使用 STM32F4DISCOVERY 进行音频播放和录音

1 简介

+ K2 b+ D4 X. o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。
7 A( i. N# B. k8 B! R
% K$ Z7 ?: m( R9 u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。
9 N9 ^+ M3 n/ y* m& z
) {' m/ ~) \! n; M/ r9 }' T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：
2 Y$ K( `$ b' b& V- L9 g8 }2 X) \● 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。

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
# E; B5 K  A. h4 F% U8 d● 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)
● STM32 微控制器上的 PDM 音频软件解码 (AN3998)
● STM32F40x 参考手册 (RM0090)
7 S$ G& {- ^  m● STM32F405xx STM32F407xx 数据手册
; ]) R7 \( R( b
* E# K+ H  b  `如需上述文档，请访问 www.st.com/stm32f4-discovery。

2 应用概述

2.1 应用说明

  }  i% C) |& |4 _; H1 ?5 X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：

● MEDIA_IntFLASH
2 d8 Y5 q2 ]& j1 s% Y: V; L, G● MEDIA_USB_KEY

5 j4 \3 F) V* h3 `固件驱动程序可以：
● 从外部 U 盘或内部 Flash 播放存储的波形文件
● 在外部 U 盘中记录波形文件
● 从播放切换为录音

- h9 _- |6 j  O

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

此应用的主要特性包括：

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● MEMS 麦克风

● 音频编解码器 DAC

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● 耳机

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● U 盘（如果使用该存储介质）

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● MEMS 加速计

此应用使用的主要 STM32 模块包括：

● 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。

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● 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。

$ j2 U; K, e' @, R& Y9 o

● 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。

● 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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7 I  x( f0 ~( ?/ L# g( d; J

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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)。

# b* n' z( D! F; w- G/ I

2.2 固件驱动程序说明

6 ^9 @9 r# L; B, E: n' ^( H! X

此应用包含下列源文件：

● 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。

0 U9 R' X5 l! B6 A8 S

● waveplayer.c：实施用于播放的功能。

● waverecorder.c：实施用于录音的功能。

● usb_bsp.c：实施 USB 主机库的开发板支持包。

● usbh_usr.c：包括 USB 主机库用户回调。

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