【HC32F4A0开发板测评】+I2S语音播放测试

jinglixixi

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在HC32F4A0开发板上，为进行音频播放配置了I2S音频电路，所用的芯片为WM8731SEDS和BL6281。

此外，还配置MIC、3.5mm耳机接口、Line in接口及扬声器接口，以便进行录音、音频输入和输出测试。

具体的接口电路见图1和图2所示。

图1  AUDIO PA电路

 

图2  AUDIO CODEC电路

 

为学习其语音播放功能，对所提供的例程进行了测试。

在下载程序后，需将拨码开关J36拨到MCK一侧，并将耳机插入HPHONE端口J42。

在按下K2键后，即可听到“测试通过”的声音。

该语音的数据存放在数组中，其格式如下：

__ALIGN_BEGIN const uint8_t u8SoundBuf[121590] = {

    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

    ...

    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00

};

对I2S的初始化函数为：

int32_t BSP_I2S_Init(uint32_t u32AudioFreq)
{
    stc_i2s_init_t stcI2sInit;
    int32_t i32Ret;
    GPIO_SetFunc(BSP_WM8731_I2S_CK_PORT,   BSP_WM8731_I2S_CK_PIN,   BSP_WM8731_I2S_CK_FUNC);
    GPIO_SetFunc(BSP_WM8731_I2S_WS_PORT,   BSP_WM8731_I2S_WS_PIN,   BSP_WM8731_I2S_WS_FUNC);
    GPIO_SetFunc(BSP_WM8731_I2S_SD_PORT,   BSP_WM8731_I2S_SD_PIN,   BSP_WM8731_I2S_SD_FUNC);
    GPIO_SetFunc(BSP_WM8731_I2S_SDIN_PORT, BSP_WM8731_I2S_SDIN_PIN, BSP_WM8731_I2S_SDIN_FUNC);
    GPIO_SetFunc(BSP_WM8731_I2S_MCK_PORT,  BSP_WM8731_I2S_MCK_PIN,  BSP_WM8731_I2S_MCK_FUNC);
    FCG_Fcg1PeriphClockCmd(BSP_WM8731_I2S_CLK, ENABLE);
    CLK_SetI2SClockSrc(BSP_WM8731_I2S_CLK_CH, BSP_WM8731_I2S_CLK_SRC);
    (void)I2S_StructInit(&stcI2sInit);
    stcI2sInit.u32ClockSrc  = I2S_CLK_SRC_PLL;
    stcI2sInit.u32Mode      = I2S_MD_MASTER;
    stcI2sInit.u32Protocol  = I2S_PROTOCOL_PHILLIPS;
    stcI2sInit.u32TransMode = I2S_TRANS_MD_HALF_DUPLEX_TX;
    stcI2sInit.u32AudioFreq = u32AudioFreq;
    stcI2sInit.u32ChWidth   = I2S_CH_LEN_16BIT;
    stcI2sInit.u32DataWidth = I2S_DATA_LEN_16BIT;
    stcI2sInit.u32MCKOutput = I2S_MCK_OUTPUT_ENABLE;
    i32Ret = I2S_Init(BSP_WM8731_I2S_UNIT, &stcI2sInit);
    I2S_FuncCmd(BSP_WM8731_I2S_UNIT, I2S_FUNC_TX, ENABLE);
    return i32Ret;
}

 

实现语音播放的函数为：

static void I2S_PlayAudio(void)
{
    uint32_t u32DataLen;
    const uint16_t *pu16Sound;
    pu16Sound  = (const uint16_t *)(uint32_t)(&u8SoundBuf[0]);
    u32DataLen = sizeof(u8SoundBuf);
    (void)I2S_Trans(BSP_WM8731_I2S_UNIT, pu16Sound, u32DataLen / 2U, 100U);
}

 

实现键控播放语音的主程序为：

int32_t main(void)
{
    LL_PERIPH_WE(EXAMPLE_PERIPH_WE);
    BSP_CLK_Init();
    BSP_IO_Init();
    BSP_LED_Init();
    BSP_KEY_Init();
    (void)BSP_WM8731_Init(WM8731_INPUT_DEVICE_NONE, WM8731_OUTPUT_DEVICE_BOTH,
                          80U, WM8731_AUDIO_FREQ_32K, WM8731_DATA_WIDTH_16BIT);
    LL_PERIPH_WP(EXAMPLE_PERIPH_WP);
    for (;;) {
        if (SET == BSP_KEY_GetStatus(BSP_KEY_2)) {
            I2S_PlayAudio();
        }
    }
}

除了语音播放播放功能外，它还提供了及时录放功能。在完成程序下载后，

需将拨码开关J36拨到XTI一侧，并将耳机插入HPHONE端口J42。

当按下按键K2时，蓝色LED灯会被亮起，此时通过MIC1即可录制声音并加以播放音乐。若按下按键K3，则蓝色LED灯会熄灭，耳机也不再进行播放。

该处理过程看通过其主程序获得，其程序如下：

int32_t main(void)
{
    /* Peripheral registers write unprotected */
    LL_PERIPH_WE(EXAMPLE_PERIPH_WE);
    /* Configure BSP */
    BSP_CLK_Init();
    BSP_IO_Init();
    BSP_LED_Init();
    BSP_KEY_Init();
    /* Configure WM8731 */
    (void)BSP_WM8731_Init(WM8731_INPUT_DEVICE_MICROPHONE, WM8731_OUTPUT_DEVICE_BOTH,
                          80U, WM8731_AUDIO_FREQ_32K, WM8731_DATA_WIDTH_32BIT);
    /* Peripheral registers write protected */
    LL_PERIPH_WP(EXAMPLE_PERIPH_WP);
    for (;;) {
        if (RESET != BSP_KEY_GetStatus(BSP_KEY_2)) {
            BSP_LED_On(LED_BLUE);
            u8TransCompleteFlag = 0U;
            u8ReceiveCompleteFlag = 0U;
            BSP_WM8731_Record(&u32ReceiveBuf[0][0], BSP_WM8731_DMA_BLK_LEN);
            BSP_WM8731_Play(&u32TransBuf[0][0], BSP_WM8731_DMA_BLK_LEN);
        }
        if (RESET != BSP_KEY_GetStatus(BSP_KEY_3)) {
            BSP_WM8731_Stop();
            BSP_LED_Off(LED_BLUE);
        }
    }
}

 

那它然后来实现的呢？

它主要定义了2个512存储单元的数组来进行记录和发送，其定义如下：

static uint32_t u32TransBuf[2][BSP_WM8731_DMA_BLK_LEN];

static uint32_t u32ReceiveBuf[2][BSP_WM8731_DMA_BLK_LEN];

#define BSP_WM8731_DMA_BLK_LEN      (512U)

由于录制的声音通常都很大，所以每个数组都分为2部分，当一个进行工作时，另一个则进行数据补充，这样就实现了无缝的衔接。

此外，为了加快数据的处理速度，它采用了DMA的处理方式。

这里的声音录放操作是靠芯片WM8731来处理的，为其配置的辅助函数有4个，即：BSP_WM8731_Init 、BSP_WM8731_Record 、BSP_WM8731_Play及BSP_WM8731_Stop。

其中负责录制的函数为：

void BSP_WM8731_Record(uint32_t *pu32ReadBuf, uint16_t u16Size)
{
    (void)DMA_SetDestAddr(BSP_WM8731_DMA_UNIT, BSP_WM8731_DMA_SDIN_CH, (uint32_t)pu32ReadBuf);
    (void)DMA_SetTransCount(BSP_WM8731_DMA_UNIT, BSP_WM8731_DMA_SDIN_CH, u16Size);
    (void)DMA_ChCmd(BSP_WM8731_DMA_UNIT, BSP_WM8731_DMA_SDIN_CH, ENABLE);
    DMA_TransCompleteIntCmd(BSP_WM8731_DMA_UNIT, BSP_WM8731_DMA_SDIN_INT_CH, ENABLE);
    if (RESET != I2S_GetStatus(BSP_WM8731_I2S_UNIT, I2S_FLAG_RX_ERR)) {
        I2S_ClearStatus(BSP_WM8731_I2S_UNIT, I2S_FLAG_RX_ERR);
    }
    I2S_SetReceiveFIFOLevel(BSP_WM8731_I2S_UNIT, I2S_RECEIVE_LVL3);
    I2S_FuncCmd(BSP_WM8731_I2S_UNIT, I2S_FUNC_RX, ENABLE);
}

 

负责播放的函数为：

void BSP_WM8731_Play(uint32_t *pu32WriteBuf, uint16_t u16Size)
{
    (void)DMA_SetSrcAddr(BSP_WM8731_DMA_UNIT, BSP_WM8731_DMA_SD_CH, (uint32_t)pu32WriteBuf);
    (void)DMA_SetTransCount(BSP_WM8731_DMA_UNIT, BSP_WM8731_DMA_SD_CH, u16Size);
    (void)DMA_ChCmd(BSP_WM8731_DMA_UNIT, BSP_WM8731_DMA_SD_CH, ENABLE);
    DMA_TransCompleteIntCmd(BSP_WM8731_DMA_UNIT, BSP_WM8731_DMA_SD_INT_CH, ENABLE);
    if (RESET != I2S_GetStatus(BSP_WM8731_I2S_UNIT, I2S_FLAG_TX_ERR)) {
        I2S_ClearStatus(BSP_WM8731_I2S_UNIT, I2S_FLAG_TX_ERR);
    }
    I2S_SetTransFIFOLevel(BSP_WM8731_I2S_UNIT, I2S_TRANS_LVL3);
    I2S_FuncCmd(BSP_WM8731_I2S_UNIT, I2S_FUNC_TX, ENABLE);
}

 

如果在此基础上能将录制的语音片段存到FLASH存储器，并构建语音库则可实现一个电子留言板。

   

wangerxian

100+KB的语音数据？是多少秒的语音？

lugl4313820

6666666，老师的帖子，使得学习更简单，更高效！

jinglixixi

wangerxian 发表于 2023-2-22 17:11 100+KB的语音数据？是多少秒的语音？

感觉只是个100+KB的数据缓存空间，边录边放滚动使用，而非存放一段完整的语音数据，故不受时间的限制。

jinglixixi

lugl4313820 发表于 2023-2-22 19:08 6666666，老师的帖子，使得学习更简单，更高效！

希望能对大家有一点帮助作用！

wangerxian

jinglixixi 发表于 2023-2-22 19:35 感觉只是个100+KB的数据缓存空间，边录边放滚动使用，而非存放一段完整的语音数据，故不受时间的限制。

明白了，好奇100KB能存多久的数据。

jinglixixi

wangerxian 发表于 2023-2-23 15:06 明白了，好奇100KB能存多久的数据。

哈哈，基本是这个意思。