PWM是脉冲宽度调制的缩写, 因为介绍的文章很多, 自己做功课即可, 参考
大部分低端MCU不带DAC转换, 但是可以使用PWM模拟, 对于音频传输
发送部分
接收部分
以下实现的是单声道 8kHz 8bit 采样的音频信号传输
发送部分需要实现的是8kHz采样, 并通过NRF24L01将每秒的8000字节数据发送出去.
语音输入可以使用驻极体话筒加S9013放大输入或者直接使用MAX9814. 在测试阶段建议使用后者, 可以保证采样输入不失真, 在调通后再用驻极体话筒电路替换.
因为ADC采样需要实现准确的每秒8000采样, 所以不能用DMA方式, 在STC8H(包括STM32等其它MCU)下, 无法在DMA情况下精确调节每秒的采样个数, 因为ADC的采样频率, 采样周期和转换周期在不同MCU中都是固定的, 所以很难正好做到8kHz的采样. 具体的实现中有两种方式:
1.定时器驱动采集
通过定时器设置为8kHz, 在中断中发起ADC转换, 是比较容易实现的. 这时候需要将ADC也实现为中断方式, 因为ADC的转换时间比较长, 如果在定时器中断中做同步的ADC转换, 容易影响主进程. 需要有定时器的中断处理和ADC的中断处理, 定时器的中断处理单纯用于发起转换, ADC的中断才用于读出结果.
2.连续采集定时读取
通过定时器设置为8kHz, 将ADC的采集设置为循环方式(中断采集, 但是在中断时再次发起), 在定时器中断中仅仅读取采集结果. 这种方式也能实现8kHz的采样. 因为这种方式实际上会多消耗电量, 所以实际使用中还是采用了前一种方法.
NRF24L01在设置为1Mbps带宽时实际传输速度能达到23k字节每秒, 因此对于8bit 8kHz采样的传输是没问题的. 因为NRF24L01传输时的响应和重发机制, 在信号不好时, 容易导致发送中断, 为了避免传输时间的波动影响, 在实现中使用了双数组做缓冲. 采样到发送之间的逻辑为
因为在正常收发的信号强度下, NRF24L01的发送速度是比采样速度快的, 所以基本上NRF24L01的发送是发送 -> 等待 -> 发送的状态
接收部分要实现的是将NRF24L01接收到的数据进行存储, 并按照8kHz的频率, 将每个值设为PWM输出的占空比, 实现DAC模拟
因为NRF24L01发送是集中发送, 而PWM还原是匀速的, 所以在接收也需要有缓冲, 接收的机制和发送相似
初始化一个PWM输出, PWM周期为256对应8bit的占空比调节范围, 确保PWM频率不低于16kHz. 在8kHz定时器的中断中, 判断当前读取的数组和位置, 每次读取一个值, 并将其设置为PWM占空比. 如果数组不可用, 就不做任何操作, 如果此时将占空比设为0, 会产生噪音.
测时阶段, 可以在PWM输出上串联一个200R的电阻后值连喇叭, 可以听到输出的音频. 这个电阻不能太小, 测试中如果阻值小于100R, 会导致MCU供电不足反复重启. 在确定音频输出没问题后, 可以替换为 PAM8403 音频放大模块.
在使用 PAM8403 模块时
在测试中发送部分使用的是 STC8H3K32S2, 接收部分使用的是 STC8H1K08, 你可以使用STC8H系列的任意一个型号
8H3K32S2/8H1K08 NRF24L01
P35(SS, Ignored) => CSN 16
P34(MOSI) => MOSI 15
P33(MISO) => MISO 14
P32(SPCLK) => CLK 13
P36(INT2) => IRQ 17
P37(IO) => CE 18
STC8H3K32S2 MAX9814
P11(ADC1) => MIC
3.3V => VDD
3.3V => GAIN
GND => A/R
GND => GND
ADC, 如果是STC8H3K32S2, 使用ADC采样需要将AVcc, AGnd 和 ADC_Vref+ 正确连线
AVcc => 3.3V
AGnd => GND
ADC_Vref+ => 3.3V
P11 => Output(MAX9814) or MIC
STC8H1K08 PAM8403
P10(PWM1P) => 200R => L or R Input
GND => _|_ Input
Ext 3.3V/5V => VCC
Ext GND => GND
注意:
B站视频 https://www.bilibili.com/video/BV1kZ4y1Z78v
因为这个演示实际上包含了定时器, ADC采样, NRF24L01发送, 接收, PWM调制这几个环节, 任一个环节出问题, 都会导致演示失败. 在调试中, 需要遵循化整为零, 逐个确认的原则, 对每个节点是否工作正常进行确认.
因为8kHz的输出较难观测, 可以用一个uint16_t的全局变量自增到8000后串口输出观察时间间隔是否正确
可以参考前面的例子SPI驱动nRF24L01无线模块 单独运行 NRF24L01 进行收发是否功能正常
有条件的可以用逻辑分析仪, 输出正常后, 用音频进行测试, 可以参考PWM输出音频这个例子, 循环播放一段8bit音频检查PWM输出是否正确, 因为音频较大, 测试这个需要使用Flash容量至少32K字节的芯片, 例如STC8H3K32S2.
最小系统的发送端先不使用ADC, 使用固定的8bit音频作为输入进行发送, 接收端先不外接音频放大, 直接用200欧串联小喇叭进行检查, 工作正常的情况下, 音频播放效果应当是非常好的
在最小系统联调没问题后, 就可以开始调试ADC, 没问题后最后加入音频放大模块.
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注意：本文主要掌握DCN自研无线产品的基本配置方法和注意事项，能够进行一般的项目实施、调试与运维AP基本配置命令AP登录用户名和密码均为：adminAP默认IP地址为：192.168.1.10AP默认情况下DHCP开启AP静态地址配置：setmanagementstatic-ip192.168.10.1AP开启/关闭DHCP功能：setmanagementdhcp-statusup/downAP设置默认网关：setstatic-ip-routegeteway192.168.10.254查看AP基本信息：getsystemgetmanagementgetmanaged-apgetrouteAP配
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