使用 STM32F4DISCOVERY 进行音频播放和录音

1 简介

& `. X: v: G5 \0 g本应用笔记将介绍基于 STM32F4xx 微控制器和 STM32F4-DISCOVERY 板的音频 (wave) 播放和录音应用。
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从 STM32F4xx 微控制器的内部 Flash 或在外部 U 盘上（通过主机模式中的 USB FS 内核）均可读取音频数据 (wave)。记录的波形文件只能存储在外部 U 盘中。
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  [: X4 R  \( U+ C# [1 M2 F& n录音流程基于使用 PDM 音频软件解码库的 ST MP45DT02 MEMS 麦克风硬件（将麦克风生成的 PDM 数据转换为存储在 U 盘中的 PCM 数据）。

本文档的内容编排如下：
/ K4 O! D3 a% i● 第 2 节：应用概述中介绍音频播放和录音固件的原理说明及固件运行演示。
● 第 3 节说明如何开始使用相关软件和硬件。
3 x  G. V7 {( O( [7 ]  Q
可在“STM32F4-DISCOVERY 板固件包”（v1.1.0 及更高版本）的“Project\Audio_playback_and_record”路径下找到此应用的源代码。

1.1 参考文档
- l: L  i6 j! W- z- s/ o6 Y● STM32F4DISCOVERY 高性能 Discovery 板数据简要
● 开始使用 STM32F4DISCOVERY 套件软件和固件环境 (UM1467)
. N( X& H$ L7 E+ R● STM32 微控制器上的 PDM 音频软件解码 (AN3998)
+ [6 p1 J* f, T( [0 ^! l; Y● STM32F40x 参考手册 (RM0090)
● STM32F405xx STM32F407xx 数据手册
2 p- Q. x4 {( Q% B
如需上述文档，请访问 www.st.com/stm32f4-discovery。

2 应用概述

" d, W5 Y. s2 `( X* ?$ _2 `2.1 应用说明

9 A& \* t& j6 C# _& L# k* a2 k音频播放和录音应用支持两种大容量存储介质。在微控制器的内部 Flash 或在外部 U 盘上均可播放音频数据，但记录数据时只能使用外部 U 盘。这通过 main.h 文件中的 DEFINE 语句选择。在工作区工具栏中，选择项目配置：
8 P4 b) W0 j% D, A4 _
  v+ `6 ^, |' q" M1 ]& G● MEDIA_IntFLASH
● MEDIA_USB_KEY

固件驱动程序可以：
/ ^1 E3 ]* Q7 Z; _# W0 j* _● 从外部 U 盘或内部 Flash 播放存储的波形文件
6 j" |$ @6 N) v● 在外部 U 盘中记录波形文件
● 从播放切换为录音
- y2 s- _4 ~& _1 t. Q: Z* H

4 S; ~  M+ d- G$ p2 V

此应用基于 STM32F4xx 器件和 STM32F4-DISCOVERY 板。

此应用的主要特性包括：

/ [  v& s  w. O8 z$ N6 c; K

● MEMS 麦克风

● 音频编解码器 DAC

● 耳机

8 S" ]7 s, R- E7 c% ^- Y, L

● U 盘（如果使用该存储介质）

/ K) B! t' @) L' f8 J7 t5 G# f# v

● MEMS 加速计

此应用使用的主要 STM32 模块包括：

' K( S9 k" K# Y+ q: _& C

● USB 外设：主机模式下配置。使用大容量存储类 (MSC) 实现与 U 盘的音频数据交换。

● I2S 外设：在主发送器模式下配置，用于向外部音频编解码器 (DAC) 发送音频数据。它还可用作主接收器，作为 MEMS 麦克风的输入时钟。

● DMA：用于将数据从缓冲器发送到 I2S 外设。这可以显著地降低 CPU 负载。

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● I2C 外设：用于控制多个外部器件（如音频编解码器）并从此器件获取数据。

● SPI 外设：用于控制 MEMS 加速计。

● 用户按钮：用于监视应用（播放或录音）。

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注： 本应用笔记基于 STM32 USB On-The-Go (OTG) 主机和器件库。有关 USB 主机栈和大容量存储演示的详细信息，请参见“STM32F105/7、STM32F2xx 和 STM32F4xx USB On-TheGo主机和器件库”用户手册 (UM1021)。

1 ]' J1 j9 M$ h, E! D

2.2 固件驱动程序说明

此应用包含下列源文件：

! P9 R5 j3 z% H  o: o) N1 W

● main.c：包含初始化代码，并根据所选的“MEDIA_IntFLASH”或“MEDIA_USB_KEY”配置启动应用。

● stm32f4xx_it.c：包含应用的中断处理程序。

1 F) d0 O$ ?& M% @# N

● waveplayer.c：实施用于播放的功能。

● waverecorder.c：实施用于录音的功能。

5 v! @, Y0 E2 N+ r8 K! N! {

● usb_bsp.c：实施 USB 主机库的开发板支持包。

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● usbh_usr.c：包括 USB 主机库用户回调。

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