【基于GDF350的无线数字对讲机】 1、ADC+DMA语音信号采集

ketose

【基于GDF350的无线数字对讲机】 1、ADC+DMA语音信号采集 [复制链接]

        经过一段时间的努力我的基于GD32F350无现数字对讲也算是成功了。
        首先说下主控：GD32F350系列新品最高主频可达108MHz并支持DSP指令运算。配备了16KB到128KB的内置Flash及4KB到16KB的SRAM，内核访问闪存高速零等待，在最高主频下的工作性能可达135DMIPS，同主频下的代码执行效率相比市场同类Cortex-M3产品提高30%，相比Cortex-M0+产品更提高50%以上。
        从今天开始分享自己在制作过程中的一些心得和体会。基本原理就是通过ADC 8K采样，然后在OLED上显示声音频普，再通过2.4G无线传输至别一端，通知DAC把语音信号播放出来。原理就这样了，没什么好说的。
        要进行语音传输首先第一步就是采集语音信号，因为GD32F50开发板本身没有集成数字MIC，所以要外接一个MIC模块。这里我选用的是GY-MAX9814这个语音模块。
        MAX9814是一款低成本、高性能麦克风放大器，具有自动增益控制(AGC)和低噪声麦克风偏置。器件具有低噪声前端放大器、可变增益放大器(VGA)、输出放大器、麦克风偏置电压发生器和AGC控制电路。低噪声前置放大器具有12dB固定增益；VGA增益根据输出电压和AGC门限在20dB至0dB间自动调节。输出放大器提供可选择的8dB、18dB和28dB增益。在未压缩的情况下，放大器的级联增益为40dB、50dB或60dB。输出放大器增益由一个三态数字输入编程。AGC门限由一个外部电阻分压器控制，动作/释放时间由单个电容编程。动作/释放时间比由一个三态数字输入设置。AGC保持时间固定为30ms。低噪声麦克风偏置电压发生器可为绝大部分驻极体麦克风提供偏置。
模块实物图：

其原理图如下：


从上原理图上看只要把Output接ADC的任何一个输入通道就可以，这里我选择ADC_CHANNEL_10通道。PC0管脚。


要实现8K采样，就要使用ADC的外部触发，这里采用TIMER1的通道1来触发ADC。
配置代码如下：

1. void adc_config(void)
   
2. {
   
3.     //配置ADC触发源TIMER1 CH1 event select
   
4.     adc_external_trigger_source_config(ADC_REGULAR_CHANNEL,ADC_EXTTRIG_REGULAR_T1_CH1);
   
5.     adc_data_alignment_config(ADC_DATAALIGN_RIGHT);
   
6.     adc_channel_length_config(ADC_REGULAR_CHANNEL,1);
   
7. 
   
8.     adc_regular_channel_config(0,ADC_CHANNEL_10,ADC_SAMPLETIME_71POINT5);
   
9.     adc_external_trigger_config(ADC_REGULAR_CHANNEL,ENABLE);
   
10. 
    
11.     adc_enable();
    
12.     delay_10us(2);
    
13.     adc_calibration_enable();
    
14. 
    
15.     //开启DMA模式
    
16.     adc_dma_mode_enable();
    
17. }

复制代码

        这里使用了DMA,本来打算是用双缓冲来做，但是调试的时候，发现在进行缓冲切换的时候会语音造成影响，使得语音出现卡顿。所以就没有采用双缓冲，只接采集过来就发送，接收端也变的简单些，收到数据就进行DAC转换，不再需要使用定时器了。而且还能保证语音同步，不会出现延时。DMA配置代码如下：

1. void dma_config(void)
   
2. {
   
3.     dma_parameter_struct dmaParam;
   
4.     //DMA_CH0 ADC
   
5.     dma_deinit(DMA_CH0);
   
6.     dmaParam.periph_addr = (uint32_t)&ADC_RDATA;
   
7.     dmaParam.periph_inc = DMA_PERIPH_INCREASE_DISABLE;
   
8.     dmaParam.periph_width = DMA_PERIPHERAL_WIDTH_16BIT;
   
9.     dmaParam.memory_addr = (uint32_t)&wav_value;
   
10.     dmaParam.memory_inc = DMA_MEMORY_INCREASE_ENABLE;
    
11.     dmaParam.memory_width = DMA_MEMORY_WIDTH_16BIT;
    
12.     dmaParam.direction = DMA_PERIPHERAL_TO_MEMORY;
    
13.     dmaParam.number = 1;
    
14.     dmaParam.priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
    
15.     dma_init(DMA_CH0,&dmaParam);
    
16. 
    
17.     dma_circulation_enable(DMA_CH0);
    
18.     dma_interrupt_enable(DMA_CH0,DMA_INT_FTF);
    
19.     dma_channel_enable(DMA_CH0);
    
20. }

复制代码

然后在DMA中断里通知前台，数据已经准备就维，可以进行发送。由前台代码负责把数据发送出去。
中断代码如下：

1. void DMA_Channel0_IRQHandler(void)
   
2. {
   
3.     extern uint8_t StartSend;
   
4.     /* ADPCM 编码
   
5.     uint8_t d1 = ADPCM_Encode(adc_value);
   
6.     uint16_t d2 = ADPCM_Decode(d1);
   
7.     */
   
8.     //发送音频数据
   
9.     StartSend = 1;
   
10. 
    
11.     dma_interrupt_flag_clear(DMA_CH0,DMA_INT_FLAG_FTF);
    
12. }

复制代码

这里发现了一个GD32F350固件库DMA驱动的一个反人类的设计

根据以往的经验，这里应该是个指针才对，不知道GD32的固件库工程师是怎么想的，要在这里传一个结构体实体。只有自己动手把它改过来了。
TIIMER1的配置代码如下：

1.     timer_parameter_struct timParam;
   
2.     //Timer1 8KHz for ADC Sample.
   
3.     timParam.prescaler = 53;
   
4.     timParam.alignedmode = TIMER_COUNTER_EDGE;
   
5.     timParam.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP;
   
6.     timParam.period = 124; //124 8k, 44 22k
   
7.     timParam.clockdivision = TIMER_CKDIV_DIV1;
   
8.     timParam.repetitioncounter = 0;
   
9.     timer_init(TIMER1,&timParam);
   
10. 
    
11.     timer_parameter_struct timParam;
    
12.     //Timer1 8KHz for ADC Sample.
    
13.     timParam.prescaler = 53;
    
14.     timParam.alignedmode = TIMER_COUNTER_EDGE;
    
15.     timParam.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP;
    
16.     timParam.period = 124; //124 8k, 44 22k
    
17.     timParam.clockdivision = TIMER_CKDIV_DIV1;
    
18.     timParam.repetitioncounter = 0;
    
19.     timer_init(TIMER1,&timParam);
    

复制代码

这里主要是配置8K的ADC触发。好了今天就到这里，
下篇分享2.4G的语音传输。

leifengfirst

多谢分享！

qiangw168

感谢分享，点赞