淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 《手把手教你学STM32》 主讲人 ：正点原子团队 硬件平台：正点原子STM32开发板 版权所有：广州市星翼电子科技有限公司 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛：www.openedv.com 开源电子网 公众平台：“正点原子” 官方网站：www.alientek.com 联系电话：13922348612 ddddd ALIENTEK 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 《手把手教你学STM32》 录音机实验(WM8978) 适用平台 STM32F1xx 开发板 （正点原子） STM32F4xx 开发板 （正点原子） ddddd 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
本视频重点参考资料 参考资料： 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com WAV格式/WM8978/I2S等的介绍，请参考此例程(及视频) 参考资料： 1，探索者STM32F407开发板 《STM32F4开发指南-库函数版本》——音乐播放器实验 《STM32F4开发指南-库函数版本》——录音机实验 2，I2S参考资料 《STM32F4xx中文参考手册》-第27章 串行外设接口(SPI) 3，WAV文件格式参考资料 见光盘：软件资料WAV文件格式说明 WAV文件格式分析与应用.pdf 4，WM8978参考资料 见光盘：硬件资料芯片资料 ① WM8978G.pdf ② WM8978中文资料.doc 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 目录 I2S录音简介 1 硬件连接 2 源码讲解&例程测试 3 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 1、I2S录音简介-知识点说明 本例程要实现一个简单的录音机（录制.wav文件），需要用到的硬件有：WM8978、I2S、SD卡等，另外，对WAV文件格式，也需要有一个比较详细的了解。 这些知识点基本上在我们的：音乐播放器实验，这个例程就已经给大家做过详细介绍了，这里我们只补充一些知识点，如有不懂的，请参考：音乐播放器实验 。 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 1、 I2S录音简介-录音原理 本例程，要实现wav文件录音，原理如下：通过WM8978的ADC采集麦克风信号，转换成数字信号，通过I2S接口，传输给STM32F4，然后软件编码成WAV文件格式，存储在SD卡，完成WAV录音。 探索者STM32F4开发板集成了WM8978并自带了一个麦克风（咪头），连接在2个差分输入通道（LIP/LIN和RIP/RIN，见开发板原理图） 在程序上，我们采用立体声WAV录音，不过，左右声道的音源都是一样的，录音出来的虽然是立体声WAV文件，听起来就是个单声道效果（因为左右声道数据完全一样）。 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 1、I2S录音简介-WM8978录音配置 WM8978要开启MIC录音，并通过I2S接口将数据输出给STM32F4，需要对WM8978的寄存器进行一系列配置，需要用到的 寄存器有：R0、R1、R2、R4、R6、R14、R44、R45、R47和R49等。 接下来，我们就给大家简单介绍下这些寄存器。 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
1、I2S录音简介-WM8978寄存器 R0寄存器（00h） 该寄存器用于控制WM8978的软复位，写任意值到该寄存器地址，即可实现软复位WM8978。 注意：WM8978的寄存器是9位的！！而且是不可读的，只可以写，不可读！ 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
1、I2S录音简介-WM8978寄存器 R1寄存器（01h） 这两个位都要设置为1，开启麦克风(MIC)偏置，使能模拟放大器偏置 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 1、I2S录音简介-WM8978寄存器 R2寄存器（02h） 该寄存器要设置SLEEP(bit6)、INPGAENR(bit3)、INPGAENL(bit2)、ADCENR(bit1)和ADCENL(bit0)等五个位。SLEEP设置为0，进入正常工作模式；INPGAENR和INPGAENL设置为1，使能PGA放大器；ADCENL和ADCENR设置为1，使能左右通道ADC。 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 1、I2S录音简介-WM8978寄存器 R4寄存器（04h） 该寄存器要设置WL(bit6:5)和FMT(bit4:3)等4个位。WL(bit6:5)用于设置字长（即设置音频数据有效位数），00表示16位音频，10表示24位音频；FMT(bit4:3)用于设置I2S音频数据格式（模式），我们一般设置为10，表示I2S格式，即飞利浦模式。 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 1、I2S录音简介-WM8978寄存器 R6寄存器（06h） 该寄存器直接全部设置为0即可，设置MCLK和BCLK都来自外部，即由STM32F4提供 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 1、I2S录音简介-WM8978寄存器 R14寄存器（0Eh） 该寄存器只要设置ADCOSR128(bit3)为1即可，使ADC得到最好的SNR。 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 1、I2S录音简介-WM8978寄存器 R44寄存器（2Ch） 该寄存器我们要设置LIP2INPPGA(bit0)、LIN2INPPGA(bit1)、RIP2INPPGA(bit4)和RIN2INPPGA(bit5)等4个位，将这4个位都设置为1，将左右通道差分输入接入IP PGA。 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 1、I2S录音简介-WM8978寄存器 R45&R46寄存器（2Dh&2Eh） 上图为R45寄存器描述，用于设置左通道PGA增益（调节麦克风增益），R46控制右通道。这两个寄存器的最高位（INPPGAUPDATE）用于设置是否更新左右通道的增益，最低6位用于设置通道的增益，我们可以先设置好两个寄存器的增益，最后设置其中一个寄存器最高位为1，即可更新增益设置。 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 1、I2S录音简介-WM8978寄存器 R47&R48寄存器（2Fh&30h） 上图为R47寄存器描述，用于设置左通道，另一个用于设置右通道。这两个寄存器，我们只关心其最高位(bit8)，都设置为1，可以让左右通道的MIC各获得20dB的增益。 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 1、I2S录音简介-WM8978寄存器 R49寄存器（31h） 该寄存器我们只需 设置TSDEN(bit1)这个位，设置为1，开启过热保护 。 经过这些寄存器的设置，即可实现WM8978采集麦克风声音，通过ADC转换成数字信号，输出给IIS接口，实现录音，其他：3D、EQ等设置，这里就不再介绍了，请大家参考：WM8978G.pdf 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 1、I2S录音简介-F4 I2S配置 STM32F4的全双工I2S需要用到扩展的I2Sx_ext（x=2/3），和I2Sx组成全双工I2S。在全双工模式下，I2Sx向I2Sx_ext提供CK和WS时钟信号。 我们需要向WM8978提供WS，CK和MCK等时钟，同时又要录音，所以使用全双工模式。主I2Sx循环发送数据0X0000，给WM8978，以产生CK、WS和MCK等信号，从I2Sx_ext，则接收来自WM8978的ADC数据（I2Sxext_SD），并保存到SD卡，实现录音。 本例程，我们采用I2S2的全双工模式来录音，I2S2的相关寄存器，在音乐播放器实验已做了详细介绍。至于I2S2ext的寄存器，则有一套和I2S2一样的寄存器，不过仅少数几个对我们有用，他们是：I2S2ext_I2SCFGR、I2S2ext_CR2和I2S2ext_DR，这三个寄存器对应位的功能和描述，完全同I2S2。具体寄存器描述，请参考：《STM32F4xx中文参考手册》第27.5节。 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 1、I2S录音简介-I2S录音简要步骤-1 1）初始化WM8978 这个过程就是配置前面所讲的WM8978相关寄存器，让WM8978的ADC以及其模拟部分工作起来。 2）初始化I2S 由于要用到I2S2的全双工模式，所以，I2S2和I2S2ext都需要配置，其中I2S2配置为主机发送模式，I2S2ext设置为从机接收模式。他们的其他配置（I2S标准、时钟空闲电平和数据帧长）基本一样，只是一个是发送一个是接收，且都要使能DMA。同时，还需要设置音频采样率，不过这个只需要设置I2S2即可，还是通过音乐播放器实验所介绍的查表法设置。 3）设置发送和接收DMA 放音和录音都采用DMA传输数据，放音部分DMA，配置同音乐播放器实验一样，不过不用开启DMA传输完成中断。对于录音，使用DMA1数据流3的通道3实现的DMA数据接收，将DMA1数据流3设置为：双缓冲循环模式，外设和存储器都是16位宽，并开启DMA传输完成中断（方便接收数据）。 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
1、I2S录音简介-I2S录音简要步骤-2 4）编写接收通道DMA传输完成中断服务函数 为了方便接收音频数据，本例程，我们使用了DMA双缓冲接收数据，并使能DMA传输完成中断，每当一个缓冲接数据满了，硬件自动切换为下一个缓冲，同时进入中断服务函数，将已满缓冲的数据写入SD卡的wav文件。处理过程简图，如下图所示： 必须保证：程序保存时间≤DMA接收满的时间 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 1、I2S录音简介-I2S录音简要步骤-3 5）创建WAV文件，并保存wav头 通过前面4步操作，其实就可以开始读取音频数据了，不过在录音之前，我们得先在创建一个新的文件，并写入wav头，然后才能开始写入读取到的PCM音频数据。 6）开启DMA传输，接收数据 然后，我们就只需要开启DMA传输，然后及时将I2S2ext读到的数据写入到SD卡之前新建的wav文件里面，就可以实现录音了。 7）计算整个文件大小，重新保存wav头并关闭文件 在结束录音的时候，我们必须知道本次录音的大小（数据大小和整个文件大小），然后更新wav头，重新写入文件，注意：FATFS，在文件创建之后，必须调用f_close，文件才会真正体现在文件系统里面，否则是不会写入的！所以最后还需要调用f_close，以保存文件。。 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 2、硬件连接-STM32F4硬件连接 探索者STM32F407开发板，板载了WM8978芯片，硬件连接原理图如下： 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 3、源码讲解&例程测试-源码说明 探索者STM32F4开发板源码 光盘程序源码标准例程(库函数/寄存器)实验44 录音机实验 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 3、源码讲解&例程测试-I2S源码讲解 1，I2S2ext_Init函数 2，I2S2ext_RX_DMA_Init函数 3，I2S_Rec_Start函数 4，I2S_Rec_Stop函数 5，DMA1_Stream3_IRQHandler函数 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 3、源码讲解&例程测试-WAV录音源码讲解 1，recoder_wav_init函数 2，recoder_enter_rec_mode函数 3，rec_i2s_dma_rx_callback函数 4，wav_recorder函数 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 3、源码讲解&例程测试-main函数 main函数讲解 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 3、源码讲解&例程测试-例程测试 例程测试 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com 谢谢您对“正点原子”团队的支持 硬件平台：正点原子STM32开发板 版权所有：广州市星翼电子科技有限公司 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛：www.openedv.com 淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com