STM32 读取 WAV音频格式播放出来

发表于 2019-7-30 16:22

WAV文件格式是一种重要的用于存放声音文件的文件格式，尽管现在有MP3，RAM等压缩效率更高的声音文件格式，并且广泛被音乐文件所采用，但是又很多的应用程序仍然采用WAV文件格式。由于WAV文件没有采用压缩技术，所以它的文件很庞大，一般都在几MB以上。但也正是因为没有采用压缩技术，声音的采样数据很容易被读出来，便于用作其他的处理。

发表于 2019-7-30 16:24

正是由于WAV文件是标准的波形输出文件，正好可以使用stm32 DA来输出

发表于 2019-7-30 16:25

由于WAV采用PCM编码，音质也十分不错，于是考虑用STM32对WAV格式音频文件进行解码，

发表于 2019-7-30 16:25

WAV格式符合RIFF（Resource interchange File Format）规范。所有的WAV都有一个头文件，这个头文件音频流的编码参数。

发表于 2019-7-30 16:26

WAV文件的文件头

发表于 2019-7-30 16:27

用已经编好的程序来读取一个WAV文件的文件头和数据块，看看各个内容都表示什么含义

发表于 2019-7-30 16:28

用WinHex软件解析WAV

发表于 2019-7-30 16:28

STM32读取WAV的信息

发表于 2019-7-30 16:30

头文件样例说明：

? “52 49 46 46”这个是Ascii字符“RIFF”，这部分是固定格式，表明这是一个WAVE文件头。
? “24 33 AE 00”这个是我的WAV文件的数据大小，这个大小包括除了前面4个字节的所有字节，也就是等于文件总字节数减去8。得到图3中的11416356。11416356+8=11416364Byte=10.88Mb。

发表于 2019-7-30 16:30

? “57 41 56 45 66 6D 74 20”，也是Ascii字符“WAVEfmt”，这部分是固定格式。以后是PCMWAVEFORMAT部分。

? “10 00 00 00”，这是一个DWORD，对应数字16，这个对应定义中的PCMWAVEFORMAT部分的大小，可以看到后面的这个段内容正好是16个字节。当为16时，最后是没有附加信息的，当为数字18时，最后多了两个字节的附加信息。

发表于 2019-7-30 16:31

?       “01 00”，这是一个WORD，对应定义为编码格式（WAVE_FORMAT_PCM格式用的就是这个）。

?       “01 00”，这是一个WORD，对应数字1，表示声道数为1，是个单声道WAV，当值为2时为立体声WAV。

?       “22 56 00 00”对应数字22050，代表的是采样频率220505，采样率（每秒样本数）表示每个通道的播放速度。

?       “44 AC 00 00”对应数字44100，代表的是每秒的数据量，波形音频数据传送数率，其值为通道数×每秒样本数×每个样本的数据位数/8。播放软件利用此值可以估计缓冲区的大小。

发表于 2019-7-30 16:36

?       “02 00:”对应数字是2，表示块对齐的内容。数据块的调整数（按字节算），其值为通道数×每个样本的数据位置/8.播放软件需要一次处理多个改值大小的字节数据，以便将其值用于缓冲区的调整。

?       “10 00”，此数值为16，采样大小为16bits，每样本数据位数，表示每个声道中各个样本的数据位数。如果有多个声道，对每个声道而言，样本大小都一样。

?       “64 61 74 61”，这个是Ascii字符“data”，表示头结束，开始数据区域。

?       “00 33 AE 00”，十六进制数是“0xAE3300”，对应十进制11416320，是数据区的开头以后的数据总数。

发表于 2019-7-30 16:36

常见的声音文件主要有两种，分别对应单声道（11.025KHz采样率、8Bit的采样值）和双声道（44.1KHz采样率、16Bit的采样值）。采样率是指：声音信号在“模->数”转换过程中单位时间内采样的次数。采样值是指每一次采样周期内声音模拟信号的积分值。

发表于 2019-7-30 16:53

对于单声道声音文件，采样数据位8位的短整数；而对于双声道立体声声音文件，每次采样数据位一个16位的整数，高8为和低8位分别代表左右两个声道。
WAVE文件数据块包含以脉冲编码调制（PCM）格式表示样本。WAVE文件是由样本组织而成的。在单声道WAVE文件中，声道0代表左声道，声道1代表右声道。在多声道WAVE文件中，样本是交替出现的。

发表于 2019-7-31 14:15

PCM数据的存放方式：

               样本1                   样本2

8位单声道       0声道                   0声道

8位立体声       0声道（左）1声道（右） 0声道（左） 1声道（右）

16位单声道    0声道低 0声道高       0声道低 0声道高

16位立体声 0声道（左）低 0声道(左)高 1声道（右）低 1声道（右）高

发表于 2019-7-31 14:16

系统硬件组成比较简单，可以分为液晶显示，LED指示，USB输入，SD卡，电源供电，音频功放和按键等，如图3-1所示：

发表于 2019-7-31 14:17

SD卡电路：
SD卡采用SPI驱动。

发表于 2019-7-31 14:17

USB电路：

发表于 2019-7-31 14:19

音频功放电路：

发表于 2019-7-31 14:19

充电和系统电源：

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