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[嵌入式][STM32]Cubemx+USBAudio声卡+I2S+DMA+WM8978实验记录(未解决)

本篇是记录做这个实验时发现的问题现象做的记录,最终没有解决问题

开发板:正点原子探索者stm32f407zgt6

实验功能:使用USB作为音频设备连接电脑,接收音频数据,在通过I2S+WM8978实现音频播放
在这里插入图片描述

问题:网上实现的方式(Cubemx配置)有很多,但都不能达到正点原子的效果,主要表现是播放的音质有噪声,或每播放一段时间会出现明显的“chi”的噪音

分析:

引用正点原子在这里插入图片描述

在Cubemx中配置不同的I2S时钟,实际得到的音频频率并不是48KHz,可能大于也可能小于48KHz, 取决于IIS的时钟分配。上图说明了噪声的来源。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
按上诉的说法,当音频频率配置为上图48Khz(实际47.991Khz)时,USB接收的速度比播放的速度快,当音频播放被USB接收“套圈”时,会出现混叠噪声。

疑问:按上面的配置音频48Khz(实际47.991Khz),USB(48Khz),在程序运行中,USB接收数据的速度一定比音频播放的快吗?

在我使用I2S DMA双缓冲发送时,发现音频播放的速度比USB接收数据还要快(这里也不确定,很疑惑),混叠时同样有噪声,但无法按正点原子的方式处理了。在下文会讲到。

1.Cubemx配置生成工程代码(省略配置过程),对生成的代码分析
在这里插入图片描述
主要分析usbd_audio_if.c和usbd_audio.c文件

2.usbd_audio.c文件
void USBD_AUDIO_Sync()函数是对上面说到的问题做的处理,效果不好,不使用
在这里插入图片描述
函数USBD_AUDIO_DataOut(USBD_HandleTypeDef *pdev, uint8_t epnum)
接收数据大小,调用相关函数,处理缓存buf(循环存储),准备接收下次数据
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

文件usbd_audio_if.c
函数static int8_t AUDIO_AudioCmd_FS(uint8_t* pbuf, uint32_t size, uint8_t cmd)
在这里插入图片描述
函数static int8_t AUDIO_PeriodicTC_FS(uint8_t *pbuf, uint32_t size, uint8_t cmd)
USB每接收1帧数据被调用一次
在这里插入图片描述
DMA发送完成中断
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
其他音量,停止播放什么的没有做处理了,实际调试时,USB接收数据帧数(用I2S_savecnt计)和DMA发送帧数(用I2S_palycnt计)的速度:
I2S_savecnt(USB接收)>I2S_palycnt(I2S播放),很接近且长时间维持。程序中没做混叠处理

正点原子用的也是DMA双缓冲发送,而且测得USB接收数据比音频播放要快,这样就可以按他的方式去处理了

当我使用DMA双缓冲时,播放比USB接收数据快,混叠时就不知道怎么处理了。用DMA单缓冲时,播放音质没有那么好,不过对于WM8978的配置是和正点原子不一样的。我这里是这样:
在这里插入图片描述

总结:
1.就本实验来讲,Audio音频播放和USB接收数据速度有偏差,随着偏差的加大,会发生混叠,出现噪声,因此需要做相关处理

2.Audio音频配置48K(实际47.991Khz),USB接收速度48Khz,从理论上看USB接收是比音频播放快,但实际在程序中对于播放有不同处理可能结果就不一定。

3.对于不同情况,需要不同处理方式。比如,如果音频播放比USB接收快,是否可以用某种方式使音频播放慢一点(I2S频率慢一点?,发送数据慢一点?)或让USB接收数据快一点,这样按正点原子的方式再处理混叠就好了。或者即使音频播放比USB接收快,也有好的方式处理?

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加:2022-03-21 21:07:25  更:2022-03-21 21:07:43 
 
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