嵌入式系统笔记之声音

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#声音属性

于 2022-05-06 05:15:00 首次发布

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本文深入探讨了ALSA体系结构，包括控制接口、PCM接口、MIDI接口、定时器接口和混音器接口。重点介绍了PCM接口在数字音频回放和录音中的应用，并详细阐述了声音的基本概念，如样本长度、通道数、帧、采样率等。此外，文章还详细解析了Amixer工具的使用，包括调整音量、查看控制器信息等，并给出了arecord录音命令的说明，以及编写音频管理脚本的思路和例子。

ALSA体系结构

ALSA API可以分解成以下几个主要的接口：

1 控制接口：提供管理声卡注册和请求可用设备的通用功能

2 PCM接口：管理数字音频回放(playback)和录音(capture)的接口。本文后续总结重点放在这个接口上，因为它是开发数字音频程序最常用到的接口。

3 Raw MIDI接口:支持MIDI(Musical Instrument Digital Interface),标准的电子乐器。这些API提供对声卡上MIDI总线的访问。这个原始接口基于MIDI事件工作，由程序员负责管理协议以及时间处理。

4 定时器(Timer)接口：为同步音频事件提供对声卡上时间处理硬件的访问。

5 时序器(Sequencer)接口

6 混音器(Mixer)接口

基本概念

声音是连续模拟量，计算机将它离散化之后用数字表示，就有了以下几个名词术语。
样本长度(sample)：样本是记录音频数据最基本的单位，计算机对每个通道采样量化时数字比特位数，常见的有8位和16位。
通道数(channel)：该参数为1表示单声道，2则是立体声。
帧(frame)：帧记录了一个声音单元，其长度为样本长度与通道数的乘积，一段音频数据就是由苦干帧组成的。
采样率(rate)：每秒钟采样次数，该次数是针对帧而言，常用的采样率如8KHz的人声， 44.1KHz的mp3音乐, 96Khz的蓝光音频。
周期(period)：音频设备一次处理所需要的桢数，对于音频设备的数据访问以及音频数据的存储，都是以此为单位。
交错模式(interl