CH582M,PWM模拟DAC实现WAV播放,FATFS文件

目录

一、 调制原理

二、数据转换

三、 读取TF卡内播放音乐

3.1挂载FATFS文件管理系统

3.2配置TIM定时器

3.3读取数据播放音乐


一、 调制原理

利用PWM、RC电路、TCB8002D音频功率放大器。通过调制PWM的占空比输出wav音频。

不是通过调整(一开始方向搞错)

  1. 频率(调整音调)
  2. 通过delay_ms延时函数来实现四分之一音符、二分之一音符、全音符。
  3. 占空比调整音量

如何用单片机的PWM演奏一首歌曲 - 知乎

二、数据转换

首先配置输出PWM输出频率,源文件为44.1KHz的采样频率,所以PWM配置输出为不小于44KHz(影响播放速度,小了播放慢、大了播放快)。

    SetSysClock(CLK_SOURCE_PLL_60MHz);  //系统时钟
 
    GPIOB_ModeCfg(GPIO_Pin_5, GPIO_ModeOut_PP_5mA);  //使能TCB8002D音频功率放大器
    GPIOB_SetBits(GPIO_Pin_5);

    GPIOB_ModeCfg(GPIO_Pin_0, GPIO_ModeOut_PP_5mA);  // 配置PWM输出
    PWMX_CLKCfg(5);                                 // cycle = 4/Fsys  分频
    PWMX_CycleCfg(PWMX_Cycle_256);                // 周期 = 64*cycle  重复计数值

我们可以通过GoldWave将源音频文件转换为44.1KHz8Bit的wav,再理由WinHex获取C数组形式的数据。

#define maxSize sizeof(wavdat)


const unsigned wavdat[] = {
    0x75, 0x74, 0x73, 0x72, 0x71, 0x70, 0x6F, 0x6F, 0x70, 0x71, 0x72, 0x74, 0x76, 0x78, 0x79, 0x79,
    0x7A, 0x7A, 0x7A, 0x79, 0x79, 0x7A, 0x7A, 0x7B, 0x7B, 0x7B, 0x7B, 0x7C, 0x7D, 0x7F, 0x80, 0x81,
    0x82, 0x82, 0x81, 0x81, 0x81, 0x81, 0x81, 0x82, 0x83, 0x84, 0x84, 0x84, 0x84, 0x83, 0x82, 0x81,
    0x80, 0x80, 0x81, 0x83, 0x85, 0x87, 0x89, 0x8A, 0x8C, 0x8D, 0x8F, 0x8F, 0x8F, 0x8E, 0x8D, 0x8B,
    0x8A, 0x89, 0x89, 0x89, 0x89, 0x89, 0x88, 0x87, 0x85, 0x83, 0x81, 0x80, 0x7E, 0x7D, 0x7D, 0x7C,
    0x7C, 0x7D, 0x7D, 0x7D, 0x7D, 0x7D, 0x7D, 0x7C, 0x7C, 0x7D, 0x7D, 0x7F, 0x80, 0x80, 0x81, 0x81,
    0x81, 0x81, 0x81, 0x80, 0x80, 0x7F, 0x7F, 0x7E, 0x7E, 0x7D, 0x7D, 0x7C, 0x7C, 0x7C, 0x7D, 0x7E,
    0x7F, 0x7F, 0x7F, 0x7F, 0x7F, 0x7F, 0x7F, 0x80, 0x81, 0x82, 0x84, 0x86, 0x87, 0x89, 0x8B, 0x8C,
    0x8C, 0x8D, 0x8D, 0x8C, 0x8C, 0x8D, 0x8D, 0x8D, 0x8D, 0x8C, 0x8C, 0x8A, 0x89, 0x87, 0x87, 0x86,
    0x86, 0x85, 0x85, 0x84, 0x83, 0x83, 0x82, 0x82, 0x82, 0x81, 0x81, 0x80, 0x80, 0x80, 0x80, 0x80,
    0x80, 0x81, 0x81, 0x81, 0x81, 0x81, 0x80, 0x80, 0x7F, 0x7F, 0x7E, 0x7F, 0x7F, 0x7F, 0x80, 0x7F,
    0x7F, 0x7E, 0x7D, 0x7B, 0x7A, 0x79, 0x77, 0x76, 0x75, 0x75, 0x76, 0x77, 0x79, 0x7B, 0x7C, 0x7E,
    0x7E, 0x7F, 0x7E, 0x7F, 0x7F, 0x7F, 0x80, 0x80, 0x80, 0x81, 0x81, 0x82, 0x83, 0x85, 0x86, 0x87,
...........}

读取数据信息

    while(1){
       PWMX_ACTOUT(CH_PWM6,(wavdat[wavIndex]), Low_Level, ENABLE);  // 25% 占空比
       if(++wavIndex>=maxSize)wavIndex=0;

    }

参考文章: 

使用PWM实现语音播放_嵌入式Linux,的博客-CSDN博客

stm32基于pwm语音播报设计 - 百度文库

STM32F103使用TIM DMA DAC实现播放WAV音乐_liqiang420795936的博客-CSDN博客_stm32驱动喇叭播放音乐c语言 输出音频 单片机,单片机播放WAV格式音频的理解_张溪梦 Simon的博客-CSDN博客TTS(1)单片机播放WAV语音,有原理,有代码_乘简的博客-CSDN博客_wav播放原理基于PWM控制的声音播放的实现_天上人间555的博客-CSDN博客_pwm 语音

三、 读取TF卡内播放音乐

前面需要注意的是不能只单一个PWM直接扔数据給他,音频文件为44.1KHz所以要固定频率更新数据,利用定时器每隔 (44.1 kHz)产生一次中断来更新数据,而不是直接扔数据主频8Mhz直接扔数据一下会扔很多数据。

1:FATFS基础知识(23.2.1):文件系统FATFS的移植教程_sunshine_SGP的博客-CSDN博客_fatfs移植

2:SD卡的读取

#include "system.h"
#include "SysTick.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
#include "tftlcd.h"
#include "key.h"
#include "malloc.h" 
#include "sd.h"
#include "flash.h"
#include "ff.h" 
#include "fatfs_app.h"
#include "diskio.h"
#include "integer.h"
#include "string.h"

	
	
FATFS fsobject;
FIL SDFile ;

uint8_t  readBuf[512];
uint8_t  writeBuf[512];
BYTE work[_MAX_SS];
char *fileName = "test.txt";
uint32_t writeLen;
uint32_t readLen;

int main(void)
{
	FRESULT  retSD ;

	SysTick_Init(72);
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  //中断优先级分组 分2组
	LED_Init();
	USART1_Init(115200);
	TFTLCD_Init();			//LCD初始化
	// 挂载
	retSD = f_mount(&fsobject, "0:", 1);
	switch(retSD)
	{
		case FR_NO_FILESYSTEM:  // FM_FAT32
					{
						retSD = f_mkfs("0:",0,sizeof(work));
						if(retSD!=FR_OK)
						{
							printf("格式化失败\r\n");
							while(1);
						}
					}
					break;
		case FR_OK:
			printf("挂载成功\r\n");
			break;
		default:
			while(1);
	}
	
	// 写
	retSD = f_open(&SDFile,fileName, FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE);
	if(retSD!=FR_OK)
	{
		printf("打开失败\r\n");
		while(1);
	}
	printf("打开成功\r\n");
	sprintf((char *)writeBuf,"%s","abc123今天天气还可以---FATFStest\r\n");
	retSD = f_write(&SDFile,writeBuf, strlen((const char *)writeBuf), &writeLen);
	if(retSD!=FR_OK)
	{
		printf("写失败\r\n");
		while(1);
	}
	printf("写成功\r\n");
	f_close(&SDFile);
	
	
	// 读
	retSD = f_open(&SDFile,fileName, FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);
	if(retSD!=FR_OK)
	{
		while(1);
	}
	printf("打开成功\r\n");
	
	retSD = f_read(&SDFile,readBuf, 50, &readLen);
	if(retSD!=FR_OK)
	{
		while(1);
	}
	printf("读到的数据为%s\r\n",readBuf);
	LCD_ShowString(10,180,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,readBuf); 
	f_close(&SDFile);
	
	// 卸载
	f_mount(NULL, "0:", 1);
	while (1)
	{
	}
}

 CH582M,PWM模拟DAC实现WAV播放,FATFS文件_第1张图片

 CH582M,PWM模拟DAC实现WAV播放,FATFS文件_第2张图片

 CH582M,PWM模拟DAC实现WAV播放,FATFS文件_第3张图片

3.1挂载FATFS文件管理系统

通过文件管理系统读取我们需要的wav文件里的数据。d移植自:

【CH579开发板】+分享TF卡的FATFS例子 - - 21ic电子技术开发论坛

/******************SD卡初始化***********************/
    if(MSD_Init())
    {
        printf("error!\n");
    }else
    {
        MSD_GetCardInfo(&cardinfo);
        printf("OK\n");

        if(MSD_ReadSingleBlock(0,buf) == 0) //读取MBR扇数据打
        {
            printf("TF Card Sector Data:\n");
            p = buf;
            for(i=0; i!=512/16; i++)
            {
                for(j=0; j!=16; j++)
                {
                    printf("%02X ",*p++);
                }
                printf("\n");
            }
        }
/******************FATFFS***********************/
        f_mount(&fs,"0:",1); //挂载SD卡

3.2配置TIM定时器

配置定时器,在定时器中断设置更新数据的标志位,定时器到了就更新PWM占空数据。

/******************定时器初始化***********************/
TMR0_TimerInit(FREQ_SYS / 44100);         // 设置定时时间
TMR0_ITCfg(ENABLE, TMR0_3_IT_CYC_END); // 开启中断
PFIC_EnableIRQ(TMR0_IRQn);

/******************定时中断***********************/
void TMR0_IRQHandler(void) // TMR0 定时中断
{
    if(TMR0_GetITFlag(TMR0_3_IT_CYC_END))
    {
        TMR0_ClearITFlag(TMR0_3_IT_CYC_END); // 清除中断标志
        GPIOB_InverseBits(GPIO_Pin_1);
        capFlag = 1;
    }
}

3.3读取数据播放音乐

一次读写512个字节数或512倍的数据到缓冲区,tf卡读写操作时每次是按块来读写,最小块是512个字节,文件系统读取TF卡数据是一次读一个块到文件系统的缓存区。

注意点:WAV格式是有符号的整型,所以要将源数据进行转换成无符号整型加上0x80后转换为u8类型。

int readdata(void )
{
    FATFS fs;   //逻辑磁盘工作区
    FIL file;   //文件
    FRESULT res;//状态变量
    UINT br;    /* 文件读/写字节计数 */
    u8 table[1024];
    int32_t i=0 ;
    res=f_open(&file,"0:/1.wav",FA_OPEN_EXISTING|FA_READ);//
    if(res)   //打开文件错误
    {
        printf("open file error.\r\n");
        return 0;
    }
    f_read (&file,table,sizeof(table),&br);          //读取文件到buf
    while(1) //f_eof - 测试一个文件是否到达文件末尾
    {
        if(capFlag ==1)
        {
            capFlag=0;
            PWMX_ACTOUT(CH_PWM6,(255-((u8)(table[i]+0x80))), High_Level, ENABLE);
            i++;
        }
       if(i>=sizeof(table))
       {
           f_read (&file,table,sizeof(table),&br);
           i=0;
       }
       // if(res||br==0) f_close(&file); /*  文件结束错误 */
    }
//    printf("文件大小%d\n",f_size(&file));//获取文件大小

    f_close(&file);       //关闭文件
    return 0;

}

参考文章:

STM32CubeMX学习笔记(27)——FatFs文件系统使用(操作SD卡)_Leung_ManWah的博客-CSDN博客_fatfs格式化sd卡FatFs 的用户层API接口应用简单介绍(基于STM32F1)_喜暖知寒的博客-CSDN博客

STM32基于 FatFs R0.14b&SD Card 的MP3音乐播放器(也算是FatFs的简单应用了吧)_喜暖知寒的博客-CSDN博客_stm32播放mp3

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