29. DAC SOUND驱动改造–播放WAV文件¶
够用的硬件
能用的代码
实用的教程
屋脊雀工作室编撰 -20190101
愿景：做一套能用的开源嵌入式驱动（非LINUX）
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github: https://github.com/wujique/stm32f407
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前面播放WAV音频和I2S录音两个小节，我们接触了一种叫做中间件的程序。 我可以可以再总结一下：
所谓的中间件，通常是实现一种功能的抽象接口。这一层代码，对应用屏蔽了硬件实现，只提供功能接口。 例如：LCD中间件，GUI也可以算中间件，应用层主要调用LCD显示接口，就可以在各种LCD伤显示内容。 那么，语音播放中间件，就是APP播放音乐，可以在多种硬件声音设备上播放。
前面章节我们已经实现了WM8978播放，我们硬件正好还有一个DAC SOUND的设备。 怎么样修改DAC SOUND代码，让其在语音播放中间件下也能工作？
29.1. 框架设计¶
不用多想就可以知道，既然都是在SOUND中间件下工作的硬件，那么驱动，肯定应该差不多。 我们已经完成了WM8978的驱动设计，DAC SOUND按其修改，肯定是最合理的。
29.1.1. DAC SOUND¶
前面我们做的DAC SOUND功能：
启动一个定时器，按照音频采样率，定时从数组读取样点，通过DAC输出。
DAC SOUND和WM8978的一个最大不同点就是：它是单声道的。
29.1.2. 双缓冲¶
如果要根据I2S驱动修改DAC SOUND，只需要简单的将数组改为双缓冲。 语音中间件只需要将原来打开WM8978设备改为DAC设备就可以了。 中间件数据处理部分代码都不需要修改。
29.1.3. 代码说明¶
初始化函数，没变，也就是初始化IO口。
/*
DAC 播放声音，固定播放8K单声道16BIT的音源。
*/
u16 *DacSoundSampleP0;
u16 *DacSoundSampleP1;
u16 *DacSoundCrBufP;//当前使用的BUF
u32 DacSoundSampleBufSize;
u32 DacSoundSampleIndex;
s32 dev_dacsound_init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//---模拟模式
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//---下拉
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//---初始化 GPIO
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);
return 0;
}
打开播放函数，除了初始化DAC和定时器，还需要初始化两个缓冲的指针。
s32 dev_dacsound_open(void)
{
mcu_dac_open();
mcu_tim3_init();
DacSoundSampleIndex = 0;
DacSoundCrBufP = DacSoundSampleP0;
return 0;
}
空函数，暂时不做太复杂，只播放8K采样率的WAV。
/**
*@brief: dev_dacsound_dataformat
*@details: 设置播放配置，DAC播放固定支持8K 16BIT 单声-
道
*@param[in] u32 Freq
u8 Standard
u8 Format
*@param[out] 无
*@retval:
*/
s32 dev_dacsound_dataformat(u32 Freq, u8 Standard, u8 Format)
{
return 0;
}
初始化缓冲指针，模拟I2S DMA配置双缓冲。
/**
*@brief: dev_dacsound_setbuf
*@details: 设置播放缓冲
*@param[in] u16 *buffer0
u16 *buffer1
u32 len
*@param[out] 无
*@retval:
*/
s32 dev_dacsound_setbuf(u16 *buffer0,u16 *buffer1,u32 len)
{
DacSoundSampleP0 = buffer0;
DacSoundSampleP1 = buffer1;
DacSoundSampleBufSize = len;
return 0;
}
dev_dacsound_transfer函数，启动播放，也是模拟I2S的函数
/**
*@brief: dev_dacsound_transfer
*@details: 启动或停止DAC播放
*@param[in] u8 sta
*@param[out] 无
*@retval:
*/
s32 dev_dacsound_transfer(u8 sta)
{
if(sta == 1)
{
/*打开定时器，启动播放*/
DACSOUND_DEBUG(LOG_DEBUG, "dac sound play\r\n");
mcu_tim3_start();
}
else
{
/*停止定时器*/
mcu_tim3_stop();
}
return 0;
}
停止播放
s32 dev_dacsound_close(void)
{
dev_dacsound_init();
return 0;
}
定时器中断函数，在这个函数内将缓冲的数据通过DAC输出。 流程跟原来基本一致。 需要修改的是取数据的方法。
/**
*@brief: dev_dacsound_timerinit
*@details: 在定时器中断中调用，每125US输出一个DAC数据
能不能改为DMA？
*@param[in] void
*@param[out] 无
*@retval:
*/
s32 dev_dacsound_timerinit(void)
{
s16 data = 0;
u16 tmp;
if(DacSoundSampleIndex >= DacSoundSampleBufSize)
{
if(DacSoundCrBufP == DacSoundSampleP0)
{
DacSoundCrBufP = DacSoundSampleP1;
fun_sound_set_free_buf(0);
}
else
{
DacSoundCrBufP = DacSoundSampleP0;
fun_sound_set_free_buf(1);
}
DacSoundSampleIndex = 0;
}
/*要注意，读到的数据是S16，正负值*/
data = *(DacSoundCrBufP + DacSoundSampleIndex);
/*
先压缩，也就是减少音量，在负数时候压缩（除）
压缩方向时中位值，如果先将负数调整为正数（抬高直流电平），
压缩方向就会变成音频的最低值，音效会失真。
*/
data = data/(16+30);//12位DAC，再加上音量设置，
/*再调整中位值(直流电平)，因为音频数据有负数，DAC输出没有负数*/
tmp = (data+0x800);
mcu_dac_output(tmp);
DacSoundSampleIndex++;
return 0;
}
29.2. 中间件修改¶
在 int fun_sound_play(char *name, char *dev)内，原来只有WM8978设备， 现添加DAC SOUND设备。
if(0 == strcmp(dev, "wm8978"))
{
dev_wm8978_open();
dev_wm8978_dataformat(wav_header->nSamplesPerSec,
WM8978_I2S_Phillips, format);
mcu_i2s_dma_init(SoundBufP[0], SoundBufP[1], SoundBufSize);
SoundDevType = SOUND_DEV_2CH;
dev_wm8978_transfer(1);//启动I2S传输
}
else if(0 == strcmp(dev, "dacsound"))
{
dev_dacsound_open();
dev_dacsound_dataformat(wav_header->nSamplesPerSec,
WM8978_I2S_Phillips, format);
dev_dacsound_setbuf(SoundBufP[0], SoundBufP[1], SoundBufSize);
SoundDevType = SOUND_DEV_1CH;
dev_dacsound_transfer(1);
}
fun_sound_stop函数同样添加
if(SoundDevType == SOUND_DEV_2CH)
{
dev_wm8978_transfer(0);
}
else if(SoundDevType == SOUND_DEV_1CH)
{
dev_dacsound_transfer(0);
dev_dacsound_close();
}
29.3. 应用¶
只需要在播放语音的时候指定DAC设备。
/**
*@brief: fun_sound_test
*@details: 测试播放
*@param[in] void
*@param[out] 无
*@retval:
*/
void fun_sound_test(void)
{
SOUND_DEBUG(LOG_DEBUG, "play sound\r\n");
fun_sound_play("1:/mono_16bit_8k.wav", "dacsound");
}
29.4. 总结¶
简单吧？确实简单。 这么简单的原因是，我们良好的架构设计。 但愿我们能教会大家写好代码。