在高容量 STM32F103xx 微控制器中实现 ADPCM 算法

, D1 V, Q/ v9 p& I/ S前言

本应用笔记描述了 ADPCM 音频固件编解码器，并提供了演示固件来说明如何在使用STM32F103xxI2S 时，利用外部的 DAC 来播放 ADPCM 文件。

  e: G% v& `+ b& a本应用笔记基于 “AN2739：如何利用具有外部 I2S 音频编解码器的高容量 STM32F103xx 微控制器播放音频文件 ”。由于关于 SPI、I2S 和外部 DAC 的部分在 AN2739 中已有说明，此处不再赘述。因此，为了能充分理解本应用笔记，建议您参考 AN2739。

1 ADPCM 算法

1.1 概述

自适应差分脉冲编码调制 , 或简称为 ADPCM, 是波形编码的音频算法 , 它通过以前的信号值预测当前的信号值 , 并且仅发送真实值和预测值的差值。

  i% E3 P" x5 R( V8 u在普通的脉冲编码调制 （PCM）中，发送的是真实或实际信号值。

ADPCM 的优势在于通常预测信号值和真实信号值的差值相当小，这意味着与相应的 PCM 值相比，它可以用更少的位数来表示。

0 n& O! s+ x2 X3 g; v! h+ N根据需要的质量和压缩比，差分信号按照 4 （2 位）、 8 （3 位）、 16 （4 位）或 32 （5 位）水平量化。
& l$ y3 I& x! p* X6 t- i
8 b9 d# w2 _! h& }9 x1 n: E" XADPCM 算法的实现方法有很多。它们在量化和预测模式上有所不同。

+ R5 j# T  W: N6 e在本应用笔记中，我们提供了由交互式多媒体协会（IMA）开发的4位量化算法IMA ADPCM。
+ Q; P$ [1 C8 y
选择 IMA ADPCM 有多种原因：
" u) @# y* ^: Z  Z3 n- A● 它可以应用于 8 kHz 到 44.10 kHz 之间的不同采样率
● 它能在较低的 CPU 的使用率和较少的内存占用情况下保证音频的播放质量
● 它具有广泛的实现方式，例如在 Windows 和 Mac 操作系统中
- ?* Y8 u& ^  b% n' O6 \
4 i. ^4 r5 \( SIMA 数字音频对焦和技术工作组公布的一份文件对 IMA ADPCM 算法进行了充分说明：“ 在多媒体系统中增强数字音频兼容性的建议措施 ” 版本 3。

: Z4 @: z! V; j; b1.2 ADPCM 算法实现
8 w- ~' ?& m$ V" n" p( X
本应用笔记提供的 IMA ADPCM 算法用于对具有下述规范的音频文件进行编码：
- r! w" W. A/ I# F% W8 K● 音频格式：PCM
● 音频采样大小：16 位
- ]2 u2 y0 j: s● 通道 : 1 ( 单声道 )
● 音频采样率：8 kHz 到 44.1 kHz

; }; c( K" ^+ Y# \1 c% u1 T每个 16 位 PCM 采样被编码为 4 位 ADPCM 采样，压缩比达到 1/4。
5 J  p. U; ]/ ?: D; x" t
IMA ADPCM 算法实现包含两个函数，一个函数编码音频采样，另一个函数解码音频采样。

ADPCM 固件由两个文件组成：
* J+ y$ m; z: V. k" Fa) adpcm.c：它包括执行编码和解码的两个 ADPCM 函数的源代码。
) I( A7 `1 \3 Tb) adpcm.h：它是 adpmc.c 的头文件。它应该包含在调用 ADPCM 函数的文件中。
) N6 a1 d$ b" v
" ?* p' c% B. b

..........

想了解更多，请下载原文阅读

下载地址1>>下载地址2>>更多中文文档>>

谢谢楼主分享~！

支持~~~~~~~~~~~~~~

谢谢楼主分享~！