基于K210开发板麦克风录音机测试

开发板

K210开发板

实验目的

本次测试主要学习 K210 如何打开麦克风录音，保存到 TF 卡中，再从 TF 卡读 取录音的内容，经过扬声器播放出来。

实验元件

麦克风、拨轮开关 keypad、RGB 灯、扬声器、TF 卡槽和 TF 卡

实验原理

1. 各个元器件的工作原理前面的基础课程已经讲过，现在来说说整个代码的设计思路，录音的过程是先通过 I2S通讯读取麦克风的缓存数据，每次读一部分数据就会直接写入到 TF 卡中，然后保存录音文件。播放录音则是从 TF 读取 wav音频文件，经过解析文件得到数据，再通过 I2S 发送给 DAC 功放电路转化信号并放大，最后扬声器播放声音。
2. wav格式文件储存原理：wav格式文件是微软公司开发的一种声音文件格式，它符合 RIFF 文件规范，标准格式的 wav 文件与 CD格式一样采用 44.1K 采样率，音质与 CD 相近，所以被广泛应用，wav 文件分为两个部分，第一部分为 wav 头文件，记录 wav 文件的格式和信息等，第二部分是实际储存音频的 PCM(脉冲编码调制)数据。 wav 头文件内容请参考以下表格：

实验过程

1. List item

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static void hardware_init(void)
{
    /* TF卡 */
    //io26--miso--d1
    //io27--clk---sclk
    //io28--mosi--d0
    //io29--cs----cs
    fpioa_set_function(PIN_TF_MISO, FUNC_TF_SPI_MISO);
    fpioa_set_function(PIN_TF_CLK,  FUNC_TF_SPI_CLK);
    fpioa_set_function(PIN_TF_MOSI, FUNC_TF_SPI_MOSI);
    fpioa_set_function(PIN_TF_CS,   FUNC_TF_SPI_CS);

    /* 扬声器 */
    fpioa_set_function(PIN_I2S_WS,  FUNC_I2S2_WS);
    fpioa_set_function(PIN_I2S_DA,  FUNC_I2S2_OUT_D1);
    fpioa_set_function(PIN_I2S_BCK, FUNC_I2S2_SCLK);

    /* 麦克风 */
    fpioa_set_function(PIN_MIC0_WS,   FUNC_I2S0_WS);
    fpioa_set_function(PIN_MIC0_DATA, FUNC_I2S0_IN_D0);
    fpioa_set_function(PIN_MIC0_SCK,  FUNC_I2S0_SCLK);

    /* keypad */
    fpioa_set_function(PIN_KEYPAD_LEFT,   FUNC_KEYPAD_LEFT);
    fpioa_set_function(PIN_KEYPAD_MIDDLE, FUNC_KEYPAD_MIDDLE);
    fpioa_set_function(PIN_KEYPAD_RIGHT,  FUNC_KEYPAD_RIGHT);

    /* RGB灯 */
    fpioa_set_function(PIN_RGB_R, FUNC_RGB_R);
    fpioa_set_function(PIN_RGB_G, FUNC_RGB_G);
    fpioa_set_function(PIN_RGB_B, FUNC_RGB_B);
}

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2. 设置系统 PLL 时钟。

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/* 系统时钟设置 */
    sysctl_pll_set_freq(SYSCTL_PLL0, 320000000UL);
    sysctl_pll_set_freq(SYSCTL_PLL1, 160000000UL);
    sysctl_pll_set_freq(SYSCTL_PLL2, 45158400UL);

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3. 初始化系统中断，使能系统全局中断，初始化 keypad 和 RGB 灯。

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hardware_init();      // 硬件引脚初始化
dmac_init();          // dmac初始化
plic_init();          // 中断初始化
sysctl_enable_irq();  // 使能全局中断
keypad_init();        // keypad初始化
rgb_init(EN_RGB_ALL); // LED灯初始化

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4. 要使用 TF 卡前必须初始化，并且判断 TF 卡的格式。

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if(sdcard_test())
{
    printf("SD card err\r\n");
    return -1;
}
if(fs_test())
{
    printf("FAT32 err\r\n");
    return -1;
}

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5. 读取 keypad 的状态，如果是中间的键被按下，则开始录音。

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case EN_KEY_MIDDLE_DOWN: //录音
	 printf("EN_KEY_MIDDLE_DOWN\r\n");
	  if(g_record_state != 1)
	  {
	      bsp_recorder_start(_T("0:REC.wav"));
	      g_record_state = 1;
	  }
	  
	  break;

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6. keypad 向左拨动保存录音文件。

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key_value = key_out_fifo();
        switch(key_value)
        {
            case EN_KEY_LEFT_DOWN: //停止和保存录音
                printf("EN_KEY_LEFT_DOWN\r\n");
                if(g_record_state == 1)
                {
                    bsp_recorder_stopsave("0:REC.wav");
                    g_record_state = 2;
                }
                app_rgb_red_state(LIGHT_OFF); //关闭红灯
                break;

            case EN_KEY_MIDDLE_DOWN: //录音
                printf("EN_KEY_MIDDLE_DOWN\r\n");
                if(g_record_state != 1)
                {
                    bsp_recorder_start(_T("0:REC.wav"));
                    g_record_state = 1;
                }
                
                break;

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7. keypad 向右拨动播放录音。

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case EN_KEY_RIGHT_DOWN: //播放录音(仅在非录音状态下有效)
                printf("EN_KEY_RIGHT_DOWN\r\n");
                app_rgb_blue_state(LIGHT_ON);
                if(g_record_state == 2)
                {
                    bsp_play_wav(_T("0:REC.wav"));
                    //g_record_state = 2;
                }
                break;

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8.编译调试，烧录运行进入自己项目 build目录，运行以下命令编译。

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cmake .. -DPROJ=watchdog -G "MinGW Makefiles"
make

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实验现象

烧录完成固件后，系统会弹出一个终端界面，如果没有弹出终端界面的可以打开串口助手显示调试内容。

如果出现以下图片的情况，请检查是否 TF 卡正确插入卡槽，再把 K210 开发板的电源断开后重新打开即可。

当我们按一下 keypad 中间的按键时，RGB 红灯开始闪烁，此时已经开始录音，可以对着麦克风讲话；然后把 keypad 向左拨动一下，红灯熄灭，录音保存；最后把 keypad 向右拨动一下，播放刚刚录音的内容。

实验总结

• 录音的文件是保存到 TF 卡中的.wav 文件，可以使用读卡器放到电脑上播放。
• 有时候烧录完程序后，会出现 TF 卡读取失败的问题，重新拨动 K210 开发板的 电源开关，重新上电就可以。