基于STM32的WAV音乐播放器（Ucos Fatfs ）

发表于 2016-6-6 16:55

很早就像做个音乐播放器，但是怕自己能力不够就一直没动手，最近在研究UCOS，FATFS系统的时候感觉还成，就放开手做了。通过一个星期的时间，制作成功。接下来介绍一下，我的播放器的开发过程。
首先，当然是上网找资料，确定方案。先说下我的方案：
方案虽然一直在变，但是基础的部分还是没变，利用FATFS文件系统读取SD卡上的WAV文件，将其通过I2S接口发送给DAC转换芯片，播放音乐。这是基础，接下来说下我通过不断的失败，然后不断改进的方案。
1.通过DMA读取SD卡文件。
2.通过DMA发送I2S数据给DAC。
（DMA主要是减少CPU的开销，释放给其他任务）
3.频谱显示是基于STM32的DSP库，通过FFT获取频谱，再通过FIR滤波器，得到比较光滑的曲线（为什么不用柱状频谱呢）
4.因为STM32F303RET6没有FMC接口，所以为了减小系统开销，只能采用线性的频谱显示。（通过实验发现一次80点X9个像素的刷屏时间达到10+ms所以要想到达比较流畅的显示效果只能是线条频谱），不过后来发现效果还成。
5.通过实验发现，TFT显示对音乐播放的影响非常大，要想在播放音乐的同时不间断的刷屏，同时还不能打断音乐播放只能通过UCOS系统进行管理。
下面上视频先：

接下来我将不定期更新我的WAV播放器制作过程。
先介绍下我的硬件组成：
主控：STM32F303RET6
I2S DAC芯片：PCM5102
存储器：1G SD卡
液晶屏：2.2寸 SPI接口液晶屏
DAC PCM5102

2.2寸TFT

SD卡

F303

小音箱

全家福

接下来就是代码编写了
1.SD卡的SPI驱动编写，因为SD卡的SPI协议比较复杂，刚开始在晚上找了不少代码，但是通过测试都存在一些问题，最后在STM32的官网上找到discovery开发板的例程，上面有SD卡的SPI读取驱动，但是只有读单块的，要想连续读多块，还是得自己写读多块的驱动。
2.解决完SD卡的驱动就可以移植FATFS文件系统了，这在网上有很多教程我就不多说了。
3.当可以成功读取WAV文件是就可以将其I2S DAC结合起来，现在只要将读出的数据直接发给I2S就成，当能放出声音就完成了一半了。
4.再来就是添加DMA功能了，要想实现音乐的不间断播放，就必须上DMA不然一但有其他的任务打断就会影响音乐播放效果。I2SDMA比较简单，但是SD卡的DMA读取就比较难了，在读取得时候，还得发送命令，花了我不少时间。上完DMA后CPU的开销减少90%以上。
5.再来就可以添加频谱显示功能了。FFT采用基4的256点FFT，运行一次大概在0.6ms左右，FFT网上的资料也比较全就不多说了。但是只有FFT输出的点比较散，通过FIR滤波可以将其线性化，FIR系数可以通过Matlab获取，这方面百度文库有介绍，这样可以得到光滑曲线。（这都涉及到比较复杂的高数我也只会用，搞不懂原理）

发表于 2016-6-6 16:56

@mmuuss586

发表于 2016-6-6 21:46

学习了，不知道谁有没有MP播放器的方案。。

发表于 2016-6-6 22:01

楼主的音响碉堡了，感觉很接地气的那种。。

发表于 2016-6-6 22:18

有电流滋滋的声音

发表于 2016-6-6 22:27

不错,学习了

发表于 2016-6-6 22:36

huangcunxiake 发表于 2016-6-6 21:46
学习了，不知道谁有没有MP播放器的方案。。

准备搞mp3软解码

发表于 2016-6-6 22:37

湛只为无双发表于 2016-6-6 22:01
楼主的音响碉堡了，感觉很接地气的那种。。

以前拆电视的芯片

发表于 2016-6-6 22:46

湛只为无双发表于 2016-6-6 22:01
楼主的音响碉堡了，感觉很接地气的那种。。

何止接地气啊。。。。感觉就是地里刨出来的古董啊。。。。。

发表于 2016-6-7 09:14

我软件小白，问个问题：
DMA和CPU是占用的同一条总线吗，
我意思说用DMA跑数据，CPU就不能跑了，
还是两者可以并行？

发表于 2016-6-7 10:28

好东西...

发表于 2016-6-7 10:29

ecoren 发表于 2016-6-7 09:14
我软件小白，问个问题：
DMA和CPU是占用的同一条总线吗，
我意思说用DMA跑数据，CPU就不能跑了，

这两个是并行的，DMA不占CPU用时间...

发表于 2016-6-7 16:23

不错；好好努力；

发表于 2016-6-7 19:22

楼主，问个问题，ucos加fatfs会出现芯片内存不够么？我用ucosiii加fatfs，keil会报no space 的错误

发表于 2016-6-7 19:44

楼主啊，我有个建议，你不妨添加均衡器的功能。
就是 10段的吧，这样播放音乐的效果可以调节，会好很多的。

发表于 2016-6-7 20:26

其实STM32的12位dac输出wav,效果也不错。

发表于 2016-6-15 20:54

对这个很感兴趣，不知道以前MP3和MP4是怎么做的。

发表于 2016-6-16 14:13

pattywu 发表于 2016-6-7 20:26
其实STM32的12位dac输出wav,效果也不错。

我这个芯片上面没有dac，有机会试试

发表于 2016-6-16 14:14

BBSTOM 发表于 2016-6-7 19:44
楼主啊，我有个建议，你不妨添加均衡器的功能。
就是 10段的吧，这样播放音乐的效果可以调节，会好 ...

接下来准备研究mp3软解码，等以后再有空研究

发表于 2016-6-16 14:15

blueblueblue 发表于 2016-6-7 19:22
楼主，问个问题，ucos加fatfs会出现芯片内存不够么？我用ucosiii加fatfs，keil会报no space 的错误 ...

不知道你是什么芯片，我这个有512kflash肯定够

[STM32F3] 基于STM32的WAV音乐播放器（Ucos Fatfs ）

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