第83音樂(lè)播放器實(shí)驗(yàn)講解

淘寶店鋪：技術(shù)論壇《手把手教你學(xué)STM32》主講人：正點(diǎn)原子團(tuán)隊(duì)硬件平臺(tái)：正點(diǎn)原子STM32開(kāi)發(fā)板：廣州市星翼電子科技有限公司淘寶店鋪：技術(shù)論壇：開(kāi)源電子網(wǎng)公眾平臺(tái)：“正點(diǎn)原子”官方網(wǎng)站：聯(lián)系電話：ALIENTEK《手把手教你學(xué)STM32》音樂(lè)播放器實(shí)驗(yàn)(WM8978)淘寶店鋪：技術(shù)論壇STM32F1xx開(kāi)發(fā)板（正點(diǎn)原子）STM32F4xx開(kāi)發(fā)板（正點(diǎn)原子）適用平臺(tái)本視頻重點(diǎn)參考資料淘寶店鋪：技術(shù)論壇參考資料：1，探索者STM32F407開(kāi)發(fā)板《STM32F4開(kāi)發(fā)指南-庫(kù)函數(shù)版本》——音樂(lè)播放器實(shí)驗(yàn)2，I2S參考資料《STM32F4xx中文參考手冊(cè)》-第27章串行外設(shè)接口(SPI)3，WAV文件格式參考資料見(jiàn)光盤：軟件資料WAV文件格式說(shuō)明WAV文件格式分析與應(yīng)用.pdf4，WM8978參考資料見(jiàn)光盤：硬件資料芯片資料①WM8978G.pdf②WM8978中文資料.doc目錄淘寶店鋪：技術(shù)論壇WAV&WM8978簡(jiǎn)介1I2S簡(jiǎn)介&硬件連接2

源碼講解&例程測(cè)試31、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-什么是WAV?淘寶店鋪：技術(shù)論壇WAV即WAVE文件，是最常用的數(shù)字化聲音文件格式之一，其擴(kuò)展名為“.wav”。符合RIFF(ResourceInterchangeFileFormat)文件規(guī)范，用于保存Windows平臺(tái)的音頻信息資源，被Windows平臺(tái)及其應(yīng)用程序所廣泛支持。WAV格式還支持MSADPCM，CCITTALAW等多種壓縮運(yùn)算法，支持多種音頻數(shù)字，取樣頻率和聲道。標(biāo)準(zhǔn)格式化的WAV文件和CD格式一樣，也是44.1K的取樣頻率，16位量化數(shù)字，因此在聲音文件質(zhì)量和CD相差無(wú)幾！

1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WAV組成淘寶店鋪：技術(shù)論壇WAV是由若干個(gè)Chunk組成的。按照在文件中的出現(xiàn)位置包括：①RIFFWAVEChunk、②FormatChunk、③FactChunk(可選)和④DataChunk。每個(gè)Chunk由塊標(biāo)識(shí)符、數(shù)據(jù)大小和數(shù)據(jù)三部分組成，如下圖所示：其中塊標(biāo)識(shí)符由4個(gè)ASCII碼構(gòu)成，數(shù)據(jù)大小則標(biāo)出緊跟其后的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度（單位為字節(jié)），注意這個(gè)長(zhǎng)度不包含塊標(biāo)識(shí)符和數(shù)據(jù)大小的長(zhǎng)度，即不包含最前面的8個(gè)字節(jié)。所以實(shí)際Chunk的大小為數(shù)據(jù)大小加8。1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WAV組成淘寶店鋪：技術(shù)論壇①RIFF塊（RIFFWAVEChunk），該塊以“RIFF”作為標(biāo)示，緊跟wav文件大小（該大小是wav文件的總大小-8），然后數(shù)據(jù)段為“WAVE”，表示是wav文件。RIFF塊的Chunk結(jié)構(gòu)如下：//RIFF塊typedef__packedstruct{u32ChunkID; //chunkid;這里固定為"RIFF",即0X46464952u32ChunkSize; //集合大小;文件總大小-8u32Format; //格式;WAVE,即0X45564157}ChunkRIFF;1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WAV組成淘寶店鋪：技術(shù)論壇②Format塊（FormatChunk），該塊以“fmt”作為標(biāo)示（注意有個(gè)空格?。?，一般情況下，該段的大小為16個(gè)字節(jié)，但是有些軟件生成的wav格式，該部分可能有18個(gè)字節(jié)，含有2個(gè)字節(jié)的附加信息。Format塊的Chunk結(jié)構(gòu)如下：

//fmt塊typedef__packedstruct{u32ChunkID; //chunkid;這里固定為"fmt",即0X20746D66u32ChunkSize; //子集合大小(不包括ID和Size);u16AudioFormat; //音頻格式;一般為0X0001,表示線性PCM;u16NumOfChannels; //通道數(shù)量;1,表示單聲道;2,表示雙聲道;u32SampleRate; //采樣率;0X1F40,表示8Khzu32ByteRate; //字節(jié)速率=采樣率*通道數(shù)*(ADC位數(shù)/8)u16BlockAlign; //塊對(duì)齊(字節(jié))=通道數(shù)*(ADC位數(shù)/8)u16BitsPerSample; //單個(gè)采樣的位數(shù);16位PCM,設(shè)置為16

u16ByteExtraData; //附加的數(shù)據(jù)字節(jié);2個(gè);線性PCM,沒(méi)有這個(gè)參數(shù)}ChunkFMT; 1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WAV組成淘寶店鋪：技術(shù)論壇③Fact塊（FactChunk），該塊為可選塊，以“fact”作為標(biāo)示，不是每個(gè)WAV文件都有，在非PCM格式的文件中，一般會(huì)在Format結(jié)構(gòu)后面加入一個(gè)Fact塊，該塊Chunk結(jié)構(gòu)如下：//fact塊typedef__packedstruct{u32ChunkID; //chunkid;這里固定為"fact",即0X74636166;u32ChunkSize; //子集合大小(不包括ID和Size);這里為:4.u32DataFactSize; //數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為PCM格式后的大小}ChunkFACT;DataFactSize是這個(gè)Chunk中最重要的數(shù)據(jù)，如果這是某種壓縮格式的聲音文件，那么從這里就可以知道他解壓縮后的大小。對(duì)于解壓時(shí)的計(jì)算會(huì)有很大的好處！不過(guò)我們例程使用的是PCM格式，所以不存在這個(gè)塊。1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WAV組成淘寶店鋪：技術(shù)論壇④數(shù)據(jù)塊（DataChunk），該塊是真正保存wav數(shù)據(jù)的地方，以“data”'作為該Chunk的標(biāo)示，然后是數(shù)據(jù)的大小。數(shù)據(jù)塊的Chunk結(jié)構(gòu)如下：//data塊typedef__packedstruct{u32ChunkID; //chunkid;這里固定為"data",即0X61746164u32ChunkSize; //子集合大小(不包括ID和Size);}ChunkDATA;ChunkSize的大小就是音頻數(shù)據(jù)的大小（僅指音頻數(shù)據(jù)大小，不包括ChunkID之類的數(shù)據(jù)），在ChunkSize之后，緊跟音頻數(shù)據(jù)。

1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WAV數(shù)據(jù)說(shuō)明淘寶店鋪：技術(shù)論壇根據(jù)FormatChunk中的聲道數(shù)以及采樣bit數(shù)，wav數(shù)據(jù)的bit位置可以分成如下表所示的幾種形式：?jiǎn)温暤廊?取樣2取樣3取樣4取樣5取樣68位量化聲道0聲道0聲道0聲道0聲道0聲道0雙聲道取樣1取樣2取樣38位量化聲道0(左)聲道1(右)聲道0(左)聲道1(右)聲道0(左)聲道1(右)單聲道取樣1取樣2取樣316位量化聲道0

(低字節(jié))聲道0

(高字節(jié))聲道0

(低字節(jié))聲道0

(高字節(jié))聲道0

(低字節(jié))聲道0

(高字節(jié))雙聲道取樣1取樣216位量化聲道0聲道0聲道1聲道1聲道0聲道0(低字節(jié))(高字節(jié))(低字節(jié))(高字節(jié))(低字節(jié))(高字節(jié))單聲道取樣1取樣224位量化聲道0

(低字節(jié))聲道0

(中字節(jié))聲道0

(高字節(jié))聲道0

(低字節(jié))聲道0

(中字節(jié))聲道0

(高字節(jié))雙聲道取樣124位量化聲道0聲道0聲道0聲道1聲道1聲道1(低字節(jié))(中字節(jié))(高字節(jié))(低字節(jié))(中字節(jié))(高字節(jié))本例程支持：16位和24位，立體聲，每個(gè)取樣為4或6個(gè)字節(jié)，低字節(jié)在前，高字節(jié)在后。在得到這些wav數(shù)據(jù)以后，通過(guò)I2S送給WM8978，即可欣賞音樂(lè)了。1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WM8978簡(jiǎn)介淘寶店鋪：技術(shù)論壇WM8978是歐勝（Wolfson）推出的一款全功能音頻處理器。它帶有HI-FI級(jí)數(shù)字信號(hào)處理內(nèi)核，支持增強(qiáng)3D硬件環(huán)繞音效，和5頻段的硬件均衡器，可以有效改善音質(zhì)。

同時(shí)集成了對(duì)麥克風(fēng)的支持，和一個(gè)輸出功率達(dá)0.9W的高質(zhì)量功放。WM8978進(jìn)一步提升了耳機(jī)放大器輸出功率，在推動(dòng)16歐姆耳機(jī)的時(shí)候，每聲道最大輸出功率高達(dá)40毫瓦！可以連接市面上絕大多數(shù)適合隨身聽(tīng)的高端HI-FI耳機(jī)。1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WM8978特點(diǎn)淘寶店鋪：技術(shù)論壇●I2S接口，支持最高192K,24bit音頻播放●DAC信噪比98dB；ADC信噪比90dB●支持無(wú)電容耳機(jī)驅(qū)動(dòng)（提供40mW@16Ω的輸出能力）●支持揚(yáng)聲器輸出（提供0.9W@8Ω的驅(qū)動(dòng)能力）●支持立體聲差分輸入/麥克風(fēng)輸入●支持左右聲道音量獨(dú)立調(diào)節(jié)●支持3D效果，支持5路EQ調(diào)節(jié)1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WM8978接口淘寶店鋪：技術(shù)論壇WM8978通過(guò)I2S接口（即數(shù)字音頻接口）同MCU進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)傳輸（支持音頻接收和發(fā)送），通過(guò)兩線（MODE=0，即IIC接口）或三線（MODE=1）接口進(jìn)行配置。WM8978的I2S接口，由4個(gè)引腳組成：1，ADCDAT：ADC數(shù)據(jù)輸出2，DACDAT：DAC數(shù)據(jù)輸入3，LRC：數(shù)據(jù)左/右對(duì)齊時(shí)鐘4，BCLK：位時(shí)鐘，用于同步WM8978的I2S接口支持多種不同的音頻數(shù)據(jù)模式：左（MSB）對(duì)齊標(biāo)準(zhǔn)、右（LSB）對(duì)齊標(biāo)準(zhǔn)、飛利浦（I2S）標(biāo)準(zhǔn)等，本例程，我們采用飛利浦標(biāo)準(zhǔn)。1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WM8978接口淘寶店鋪：技術(shù)論壇飛利浦（I2S）標(biāo)準(zhǔn)模式，數(shù)據(jù)在跟隨LRC傳輸?shù)腂CLK的第二個(gè)上升沿時(shí)傳輸MSB，其他位一直到LSB按順序傳輸。傳輸依賴于字長(zhǎng)、BCLK頻率和采樣率，在每個(gè)采樣的LSB和下一個(gè)采樣的MSB之間都應(yīng)該有未用的BCLK周期。飛利浦標(biāo)準(zhǔn)I2S數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議如下圖所示：

圖中，fs即音頻信號(hào)的采樣率，比如44.1Khz，因此：LRC的頻率就是音頻信號(hào)的采樣率。另外，WM8978還需要一個(gè)MCLK，本例程由STM32F4為其提供MCLK時(shí)鐘，MCLK的頻率必須等于256fs，也就是音頻采樣率的256倍。1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WM8978框圖淘寶店鋪：技術(shù)論壇WM8978內(nèi)部有很多的模擬開(kāi)關(guān)，用來(lái)選擇通道，同時(shí)還有很多調(diào)節(jié)器，用來(lái)設(shè)置增益和音量。接下來(lái)我們介紹相關(guān)寄存器。1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WM8978寄存器淘寶店鋪：技術(shù)論壇該寄存器用于控制WM8978的軟復(fù)位，寫(xiě)任意值到該寄存器地址，即可實(shí)現(xiàn)軟復(fù)位WM8978。R0寄存器（00h）注意：WM8978的寄存器是9位的?。《沂遣豢勺x的，只可以寫(xiě)，不可讀！1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WM8978寄存器淘寶店鋪：技術(shù)論壇R1寄存器（01h）該位設(shè)置為1，模擬部分的放大器才會(huì)工作，才可以聽(tīng)到聲音。1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WM8978寄存器淘寶店鋪：技術(shù)論壇R2寄存器（02h）該寄存器設(shè)置ROUT1EN(bit8)，LOUT1EN(bit7)和SLEEP(bit6)等三個(gè)位，ROUT1EN和LOUT1EN，設(shè)置為1，使能耳機(jī)輸出，SLEEP設(shè)置為0，進(jìn)入正常工作模式1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WM8978寄存器淘寶店鋪：技術(shù)論壇R3寄存器（03h）該寄存器設(shè)置LOUT2EN(bit6)，ROUT2EN(bit5)，RMIXER(bit3)，LMIXER(bit2)，DACENR(bit1)和DACENL(bit0)等6個(gè)位。LOUT2EN和ROUT2EN，設(shè)置為1，使能喇叭輸出；LMIXER和RMIXER設(shè)置為1，使能左右聲道混合器；DACENL和DACENR則是使能左右聲道的DAC了，必須設(shè)置為1。1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WM8978寄存器淘寶店鋪：技術(shù)論壇R4寄存器（04h）該寄存器要設(shè)置WL(bit6:5)和FMT(bit4:3)等4個(gè)位。WL(bit6:5)用于設(shè)置字長(zhǎng)（即設(shè)置音頻數(shù)據(jù)有效位數(shù)），00表示16位音頻，10表示24位音頻；FMT(bit4:3)用于設(shè)置I2S音頻數(shù)據(jù)格式（模式），我們一般設(shè)置為10，表示I2S格式，即飛利浦模式。1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WM8978寄存器淘寶店鋪：技術(shù)論壇R6寄存器（06h）該寄存器直接全部設(shè)置為0即可，設(shè)置MCLK和BCLK都來(lái)自外部，即由STM32F4提供1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WM8978寄存器淘寶店鋪：技術(shù)論壇R10寄存器（0Ah）該寄存器我們要設(shè)置SOFTMUTE(bit6)和DACOSR128(bit3)等兩個(gè)位，SOFTMUTE設(shè)置為0，關(guān)閉軟件靜音；DACOSR128設(shè)置為1，DAC得到最好的SNR。1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WM8978寄存器淘寶店鋪：技術(shù)論壇R49寄存器（31h）該寄存器要設(shè)置SPKBOOST(bit2)和TSDEN(bit1)這兩個(gè)位。SPKBOOST用于設(shè)置喇叭的增益，設(shè)置為0即可（gain=-1），如想獲得更大的聲音，可設(shè)置為1（gain=+1.5）即；TSDEN用于設(shè)置過(guò)熱保護(hù)，設(shè)置為1（開(kāi)啟）即可。

1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WM8978寄存器淘寶店鋪：技術(shù)論壇R50&R51寄存器（32h&33h）上圖為R50寄存器描述，用于設(shè)置左聲道，另外一個(gè)用于設(shè)置右聲道（R51）。只需要設(shè)置這兩個(gè)寄存器的最低位為1即可，將左右聲道的DAC輸出接入左右聲道混合器里面，才能在耳機(jī)/喇叭聽(tīng)到音樂(lè)。1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WM8978寄存器淘寶店鋪：技術(shù)論壇R52&R53寄存器（34h&35h）上圖為R52寄存器描述，用于設(shè)置耳機(jī)輸出左聲道（R52），另一個(gè)用于設(shè)置耳機(jī)輸出右聲道（R53）。這兩個(gè)寄存器的最高位（HPVU）用于設(shè)置是否更新左右聲道的音量，最低6位用于設(shè)置左右聲道的音量，我們可以先設(shè)置好兩個(gè)寄存器的音量值，最后設(shè)置其中一個(gè)寄存器最高位為1，即可更新音量設(shè)置。1、WAV&WM8978簡(jiǎn)介-WM8978寄存器淘寶店鋪：技術(shù)論壇R54&R55寄存器（36h&37h）這兩個(gè)寄存器用于設(shè)置喇叭音量，同R52，R53設(shè)置一模一樣，這里就不細(xì)說(shuō)了。

經(jīng)過(guò)這些寄存器的設(shè)置，我們即可實(shí)現(xiàn)利用WM8978播放音樂(lè)，其他：3D、EQ等設(shè)置，這里就不再介紹了，請(qǐng)大家參考：WM8978G.pdf2、I2S簡(jiǎn)介&硬件連接-什么是I2S？淘寶店鋪：技術(shù)論壇I2S(也叫IIS，即：InterICSound)總線,又稱集成電路內(nèi)置音頻總線，是飛利浦公司為數(shù)字音頻設(shè)備之間的音頻數(shù)據(jù)傳輸而制定的一種總線標(biāo)準(zhǔn)，該總線專責(zé)于音頻設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，廣泛應(yīng)用于各種多媒體系統(tǒng)。它采用了沿獨(dú)立的導(dǎo)線傳輸時(shí)鐘與數(shù)據(jù)信號(hào)的設(shè)計(jì)，通過(guò)將數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)分離，避免了因時(shí)差誘發(fā)的失真，為用戶節(jié)省了購(gòu)買抵抗音頻抖動(dòng)的專業(yè)設(shè)備的費(fèi)用。2、I2S簡(jiǎn)介&硬件連接-F4的I2S特點(diǎn)淘寶店鋪：技術(shù)論壇●支持全雙工/半雙工通信●支持主/從模式設(shè)置●8位可編程線性預(yù)分頻器，可實(shí)現(xiàn)精確的音頻采樣頻率(8~192Khz)●支持16位/24位/32位數(shù)據(jù)格式●數(shù)據(jù)包幀固定為16位（僅16位數(shù)據(jù)幀）或32位（可容納16/24/32位數(shù)據(jù)幀）●可編程時(shí)鐘極性●支持MSB對(duì)齊(左對(duì)齊)、LSB對(duì)齊(右對(duì)齊)、飛利浦標(biāo)準(zhǔn)和PCM標(biāo)準(zhǔn)等I2S標(biāo)準(zhǔn)●支持DMA數(shù)據(jù)傳輸（16位寬）●數(shù)據(jù)方向固定位MSB在前●支持主時(shí)鐘輸出（固定為256*fs，fs即音頻采樣率）2、I2S簡(jiǎn)介&硬件連接-F4的I2S框圖淘寶店鋪：技術(shù)論壇STM32F4的I2S是與SPI部分共用的，通過(guò)設(shè)置SPI_I2SCFGR寄存器的I2SMOD位即可開(kāi)啟I2S功能，I2S接口使用了幾乎與SPI相同的引腳、標(biāo)志和中斷。2、I2S簡(jiǎn)介&硬件連接-F4的I2S信號(hào)淘寶店鋪：技術(shù)論壇1，SD：串行數(shù)據(jù)（映射到MOSI引腳），用于發(fā)送或接收兩個(gè)時(shí)分復(fù)用的數(shù)據(jù)通道上的數(shù)據(jù)（僅半雙工模式）。2，WS：字選擇（映射到NSS引腳），即左右時(shí)鐘，用于切換左右聲道的數(shù)據(jù)。WS頻率等于音頻信號(hào)采樣率（fs）。3，CK：串行時(shí)鐘（映射到SCK引腳），即位時(shí)鐘，是主模式下的串行時(shí)鐘輸出以及從模式下的串行時(shí)鐘輸入。CK頻率=WS頻率（fs）*2*16（16位寬），如果是32位寬，則是：CK頻率=WS頻率（fs）*2*32（32位寬）。4，I2S2ext_SD和I2S3ext_SD：用于控制I2S全雙工模式的附加串行數(shù)據(jù)引腳（映射到MISO引腳），這兩個(gè)引腳僅用于全雙工模式。5，MCK：即主時(shí)鐘輸出，當(dāng)I2S配置為主模式（且SPI_I2SPR寄存器的MCKOE位置1）時(shí)，使用此時(shí)鐘，該時(shí)鐘頻率為256×fs，fs：音頻信號(hào)采樣頻率。I2S用到的信號(hào)有：2、I2S簡(jiǎn)介&硬件連接-F4的I2S全雙工框圖淘寶店鋪：技術(shù)論壇

STM32F4為支持I2S全雙工模式，除了I2S2和I2S3，還可以使用兩個(gè)額外的I2S，它們稱為擴(kuò)展I2S（I2S2_ext、I2S3_ext），其框圖為：擴(kuò)展I2S(I2Sx_ext)只能用于全雙工模式。I2Sx_ext始終在從模式下工作。I2Sx和I2Sx_ext均可用于發(fā)送和接收。2、I2S簡(jiǎn)介&硬件連接-F4的I2S幀格式淘寶店鋪：技術(shù)論壇1，將16位數(shù)據(jù)封裝在16位幀中；2，將16位數(shù)據(jù)封裝在32位幀中；3，將24位數(shù)據(jù)封裝在32位幀中；4，將32位數(shù)據(jù)封裝在32位幀中；STM32F4的I2S支持4種數(shù)據(jù)和幀格式組合，分別是：將16位數(shù)據(jù)封裝在32位幀中時(shí)，前16位(MSB)為有效位，16位LSB被強(qiáng)制清零，無(wú)需任何軟件操作或DMA請(qǐng)求（只需一個(gè)讀/寫(xiě)操作）。如果應(yīng)用程序選則DMA，則24位和32位數(shù)據(jù)幀需要對(duì)SPI_DR執(zhí)行兩次CPU讀取或?qū)懭氩僮鳎蛘咝枰獌纱蜠MA操作。24位的數(shù)據(jù)幀，硬件會(huì)將8位非有效位擴(kuò)展到帶有0位的32位數(shù)據(jù)幀。2、I2S簡(jiǎn)介&硬件連接-F4的I2S幀標(biāo)準(zhǔn)淘寶店鋪：技術(shù)論壇1，飛利浦標(biāo)準(zhǔn)；2，MSB對(duì)齊（左對(duì)齊）標(biāo)準(zhǔn)；3，LSB對(duì)齊（右對(duì)齊）標(biāo)準(zhǔn)；4，PCM標(biāo)準(zhǔn)；STM32F4的I2S支持4種幀標(biāo)準(zhǔn)，分別是：本例程使用飛利浦標(biāo)準(zhǔn)，僅對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行介紹，其他請(qǐng)參考《STM32F4xx中文參考手冊(cè)》第27.4節(jié)。2、I2S簡(jiǎn)介&硬件連接-I2S飛利浦標(biāo)準(zhǔn)淘寶店鋪：技術(shù)論壇I2S飛利浦標(biāo)準(zhǔn)，使用WS信號(hào)來(lái)指示當(dāng)前正在發(fā)送的數(shù)據(jù)所屬的通道。該信號(hào)從當(dāng)前通道數(shù)據(jù)的第一個(gè)位(MSB)之前的一個(gè)時(shí)鐘開(kāi)始有效。發(fā)送方在時(shí)鐘信號(hào)(CK)的下降沿改變數(shù)據(jù)，接收方在上升沿讀取數(shù)據(jù)。WS信號(hào)也在CK的下降沿變化。I2S飛利浦標(biāo)準(zhǔn)24位數(shù)據(jù)，32位幀格式波形圖：2、I2S簡(jiǎn)介&硬件連接-I2S飛利浦標(biāo)準(zhǔn)淘寶店鋪：技術(shù)論壇在24位模式下數(shù)據(jù)傳輸，需要對(duì)SPI_DR執(zhí)行兩次讀取或?qū)懭氩僮鳌１热缫l(fā)送0X8EAA33這個(gè)數(shù)據(jù)，就要分兩次寫(xiě)入SPI_DR，第一次寫(xiě)入：0X8EAA，第二次寫(xiě)入0X33xx（xx可以為任意數(shù)值），這樣就把0X8EAA33發(fā)送出去了。注意：從SD卡讀取到的24位WAV數(shù)據(jù)流，是低字節(jié)在前，高字節(jié)在后的，比如，我們讀到一個(gè)聲道的數(shù)據(jù)（24bit），存儲(chǔ)在buf[3]里面，那么要通過(guò)SPI_DR發(fā)送這個(gè)24位數(shù)據(jù)，過(guò)程如下：SPI_DR=((u16)buf[2]<<8)+buf[1];SPI_DR=(u16)buf[0]<<8;

這樣，第一次發(fā)送高16位數(shù)據(jù)，第二次發(fā)送低8位數(shù)據(jù)，完成一次24bit數(shù)據(jù)的發(fā)送。2、I2S簡(jiǎn)介&硬件連接-F4的I2S時(shí)鐘發(fā)生器淘寶店鋪：技術(shù)論壇STM32F4的I2S時(shí)鐘發(fā)生器，其架構(gòu)如下圖：

上圖中的I2SxCLK，可以來(lái)自PLLI2S輸出（通過(guò)R系數(shù)分頻）或者來(lái)自外部時(shí)鐘（I2S_CKIN引腳），一般我們使用前者作為I2SxCLK輸入時(shí)鐘。我們需要根據(jù)音頻采樣率（fs）來(lái)計(jì)算各個(gè)分頻器的值，常用的音頻采樣率有：22.05Khz、44.1Khz、48Khz、96Khz、196Khz等。2、I2S簡(jiǎn)介&硬件連接-F4的I2S時(shí)鐘發(fā)生器淘寶店鋪：技術(shù)論壇當(dāng)MCK輸出使能時(shí)，fs頻率計(jì)算公式如下：fs=I2SxCLK/[256*(2*I2SDIV+ODD)]

其中：I2SxCLK=(HSE/pllm)*PLLI2SN/PLLI2SR。HSE我們是8Mhz，而pllm在系統(tǒng)時(shí)鐘初始化就確定了，是8，這樣結(jié)合以上2式，可得計(jì)算公式如下：fs=(1000*PLLI2SN/PLLI2SR)/[256*(2*I2SDIV+ODD)]

fs單位是：Khz。其中：PLLI2SN取值范圍：192~432；PLLI2SR取值范圍：2~7；I2SDIV取值范圍：2~255；ODD取值范圍：0/1。

根據(jù)以上約束條件，便可根據(jù)fs來(lái)設(shè)置各個(gè)系數(shù)的值了，不過(guò)很多時(shí)候，并不能取得和fs一模一樣的頻率，只能近似等于fs，比如44.1Khz采樣率，我們?cè)O(shè)置PLLI2SN=271，PLLI2SR=2，I2SDIV=6，ODD=0，得到fs=44.108073Khz，誤差為：0.0183%。晶振頻率決定了有時(shí)無(wú)法通過(guò)分頻得到我們所要的fs，所以，某些fs如果要實(shí)現(xiàn)0誤差，大家必須得選用外部時(shí)鐘才可以。2、I2S簡(jiǎn)介&硬件連接-F4的I2S時(shí)鐘發(fā)生器淘寶店鋪：技術(shù)論壇如果要通過(guò)程序去計(jì)算這些系數(shù)的值，是比較麻煩的，所以，我們事先計(jì)算好常用fs對(duì)應(yīng)的系數(shù)值，建立一個(gè)表，這樣，用的時(shí)候，只需要查表取值就可以了，大大簡(jiǎn)化了代碼，常用fs對(duì)應(yīng)系數(shù)表如下：//表格式:采樣率/10,PLLI2SN,PLLI2SR,I2SDIV,ODDconstu16I2S_PSC_TBL[][5]={{800,256,5,12,1}, //8Khz采樣率{1102,429,4,19,0}, //11.025Khz采樣率{1600,213,2,13,0}, //16Khz采樣率{2205,429,4,9,1}, //22.05Khz采樣率{3200,213,2,6,1}, //32Khz采樣率{4410,271,2,6,0}, //44.1Khz采樣率{4800,258,3,3,1}, //48Khz采樣率{8820,316,2,3,1}, //88.2Khz采樣率{9600,344,2,3,1}, //96Khz采樣率{17640,361,2,2,0}, //176.4Khz采樣率{19200,393,2,2,0}, //192Khz采樣率};淘寶店鋪：技術(shù)論壇SPI_I2S配置寄存器（SPI_I2SCFGR）2、I2S簡(jiǎn)介&硬件連接-F4的I2S寄存器I2SMOD位，設(shè)置為1，選擇I2S模式，注意，必須在I2S/SPI禁止的時(shí)候，設(shè)置該位。I2SE位，設(shè)置為1，使能I2S外設(shè)，該位必須在I2SMOD位設(shè)置之后再設(shè)置。I2SCFG[1:0]位，這兩個(gè)位用于配置I2S模式，設(shè)置為10，選擇主模式（發(fā)送）。I2SSTD[1:0]位，這兩個(gè)位用于選擇I2S標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置為00，選擇飛利浦標(biāo)準(zhǔn)。CKPOL位，用于設(shè)置空閑時(shí)時(shí)鐘電平，設(shè)置為0，空閑時(shí)時(shí)鐘低電平。DATLEN[1:0]位，用于設(shè)置數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，00，表示16位數(shù)據(jù)；01表示24位數(shù)據(jù)。CHLEN位，用于設(shè)置通道長(zhǎng)度，即幀長(zhǎng)度，0，表示16位；1，表示32位。淘寶店鋪：技術(shù)論壇SPI_I2S預(yù)分頻器寄存器（SPI_I2SSPR）2、I2S簡(jiǎn)介&硬件連接-F4的I2S寄存器本例程我們?cè)O(shè)置MCKOE為1，開(kāi)啟MCK輸出，ODD和I2SDIV則根據(jù)不同的fs，查表進(jìn)行設(shè)置。淘寶店鋪：技術(shù)論壇PLLI2S配置寄存器（RCC_PLLI2SCFGR）2、I2S簡(jiǎn)介&硬件連接-F4的I2S寄存器該寄存器用于配置PLLI2SR和PLLI2SN兩個(gè)系數(shù)，PLLI2SR的取值范圍是：2~7，PLLI2SN的取值范圍是：192~432。同樣，這兩個(gè)也是根據(jù)fs的值來(lái)設(shè)置的。此外，還要用到SPI_CR2寄存器的bit1位，設(shè)置I2STXDMA數(shù)據(jù)傳輸，SPI_DR寄存器用于傳輸數(shù)據(jù)，本例程用DMA來(lái)傳輸，所以設(shè)置DMA的外設(shè)地址為SPI_DR即可。這兩個(gè)寄存器的介紹，請(qǐng)參考：《STM32F4xx中文參考手冊(cè).pdf》。淘寶店鋪：技術(shù)論壇1）初始化WM8978這個(gè)過(guò)程就是配置第一講介紹的WM8978那十幾個(gè)寄存器，包括軟復(fù)位、DAC設(shè)置、輸出設(shè)置和音量設(shè)置等。2）初始化I2S

此過(guò)程主要設(shè)置SPI_I2SCFGR寄存器，設(shè)置I2S模式、I2S標(biāo)準(zhǔn)、時(shí)鐘空閑電平和數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)等，最后開(kāi)啟I2STXDMA，使能I2S外設(shè)。3）解析WAV文件，獲取音頻信號(hào)采樣率和位數(shù)并設(shè)置I2S時(shí)鐘分頻器解析WAV文件，取得音頻信號(hào)的采樣率（fs）和位數(shù)（16位或24位），根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)，來(lái)設(shè)置I2S的時(shí)鐘分頻，我們用前面介紹的查表法來(lái)設(shè)置。4）設(shè)置DMAI2S播放音頻，一般采用DMA來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，這里我們用I2S2，其TX用DMA1數(shù)據(jù)流4的通道0來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。并且，STM32F4的DMA具有雙緩沖機(jī)制，這樣可以提高效率。這里，我們將DMA1數(shù)據(jù)流4設(shè)置為：雙緩沖循環(huán)模式，外設(shè)和存儲(chǔ)器都是16位寬，并開(kāi)啟DMA傳輸完成中斷（方便填充數(shù)據(jù)）。2、I2S簡(jiǎn)介&硬件連接-初始化步驟-1淘寶店鋪：