一种可进行通道选择的嵌入式录放音装置及方法与流程

本发明涉及通信领域，尤其是涉及一种可进行通道选择的嵌入式录放音装置及方法。

背景技术：

现有的各类电子产品或系统中经常需要对模拟的音频信号的进行采集、记录形成录音文件，并提供随时查看或回放任意时刻录音的功能，现有的录音存储方案一般选用价格昂贵的工控机电脑或服务器实现，小型终端产品中会选用成本较高的WinCE或Linux等嵌入式平台，配备专业的声卡设备的作为模拟音频通道选择和声音采集系统，这些方案虽然达到了很好的通道切换、录音和回放效果，但是其缺点是：通道选择、音量增益参数仍需要人为参与调节，且成本太高，对市场的大量应用产生了制约。

专利CN201420082145.5提供了一种嵌入式调度录音装置，通过模数转换单元、数字信号压缩处理单元、数据存储管理单元和数据存储单元的配合，实现了一种架构简单且节省成本的录音装置，然而该装置只可以实现录音功能，且需要配置多个模数转换单元来实现多通道录音，也无法根据需要进行通道选择，实用性较差。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题提供一种可进行通道选择的嵌入式录放音装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可进行通道选择的嵌入式录放音装置，所述装置包括：

外接设备，用于接收用户的命令，并对音频信号进行接收和播放；

控制模块，用于接收外接设备传递的用户的命令，并发出控制信号；

通道选择模块，用于根据控制模块的控制信号选择接收和播放的音频信号的通道；

信号编解码模块，用于根据控制模块的控制信号进行初始化，并对音频信号进行编码和解码，实现模拟音频信号和数字音频信号的相互转换；

数字信号处理模块，用于压缩和解压缩数字音频信号，并与控制模块进行通信和数据传输；

数据存储模块，用于通过控制模块接收数字信号处理模块压缩后的数字音频信号，并对其进行存储。

所述通道选择模块包括：

通道选择器，与控制模块连接，用于根据控制信号的命令控制接收和播放的音频信号的通道的通断；

信号放大器，分别与外接设备和通道选择器连接，用于对音频信号进行放大。

所述控制模块包括：

通道控制子模块，分别与外接设备和通道选择模块连接，用于根据用户的命令发出通道控制信号，控制通道选择模块进行通道选择；

编解码初始化子模块，分别与外接设备和信号编解码模块连接，用于根据用户的命令发出初始化信号，控制信号编解码模块的工作模式，所述工作模式包括单工工作模式和双工工作模式；

信号传输子模块，分别与数字信号处理模块和数据存储模块连接，用于实现数字信号处理模块和数据存储模块的双向信号传输。

所述信号编解码模块包括数字信号处理芯片。

所述数据存储模块包括Flash芯片。

所述外接设备包括：

音频输入设备，用于接收音频信号；

音频输出设备，用于播放音频信号；

人机交互设备，用于接收用户的命令以及向用户反馈信息，包括触控显示屏、控制按键、USB接口、网络接口和无线接口。

所述装置还包括混音器，所述混音器分别与通道选择模块和信号编解码模块连接，用于实现不同通道的信号混合。

一种利用如上所述的可进行通道选择的嵌入式录放音装置的嵌入式录放音方法，所述方法包括下列步骤：

s1)外接设备接收用户的命令，控制模块根据命令判断是否同时进行录音和放音，若是则进入步骤s2)，若否则进入步骤s3)；

s2)控制模块控制信号编解码模块初始化并进入双工模式，并同时进入录音步骤和放音步骤；

s3)控制模块控制信号编解码模块初始化并进入单工模式，根据用户的命令进入录音步骤或放音步骤。

所述录音步骤具体为：

A1)外接设备接收音频信号并将其传输至通道选择模块；

A2)通道选择模块根据控制模块的控制信号，对音频信号放大后进行筛选，并传输至信号编解码模块；

A3)信号编解码模块对音频信号进行编码，转换成数字音频信号并传输至数字信号处理模块；

A4)数字信号处理模块对数字音频信号进行压缩，并传输至控制模块；

A5)控制模块将压缩后的数字音频信号写入数据存储模块，完成录音。

所述放音步骤具体为：

B1)控制模块根据用户的命令从数据存储模块中读取音频数据，并传输至数字信号处理模块；

B2)数字信号处理模块对读取的音频数据进行解压缩，并传输至信号编解码模块；

B3)信号编解码模块对解压缩后的音频数据进行解码，转换成模拟音频信号并传输至通道选择模块；

B4)通道选择模块根据控制模块的控制信号，对模拟音频信号筛选后放大，并传输至外接设备；

B5)外接设备播放接收到的模拟音频信号，完成放音。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)设置有通道选择模块，可以通过控制模块来实现对输入和输出的音频信号进行通道选择，无需认为参与，便于控制，大大节省了成本。

(2)音频信号经过通道选择后通过信号编解码模块进行模数转换，与传统的通过多个模数转换单元对信号进行转换相比，所耗芯片更少，成本更低。

(3)通过控制模块对信号编解码模块进行初始化，使得信号编解码模块可以工作在单工或双工模式，可灵活配置为边录边播和选择某一路或多路音频进行录音，可回放录音至某个或多个音频设备，如耳机、喇叭、其他立体声设备。在没有增加硬件成本的情况下增加了更多功能。

(4)控制模块集成了通道选择控制、编解码初始化控制和信号传输控制三个功能，不增加硬件的同时扩大了控制范围，自动化程度更高。

(5)采用常见的数字信号处理芯片和Flash芯片，成本低，便于批量化生产。

(6)外接设备除了音频输入设备和音频输出设备外，还提供了人机交互设备，便于人为对录放音功能进行控制，提高了用户的使用方便程度。

(7)装置中还设有混音器，可以对录音或放音内容进行混音，可以用于立体声的线输入信号或提供告警声。

(8)录放音方法中通过判断用户命令来配置信号编解码模块的工作模式，实现了根据用户需求灵活进行录放音的功能。

附图说明

图1为嵌入式录放音装置的结构示意图；

图2为通道选择模块的结构示意图；

图3为嵌入式录放音方法的流程图；

图4为录音步骤的方法流程图；

图5为放音步骤的方法流程图；

其中，1为通道选择模块，2为信号编解码模块，3为数字信号处理模块，4为控制模块，5为数据存储模块，11为信号放大器，12为通道选择器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示为本实施例中提供的一种可进行通道选择的嵌入式录放音装置，包括：外接设备，用于接收用户的命令，并对音频信号进行接收和播放；控制模块4，用于接收外接设备传递的用户的命令，并发出控制信号；通道选择模块1，用于根据控制模块4的控制信号选择接收和播放的音频信号的通道；信号编解码模块2，用于根据控制模块4的控制信号进行初始化，并对音频信号进行编码和解码，实现模拟音频信号和数字音频信号的相互转换；数字信号处理模块3，用于压缩和解压缩数字音频信号，并与控制模块4进行通信和数据传输；数据存储模块5，用于通过控制模块4接收数字信号处理模块3压缩后的数字音频信号，并对其进行存储。

其中，通道选择模块1如图2所示，包括：通道选择器12，与控制模块4连接，用于根据控制信号的命令控制通道的通断；信号放大器11，分别与外接设备和通道选择器12连接，用于对音频信号进行放大。控制模块4包括：通道控制子模块，分别与外接设备和通道选择模块1连接，用于根据用户的命令发出通道控制信号，控制通道选择模块1进行通道选择；编解码初始化子模块，分别与外接设备和信号编解码模块2连接，用于根据用户的命令发出初始化信号，控制信号编解码模块2的工作模式，所述工作模式包括单工工作模式和双工工作模式；信号传输子模块，分别与数字信号处理模块3和数据存储模块5连接，用于实现数字信号处理模块3和数据存储模块5的双向信号传输。外接设备包括：音频输入设备，用于接收音频信号；音频输出设备，用于播放音频信号；人机交互设备，用于接收用户的命令以及向用户反馈信息，包括触控显示屏、控制按键、USB接口、网络接口和无线接口。该装置还包括混音器，分别与通道选择模块1和信号编解码模块2连接，用于实现不同通道的信号混合。

该装置的具体实现方式如下：该装置主要由Codec芯片、DSP芯片、ARM控制器和Flash芯片组成，各芯片之间通过总线连接。Codec芯片，是一种音频编解码芯片，可用于模拟音频与数字音频之间的相互转换。DSP芯片(本实施例中采用的是型号为dsPICxx系列的DSP芯片)，是一种数字信号处理技术的芯片，可用于运行数字编解码库软件，对输入的数字音频进行压缩、解压缩处理，强化立体编码，消除感官回声。ARM控制器(本实施例中采用的是主频为72MHz的型号为STM32Fxx系列的低功耗Cortex-M3芯片)，是一种微处理器芯片，可用于运行用户的逻辑控制软件。Flash芯片，是一种非易失闪存芯片，可以是NOR、NAND或其他种类的Flash存储器，可用于录音文件的储存。

利用上述的可进行通道选择的嵌入式录放音装置，来进行嵌入式录放音方法的步骤如图3所示，具体为：

s1)外接设备接收用户的命令，控制模块4根据命令判断是否同时进行录音和放音，若是则进入步骤s2)，若否则进入步骤s3)；

s2)控制模块4控制信号编解码模块2初始化并进入双工模式，并同时进入录音步骤和放音步骤；

s3)控制模块4控制信号编解码模块2初始化并进入单工模式，根据用户的命令进入录音步骤或放音步骤。

其中，录音步骤如图4所示，具体为：

A1)外接设备接收音频信号并将其传输至通道选择模块1；

A2)通道选择模块1根据控制模块4的控制信号，对音频信号放大后进行筛选，并传输至信号编解码模块2；

A3)信号编解码模块2对音频信号进行编码，转换成数字音频信号并传输至数字信号处理模块3；

A4)数字信号处理模块3对数字音频信号进行压缩，并传输至控制模块4；

A5)控制模块4将压缩后的数字音频信号写入数据存储模块5，完成录音。

放音步骤如图5所示，具体为：

B1)控制模块4根据用户的命令从数据存储模块5中读取音频数据，并传输至数字信号处理模块3；

B2)数字信号处理模块3对读取的音频数据进行解压缩，并传输至信号编解码模块2；

B3)信号编解码模块2对解压缩后的音频数据进行解码，转换成模拟音频信号并传输至通道选择模块1；

B4)通道选择模块1根据控制模块4的控制信号，对模拟音频信号筛选后放大，并传输至外接设备；

B5)外接设备播放接收到的模拟音频信号，完成放音。