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[STM32L4+] 【STEVAL-STWINKT1B测评】使用麦克风进行声音录制

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 楼主| OldestTrick 发表于 2024-8-14 21:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
TE, win, ST, 麦克风, 模拟麦克风, 数字麦克风, 模拟
本帖最后由 OldestTrick 于 2024-8-14 21:47 编辑


1、STWINKT1B上有一个模拟MEMS麦克风（IMP23ABSU）和一个数字麦克风（IMP34DT05），我们可以通过语音控制STWINKT1B
实现一些操作。下面的演示是使用麦克风进行声音录制。
2、模拟IMP23ABSU配合运放TS922EUT将采集的信号通过2路ADC传输给单片机。

7507166bcb29263867.png

数字麦克风使用DFSDM模块对PDM信号进行处理。

2311066bcb2a058f65.png

下面使用ST提供的扩展库进行录音测试。首先通过把片上USB模拟成一个USB麦克风，把STWINKT1B上的模拟麦克风和数字麦克风采集音频信号通过USB传输给电脑，这样在电脑可以使用录音软件进行录音.
使能2个麦克风
复制
  1. #define ONBOARD_ANALOG_MIC          1
    

  2. #define ONBOARD_DIGITAL_MIC         1
    


  3. 

  4. /* Select the sampling frequencies for the microphones
    

  5.    If the digital microphone is enabled then the max frequency is 48000Hz,
    

  6.    otherwise is 192000Hz.  */
    

  7. #define AUDIO_IN_SAMPLING_FREQUENCY 48000
    


  8. 


  9. 

  10. #define AUDIO_IN_CHANNELS     (ONBOARD_ANALOG_MIC+ONBOARD_DIGITAL_MIC)
初始化2个麦克风，DFSDM和ADC1
复制
  1. __weak int32_t BSP_AUDIO_IN_Init(uint32_t Instance, BSP_AUDIO_Init_t *AudioInit)
    

  2. {
    

  3.   if (Instance >= AUDIO_IN_INSTANCES_NBR)
    

  4.   {
    

  5.     return BSP_ERROR_WRONG_PARAM;
    

  6.   }
    

  7.   else
    

  8.   {
    

  9.     /* Store the audio record context */
    

  10.     AudioInCtx[Instance].Device          = AudioInit->Device;
    

  11.     AudioInCtx[Instance].ChannelsNbr     = AudioInit->ChannelsNbr;
    

  12.     AudioInCtx[Instance].SampleRate      = AudioInit->SampleRate;
    

  13.     AudioInCtx[Instance].BitsPerSample   = AudioInit->BitsPerSample;
    

  14.     AudioInCtx[Instance].Volume          = AudioInit->Volume;
    

  15.     AudioInCtx[Instance].State           = AUDIO_IN_STATE_RESET;
    


  16. 

  17.     if (Instance == 0U)
    

  18.     {
    

  19.       return BSP_ERROR_WRONG_PARAM;
    

  20.     }
    

  21.     else
    

  22.     {
    

  23.       if ((AudioInCtx[Instance].Device & ONBOARD_DIGITAL_MIC_MASK) != 0U)
    

  24.       {
    

  25.         MX_DFSDM_Config dfsdm_config;
    


  26. 

  27.         DMic_OnBoard_DfsdmChannel.Instance = DMIC_ONBOARD_CHANNEL;
    

  28.         DMic_OnBoard_DfsdmFilter.Instance  = DMIC_ONBOARD_FILTER;
    


  29. 

  30.         DFSDM_FilterMspInit(&DMic_OnBoard_DfsdmFilter);
    

  31.         DFSDM_ChannelMspInit(&DMic_OnBoard_DfsdmChannel);
    


  32. 

  33.         dfsdm_config.FilterInstance  = DMIC_ONBOARD_FILTER;
    

  34.         dfsdm_config.ChannelInstance = DMIC_ONBOARD_CHANNEL;
    

  35.         dfsdm_config.DigitalMicPins  = DFSDM_CHANNEL_SAME_CHANNEL_PINS;
    

  36.         dfsdm_config.DigitalMicType  = DFSDM_CHANNEL_SPI_FALLING;
    

  37.         dfsdm_config.Channel4Filter  = DFSDM_CHANNEL_5;
    

  38.         dfsdm_config.RegularTrigger  = DFSDM_FILTER_SW_TRIGGER;
    

  39.         dfsdm_config.DmaMode         = DISABLE;
    

  40.         dfsdm_config.Activation      = ENABLE;
    

  41.         dfsdm_config.Multiplexer     = DFSDM_CHANNEL_EXTERNAL_INPUTS;
    

  42.         dfsdm_config.SincOrder       = DFSDM_FILTER_ORDER(AudioInCtx[Instance].SampleRate);
    

  43.         dfsdm_config.Oversampling    = DFSDM_OVER_SAMPLING(AudioInCtx[Instance].SampleRate);
    

  44.         dfsdm_config.ClockDivider    = DFSDM_CLOCK_DIVIDER(AudioInCtx[Instance].SampleRate);
    

  45.         dfsdm_config.RightBitShift   = DFSDM_MIC_BIT_SHIFT(AudioInCtx[Instance].SampleRate);
    


  46. 

  47.         /* Default configuration of DFSDM filters and channels */
    

  48.         if (MX_DFSDM_Init(&DMic_OnBoard_DfsdmFilter, &DMic_OnBoard_DfsdmChannel, &dfsdm_config) != HAL_OK)
    

  49.         {
    

  50.           /* Return BSP_ERROR_PERIPH_FAILURE when operations are not correctly done */
    

  51.           return BSP_ERROR_PERIPH_FAILURE;
    

  52.         }
    


  53. 

  54.       }
    

  55.       if ((AudioInCtx[Instance].Device & ONBOARD_ANALOG_MIC_MASK) != 0U)
    

  56.       {
    

  57.         MX_DFSDM_Config dfsdm_config;
    


  58. 

  59.         dfsdm_config.FilterInstance  = AMIC_ONBOARD_FILTER;
    

  60.         dfsdm_config.ChannelInstance = AMIC_ONBOARD_CHANNEL;
    

  61.         dfsdm_config.DigitalMicPins  = DFSDM_CHANNEL_SAME_CHANNEL_PINS; /*NU*/
    

  62.         dfsdm_config.DigitalMicType  = DFSDM_CHANNEL_SPI_FALLING;/*NU*/
    

  63.         dfsdm_config.Channel4Filter  = DFSDM_CHANNEL_0;
    

  64.         if (AudioInCtx[Instance].ChannelsNbr == 1U)
    

  65.         {
    

  66.           dfsdm_config.RegularTrigger = DFSDM_FILTER_SW_TRIGGER;
    

  67.         }
    

  68.         else
    

  69.         {
    

  70.           dfsdm_config.RegularTrigger = DFSDM_FILTER_SYNC_TRIGGER;
    

  71.         }
    

  72.         dfsdm_config.DmaMode       = DISABLE;
    

  73.         dfsdm_config.Activation      = DISABLE;
    

  74.         dfsdm_config.Multiplexer     = DFSDM_CHANNEL_ADC_OUTPUT;
    

  75.         dfsdm_config.SincOrder       = SINC_ORDER;
    

  76.         dfsdm_config.Oversampling    = DECIMATION_RATIO_DFSDM;
    

  77.         dfsdm_config.ClockDivider    = 1;/*NU*/
    

  78.         dfsdm_config.RightBitShift   = RBITSHIFT;
    


  79. 

  80.         /* Default configuration of DFSDM filters and channels */
    

  81.         if (MX_DFSDM_Init(&AMic_OnBoard_DfsdmFilter, &AMic_OnBoard_DfsdmChannel, &dfsdm_config) != HAL_OK)
    

  82.         {
    

  83.           /* Return BSP_ERROR_PERIPH_FAILURE when operations are not correctly done */
    

  84.           return BSP_ERROR_PERIPH_FAILURE;
    

  85.         }
    


  86. 

  87.         /*adc init*/
    

  88.         MX_ADC1_Init();
    


  89. 

  90.       }
    

  91.     }
    

  92. }
    

  93.   /* Update BSP AUDIO IN state */
    

  94.   AudioInCtx[Instance].State = AUDIO_IN_STATE_STOP;
    

  95.   /* Return BSP status */
    

  96.   return BSP_ERROR_NONE;

启动声音采集
复制
  1. nt32_t BSP_AUDIO_IN_Record(uint32_t Instance, uint8_t *pBuf, uint32_t NbrOfBytes)
    

  2. {
    

  3.   int32_t ret = BSP_ERROR_NONE;
    

  4.   AudioInCtx[Instance].pBuff = (uint16_t *)pBuf;
    


  5. 

  6.   if (Instance >= AUDIO_IN_INSTANCES_NBR)
    

  7.   {
    

  8.     return BSP_ERROR_WRONG_PARAM;
    

  9.   }
    

  10.   else if (Instance == 0U)
    

  11.   {
    

  12.     return BSP_ERROR_WRONG_PARAM;
    

  13.   }
    

  14.   else
    

  15.   {
    

  16.     if ((AudioInCtx[Instance].Device & ONBOARD_ANALOG_MIC_MASK) != 0U)
    

  17.     {
    

  18.       if (HAL_ADC_Start(&ADC1_Handle) != HAL_OK)
    

  19.       {
    

  20.         ret =  BSP_ERROR_PERIPH_FAILURE;
    

  21.       }
    

  22.       (void)HAL_DFSDM_FilterRegularStart_DMA(&AMic_OnBoard_DfsdmFilter, DFSDM_OUT, NbrOfBytes);
    

  23.     }
    


  24. 

  25.     if ((AudioInCtx[Instance].Device & ONBOARD_DIGITAL_MIC_MASK) != 0U)
    

  26.     {
    

  27.       if (HAL_OK != HAL_DFSDM_FilterRegularStart_DMA(&DMic_OnBoard_DfsdmFilter,
    

  28.                                                      (int32_t *) RecBuff,
    

  29.                                                      NbrOfBytes))
    

  30.       {
    

  31.         ret =  BSP_ERROR_PERIPH_FAILURE;
    

  32.       }
    

  33.     }
    

  34.   }
    


  35. 

  36.   /* Update BSP AUDIO IN state */
    

  37.   AudioInCtx[Instance].State = AUDIO_IN_STATE_RECORDING;
    

  38.   return ret;
    

  39. }
在中断里面调用函数将数据发送给USB
复制
  1. void HAL_DFSDM_FilterRegConvCpltCallback(DFSDM_Filter_HandleTypeDef *hdfsdm_filter)
    

  2. {
    

  3.   UNUSED(hdfsdm_filter);
    

  4.   uint32_t j;
    


  5. 

  6.   if (AudioInCtx[1].IsMultiBuff == 1U)
    

  7.   {
    

  8.     /* Call the record update function to get the second half */
    

  9.     BSP_AUDIO_IN_TransferComplete_CallBack(1);
    

  10.   }
    

  11.   else
    

  12.   {
    

  13.     if ((AudioInCtx[1].Device & ONBOARD_DIGITAL_MIC_MASK) != 0U)
    

  14.     {
    

  15.       for (j = 0U; j < ((AudioInCtx[1].SampleRate / 1000U) * N_MS_PER_INTERRUPT); j++)
    

  16.       {
    

  17.         /*DMIC_ONBOARD_CHANNEL*/
    

  18.         AudioInCtx[1].HP_Filters[0].Z = ((RecBuff[j + ((AudioInCtx[1].SampleRate / 1000U) * N_MS_PER_INTERRUPT)] / 256) * (int32_t)(AudioInCtx[1].Volume)) / 128;
    

  19.         AudioInCtx[1].HP_Filters[0].oldOut = (0xFC * (AudioInCtx[1].HP_Filters[0].oldOut + AudioInCtx[1].HP_Filters[0].Z - AudioInCtx[1].HP_Filters[0].oldIn)) / 256;
    

  20.         AudioInCtx[1].HP_Filters[0].oldIn = AudioInCtx[1].HP_Filters[0].Z;
    

  21.         AudioInCtx[1].pBuff[AudioInCtx[1].ChannelsNbr * j] = (uint16_t) SaturaLH(AudioInCtx[1].HP_Filters[0].oldOut, -32760, 32760);
    

  22.         /*AMIC_ONBOARD_CHANNEL*/
    

  23.         AudioInCtx[1].HP_Filters[1].Z = ((DFSDM_OUT[j + ((AudioInCtx[1].SampleRate / 1000U) * N_MS_PER_INTERRUPT)] / 256) * (int32_t)(AudioInCtx[1].Volume)) / 512;
    

  24.         AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldOut = (0xFC * (AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldOut + AudioInCtx[1].HP_Filters[1].Z - AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldIn)) / 256;
    

  25.         AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldIn = AudioInCtx[1].HP_Filters[1].Z;
    

  26.         AudioInCtx[1].pBuff[(AudioInCtx[1].ChannelsNbr * j) + 1U] = (uint16_t) SaturaLH(AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldOut, -32760, 32760);
    

  27.       }
    

  28.     }
    

  29.     if (AudioInCtx[1].Device == ONBOARD_ANALOG_MIC_MASK)
    

  30.     {
    

  31.       for (j = 0U; j < ((AudioInCtx[1].SampleRate / 1000U) * N_MS_PER_INTERRUPT); j++)
    

  32.       {
    

  33.         AudioInCtx[1].HP_Filters[1].Z = ((DFSDM_OUT[j + ((AudioInCtx[1].SampleRate / 1000U) * N_MS_PER_INTERRUPT)] / 256) * (int32_t)(AudioInCtx[1].Volume)) / 512;
    

  34.         AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldOut = (0xFC * (AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldOut + AudioInCtx[1].HP_Filters[1].Z - AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldIn)) / 256;
    

  35.         AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldIn = AudioInCtx[1].HP_Filters[1].Z;
    

  36.         AudioInCtx[1].pBuff[AudioInCtx[1].ChannelsNbr * j] = (uint16_t) SaturaLH(AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldOut, -32760, 32760);
    

  37.       }
    

  38.     }
    

  39.     BSP_AUDIO_IN_TransferComplete_CallBack(1);
    

  40.   }
    

  41. }
    


  42. 

  43. /**
    

  44.   * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  Half regular conversion complete callback.
    

  45.   * @param  hdfsdm_filter   DFSDM filter handle.
    

  46.   * @retval None
    

  47.   */
    

  48. void HAL_DFSDM_FilterRegConvHalfCpltCallback(DFSDM_Filter_HandleTypeDef *hdfsdm_filter)
    

  49. {
    

  50.   UNUSED(hdfsdm_filter);
    

  51.   uint32_t j;
    


  52. 

  53.   if (AudioInCtx[1].IsMultiBuff == 1U)
    

  54.   {
    

  55.     /* Call the record update function to get the second half */
    

  56.     BSP_AUDIO_IN_HalfTransfer_CallBack(1);
    

  57.   }
    

  58.   else
    

  59.   {
    

  60.     if ((AudioInCtx[1].Device & ONBOARD_DIGITAL_MIC_MASK) != 0U)
    

  61.     {
    

  62.       for (j = 0U; j < ((AudioInCtx[1].SampleRate / 1000U)* N_MS_PER_INTERRUPT); j++)
    

  63.       {
    

  64.         /*DMIC_ONBOARD_CHANNEL*/
    

  65.         AudioInCtx[1].HP_Filters[0].Z = ((RecBuff[j] / 256) * (int32_t)(AudioInCtx[1].Volume)) / 128;
    

  66.         AudioInCtx[1].HP_Filters[0].oldOut = (0xFC * (AudioInCtx[1].HP_Filters[0].oldOut + AudioInCtx[1].HP_Filters[0].Z - AudioInCtx[1].HP_Filters[0].oldIn)) / 256;
    

  67.         AudioInCtx[1].HP_Filters[0].oldIn = AudioInCtx[1].HP_Filters[0].Z;
    

  68.         AudioInCtx[1].pBuff[AudioInCtx[1].ChannelsNbr * (j)] = (uint16_t) SaturaLH(AudioInCtx[1].HP_Filters[0].oldOut, -32760, 32760);
    

  69.         /*AMIC_ONBOARD_CHANNEL*/
    

  70.         AudioInCtx[1].HP_Filters[1].Z = ((DFSDM_OUT[j]  / 256) * (int32_t)(AudioInCtx[1].Volume)) / 512;
    

  71.         AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldOut = (0xFC * (AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldOut + AudioInCtx[1].HP_Filters[1].Z - AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldIn)) / 256;
    

  72.         AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldIn = AudioInCtx[1].HP_Filters[1].Z;
    

  73.         AudioInCtx[1].pBuff[(AudioInCtx[1].ChannelsNbr * j) + 1U] = (uint16_t) SaturaLH(AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldOut, -32760, 32760);
    

  74.       }
    

  75.     }
    

  76.     if (AudioInCtx[1].Device == ONBOARD_ANALOG_MIC_MASK)
    

  77.     {
    

  78.       for (j = 0U; j < ((AudioInCtx[1].SampleRate / 1000U)* N_MS_PER_INTERRUPT); j++)
    

  79.       {
    

  80.         AudioInCtx[1].HP_Filters[1].Z = ((DFSDM_OUT[j]  / 256) * (int32_t)(AudioInCtx[1].Volume)) / 512;
    

  81.         AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldOut = (0xFC * (AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldOut + AudioInCtx[1].HP_Filters[1].Z - AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldIn)) / 256;
    

  82.         AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldIn = AudioInCtx[1].HP_Filters[1].Z;
    

  83.         AudioInCtx[1].pBuff[AudioInCtx[1].ChannelsNbr * j] = (uint16_t) SaturaLH(AudioInCtx[1].HP_Filters[1].oldOut, -32760, 32760);
    

  84.       }
    

  85.     }
    

  86.     BSP_AUDIO_IN_HalfTransfer_CallBack(1);
    

  87.   }
    


  88. 

  89. }
发送数据到PC
复制
  1. void BSP_AUDIO_IN_HalfTransfer_CallBack(uint32_t Instance)
    

  2. {
    

  3.   UNUSED(Instance);
    

  4.   AudioProcess();
    

  5.   BSP_LED_Off(LED1);
    

  6. }
    

  7. void AudioProcess(void)
    

  8. {
    

  9.   Send_Audio_to_USB((int16_t *)PCM_Buffer, (AUDIO_IN_SAMPLING_FREQUENCY / 1000)*AUDIO_IN_CHANNELS * N_MS_PER_INTERRUPT);
    

  10. }
枚举出来的麦克风


5129066bcb3794484b.png
录音软件使用免费的 ocenaudio

选择 麦克风 (STM32 AUDIO Streaming in FS Mode)

5120366bcb389eedfc.png
开始录音
322766bcb39859286.png

我感觉录制的效果还是挺好的。
录制的音频文件因为太大没法上传，所以分包了。
STWINTK1B_REC.part1.rar (10 MB, 下载次数: 2)
STWINTK1B_REC.part2.rar (10 MB, 下载次数: 1)
STWINTK1B_REC.part3.rar (1.04 MB, 下载次数: 1)


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呐咯密密 发表于 2024-8-15 14:05 | 显示全部楼层
语音识别能做吗
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 楼主| OldestTrick 发表于 2024-8-15 15:42 | 显示全部楼层
呐咯密密 发表于 2024-8-15 14:05
语音识别能做吗

可以试试
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[鑫森淼焱垚] 发表于 2024-8-15 17:28 | 显示全部楼层
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 楼主| OldestTrick 发表于 2024-8-16 09:30 | 显示全部楼层
[鑫森淼焱垚] 发表于 2024-8-15 17:28
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