输的录音数据。系统所采纳的a/d转换器为c8051f320微控制器内部集成，具有10位精度，最高采样率可达200 ksps。3 系统的软件实现系统的软件基于silicon laboratories公司提供的usbxpress软件开发包开发设计，usbxpress通过动态链接库和库函数提供给用程序接口。因为 usbxpress已提供有设备的驱动程序，因而，开发的主要任务是下位机固件程序和上位机应用程序的开发。3.1 usbxpress软件开发包usbxpress软件开发包包括windows公司设备驱动程序、inf驱动安装文

7、件、主机接口函数库（以windows dll的形式提供）以及设备固件接口函数库。录音系统用法到的主机接口函数为：通过这些主机和设备接口函数，即可便利地举行主机应用程序和设备端固件程序的编制了。3.2 设备固件程序的实现系统挑选 c作为固件开发环境，并采纳和汇编语言相结合的方式。固件程序把有关usb功能的固件设计成彻低的中断驱动，isr(中断服务程序)和后台主程序的数据交换通过大事标记和数据缓冲区来举行。主循环负责初始化i/o口、定时器和中断以及重新衔接到usb总线，然后检测大事标记来对各种大事举行处理。其中后台程序采纳c51高级语言编写，a/d转换完成中断子程序采纳asm51汇编语言编写。固件

8、程序调用usbxpress提供的固件接口函数来实现通过usb传输数据的功能，定义一个中断号为16的中断服务函数以响应usb中断。该isr以如下形式调用：固件程序的主要工作是通过a/d转换使接入的4路电话模拟信号转换为数字信号，以便于传输及存储。程序采纳定时器0溢出启动a/d转换的方式，依次以一定的采样速率（11 025 kbps）对沟通通道（通道1、2、3、4，语音信号）采样，并每间隔一定时光对直流通道（通道5、6、7、8，电话状态）举行采样。a/d转换完成中断子程序用汇编语言编写，其大致框架为：3.3 上位机应用程序的设计系统选用 visual c+ 6.0举行上位机应用程序的开发。程序采纳

9、多线程的思想，主线程为用户界面线程，负责应用程序与用户的交互；另外开拓一个工作线程，用于usb数据的传输。应用程序首先通过usbxpress提供的接口函数f32x_getnumdevices()来取得当前衔接的usb设备数。然后，按照获得的标识号利用接口函数f32x_open()打开相应设备，并获得设备的句柄作为usb设备的标识。该句柄在程序中是举世无双的。这样，就可以调用 f32x_read()和f32x_write()接口函数来读/写设备，控制数据的传输。为了精确读取录音数据，usbxpress提供了接口函数 f32x_checkrxqueue()来返回设备接收队列中的字节数，以确保录音数据的无差错传输。录音数据以pcm的格式存储在电脑硬盘中。结语该电话录音系统基于silicon laboratories公司提供的usbxpress软件开发