<think>我们已知用户想要
播放特定格式（48kHz，单
通道，
16位深度）的PCM
音频文件。根据之前的示例代码，我们只需要修改硬件参数设置部分即可。
具体修改点：
1. 设置采样率为48000Hz
2. 设置
声道数为
1（单
声道）
3
. 设置格式为SND_PCM_FORMAT_S
16_LE（
16位小端）
另外，由于是单
声道，我们在分配缓冲区时，每帧只有
2个字节（
16位=
2字节）。因此，在读取文件时，每帧读取
2字节，并且写入时，每帧的大小也是
2字节。
注意：在
播放循环中，我们使用snd_pcm_writei写入，该函数需要传入帧数。由于我们设置的是交错模式，但单
声道实际上就是非交错的，所以仍然使用交错模式（因为单
声道没有交错的概念，可以视为一种特殊的交错模式）。
修改步骤：
1. 在设置硬件参数时，将
声道数设置为
1。
2. 将采样率设置为48000。
3
. 缓冲区分配：由于每帧
2字节（
16位单
声道），所以读取时每次读取的字节数为：BUFFER_SIZE *
2（因为每帧
2字节）。
4
. 在写入时，snd_pcm_writei的第三个参数是帧数，因此我们读取的字节数除以每帧的字节数（
2字节）就是帧数。
另外，注意
音频文件必须是原始PCM格式，且符合48kHz、单
通道、
16位深度。
我们调整示例代码中的以下部分：
修改硬件参数设置：
snd_pcm_hw_params_set_channels
(pcm_handle, params,
1); // 单
声道
unsigned int sample_rate = 48000; // 48kHz
snd_pcm_hw_params_set_rate_near
(pcm_handle, params, &sample_rate, 0
);
修改缓冲区分配和读取：
由于每帧
2字节（
16位单
声道），所以缓冲区大小应为 BUFFER_SIZE *
2 字节。
在读取时，每次读取BUFFER_SIZE *
2字节，然后写入的帧数就是读取的字节数除以
2（因为每帧
2字节）。
因此，我们将原来的
立体声（4字节/帧）改为单
声道（
2字节/帧）：
buffer = malloc
(BUFFER_SIZE *
2); // 分配缓冲区
在
播放循环中：
read = fread
(buffer,
1, BUFFER_SIZE *
2, audio_file
); // 每次读取最多BUFFER_SIZE*
2字节
frames_written = snd_pcm_writei
(pcm_handle, buffer, read /
2); // 因为每帧
2字节，所以除以
2得到帧数
注意：原来的示例中，
立体声是4字节一帧，所以除以4得到帧数。现在单
声道16位是
2字节一帧，所以除以
2。
完整修改后的代码：</think># 使用
ALSA播放48kHz单
声道16位PCM
音频文件
下面我将详细介绍如何使用
ALSA库
播放特定格式
(48kHz采样率、单
声道、
16位深度
)的PCM
音频文件。
## 核心代码实现
```c
#include <
alsa/asoundlib
.h>
#include <stdio
.h>
#include <stdlib
.h>
#include <unistd
.h>
#define PCM_DEVICE "default" // 默认
音频设备
#define BUFFER_SIZE
2048 // 缓冲区大小（帧数）
int play_audio
(const char *filename
) {
snd_pcm_t *pcm_handle;
snd_pcm_hw_params_t *params;
FILE *audio_file;
char *buffer;
int err;
//
1. 打开PCM
播放设备
if
((err = snd_pcm_open
(&pcm_handle, PCM_DEVICE, SND_PCM_STREAM_PLAYBACK, 0
)) < 0
) {
fprintf
(stderr, "无法打开PCM设备: %s\n", snd_strerror
(err
));
return -
1;
}
//
2. 分配硬件参数结构
snd_pcm_hw_params_alloca
(¶ms
);
snd_pcm_hw_params_any
(pcm_handle, params
);
// 3
. 设置硬件参数为48kHz单
声道16位
// 设置访问模式为交错模式
snd_pcm_hw_params_set_access
(pcm_handle, params, SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED
);
// 设置
16位小端格式
snd_pcm_hw_params_set_format
(pcm_handle, params, SND_PCM_FORMAT_S
16_LE
);
// 设置单
声道
snd_pcm_hw_params_set_channels
(pcm_handle, params,
1);
// 设置48kHz采样率
unsigned int sample_rate = 48000;
snd_pcm_hw_params_set_rate_near
(pcm_handle, params, &sample_rate, 0
);
// 设置缓冲区大小（帧数）
snd_pcm_uframes_t buffer_frames = BUFFER_SIZE;
snd_pcm_hw_params_set_buffer_size_near
(pcm_handle, params, &buffer_frames
);
// 4
. 应用参数到设备
if
((err = snd_pcm_hw_params
(pcm_handle, params
)) < 0
) {
fprintf
(stderr, "无法设置硬件参数: %s\n", snd_strerror
(err
));
return -
1;
}
//
5. 准备
音频数据缓冲区（单
声道16位：每帧
2字节）
buffer = malloc
(BUFFER_SIZE *
2);
if
(!buffer
) {
fprintf
(stderr, "内存分配失败\n"
);
return -
1;
}
// 6
. 打开
音频文件
audio_file = fopen
(filename, "rb"
);
if
(!audio_file
) {
fprintf
(stderr, "无法打开
音频文件: %s\n", filename
);
free
(buffer
);
return -
1;
}
printf
("开始
播放48kHz单
声道音频: %s\n", filename
);
// 7
. 播放循环
while
(!feof
(audio_file
)) {
// 读取数据（单
声道16位：每帧
2字节）
size_t bytes_read = fread
(buffer,
1, BUFFER_SIZE *
2, audio_file
);
if
(bytes_read == 0
) break;
// 计算实际帧数（每帧
2字节）
snd_pcm_uframes_t frames = bytes_read /
2;
// 写入
音频数据
snd_pcm_sframes_t frames_written = snd_pcm_writei
(pcm_handle, buffer, frames
);
// 错误处理
if
(frames_written == -EPIPE
) {
fprintf
(stderr, "缓冲区欠载\n"
);
snd_pcm_prepare
(pcm_handle
);
} else if
(frames_written < 0
) {
fprintf
(stderr, "写入错误: %s\n", snd_strerror
(frames_written
));
} else if
(frames_written != frames
) {
fprintf
(stderr, "写入不完整: %ld/%ld\n", frames_written, frames
);
}
}
// 8
. 等待所有数据
播放完成
snd_pcm_drain
(pcm_handle
);
// 9
. 清理资源
fclose
(audio_file
);
free
(buffer
);
snd_pcm_close
(pcm_handle
);
printf
("
播放完成\n"
);
return 0;
}
int main
(int argc, char **argv
) {
if
(argc !=
2) {
fprintf
(stderr, "用法: %s <PCM
音频文件>\n", argv[0]
);
return
1;
}
return play_audio
(argv[
1]
);
}
```
## 关键参数说明
1. **采样率设置**：
```c
unsigned int sample_rate = 48000;
snd_pcm_hw_params_set_rate_near
(pcm_handle, params, &sample_rate, 0
);
```
2. **单
声道设置**：
```c
snd_pcm_hw_params_set_channels
(pcm_handle, params,
1);
```
3
. **
16位深度设置**：
```c
snd_pcm_hw_params_set_format
(pcm_handle, params, SND_PCM_FORMAT_S
16_LE
);
```
4
. **缓冲区计算**：
- 单
声道16位：每帧 =
2字节
- 读取数据时：`BUFFER_SIZE *
2`
- 帧数计算：`bytes_read /
2`
## 编译与运行
1. 安装
ALSA开发库：
```bash
sudo apt-get install libasound
2-dev # Debian/Ubuntu
```
2. 编译程序：
```bash
gcc
alsa_mono_player
.c -o
alsa_mono_player -lasound
```
3
. 播放音频文件：
```bash
./
alsa_mono_player audio_48k_mono
.pcm
```
##
音频文件格式要求
1. 必须是原始PCM格式
2. 48kHz采样率
3
. 单
声道
4
. 16位深度
5. 小端字节序
(Little-Endian
)
如果需要
播放WAV文件，需先跳过44字节的文件头：
```c
// 在打开WAV文件后添加：
fseek
(audio_file, 44, SEEK_SET
); // 跳过WAV文件头
```
## 常见问题解决
1. **权限问题**：
```bash
sudo usermod -a -G audio $USER # 将当前用户加入audio组
```
2. **格式不匹配错误**：
- 确认
音频文件格式与代码设置一致
- 使用`file`命令检查文件格式
- 使用`sox`工具转换格式：
```bash
sox input
.wav -r 48000 -c
1 -b
16 output
.pcm
```
3
. **缓冲区欠载处理**：
- 增大`BUFFER_SIZE`值
- 添加错误恢复机制：
```c
if
(frames_written == -EPIPE
) {
snd_pcm_prepare
(pcm_handle
); // 重新准备设备
}
```
通过此实现，您可以直接
播放48kHz单
声道16位PCM格式的
音频文件。
ALSA提供了对
音频硬件的底层控制，特别适合需要精确控制
音频参数的场景[^
1][^
2]。
本文介绍如何使用ALSA配置将5.1声道音频转换为两声道立体声输出。通过具体实例展示了route插件的使用方法，包括声道映射和音量调整。
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