STM32F103使用TIM DMA DAC实现播放WAV音乐

-项目需求要用STM32驱动喇叭发出声音（是啥声音咱也不知道，可能是音乐，也可能是哔哔哔的声音）
在网上查了很多种方式整理一下思路，高手可以右上角X。
1.TIM PWM方式
2.DAC+放大器到喇叭
3.IIS+语音解码芯片

第一种方案已经实现，有时间再写一篇。第三种因为对成本有要求，而且对音质没有很强的需求，所以不使用。主要是记录一下第二种的方案。STM32F103使用TIM DMA DAC实现播放WAVE音乐。

参考《使用 STM32 微控制器系列中的 DAC生成音频和波形》此文档举例介绍了使用数模转换器 (DAC) 外设生成音频输出信号的过程。
STM32 DAC 模块是 12 位字转换器，带有两个支持立体声音频的输出通道。DAC 可用于多种音频应用中，例如：安全警报、蓝牙耳机、发声玩具、答录机、人机接口以及低成本的音乐播放器STM32 DAC 还可实现许多其他模拟用途，如模拟波形产生和控制工程。

实现架构

大致的架构和上图差不多，只是文档介绍的是从TF卡上或者外部存储设备读取数据，这里只是验证DAC功能（只要有音乐能够正常的流淌就可以），数据源就用自己找了一段8KHz_8bit_wav格式音频，直接转成C语言数组存在芯片内部flash。直接让DMA指向flash数据的地址。

音频的采样位数为8bit 16bit 24bit 32bit，采样位数越高当然音质越好，但是相对的存储也急剧增加。

WAVE格式的音频需要了解，百度。

1.准备想要播放的音频。我这里使用的是GoldWave.exe,随便找了个MP3文件通过软件截取一段（内部FLASH放不了太多的）转换成8bit 8K的wav格式文件。点击效果 --重取样可改变速率。

PC端播放这个音频文件就是8K速率的了，同理要多少K，就转化能成多少K就是了。
2.用UltraEdit打开这个wav文件,前面的一段是固定格式。
CTRL+A 鼠标右键选择十六进制复制选定视图，新建文件，粘贴。

我们想要的只是中间的那一块内容。找到最下面那个字节，鼠标右键选择范围输入起始的行号和列号，确定就选中了整个我们需要的内容，有复制粘贴建立新文件。

3.用notepad++打开上面保存文件，编辑–列块编辑–插入文本，生成如下文件。
上面3个步骤准备好了我们要的音频文件。
下面是程序分解：
我的程序是基于火牛开发板ADC实验来做的，只看dac就好了。
用耳机或者喇叭接到PA4脚就可以听到歌声了。

/******DAC寄存器地址声明*******/
#define DAC_DHR12R1    (u32)&(DAC->DHR12R1)   //DAC通道1输出地址
#define DAC_DHR12R2    (u32)&(DAC->DHR12R2)   //DAC通道2输出地址#define DAC_DHR8R1_Address      0x40007410 //用的这个#define DAC_DHR8R2_Address      0x4000741Cconst u8 WaveData[] = {0x52 ,0x49 ,0x46 ,0x46 ,0x88 ,0x2F ,0x01 ,0x00 ,0x57 ,0x41 ,0x56 ,0x45 ,0x66 ,0x6D ,0x74 ,0x20,0x10 ,0x00 ,0x00 ,0x00 ,0x01 ,0x00 ,0x01 ,0x00 ,0x40 ,0x1F ,0x00 ,0x00 ,0x40 ,0x1F ,0x00 ,0x00,0x01 ,0x00 ,0x08 ,0x00 ,0x64 ,0x61 ,0x74 ,0x61 ,0x0D ,0x2F ,0x01 ,0x00 ,0x7B ,0x86 ,0x88 ,0x7C,0x7D ,0x83 ,0x76 ,0x6E ,0x74 ,0x73 ,0x6A ,0x6F ,0x76 ,0x74 ,0x72 ,0x7A ,0x7A ,0x76 ,0x7C ,0x81,0x79 ,0x79 ,0x80 ,0x80 ,0x7E ,0x7B ,0x7E ,0x84 ,0x7A ,0x80 ,0x8F ,0x83 ,0x81 ,0x94 ,0x8C ,0x80,0x93 ,0x8C ,0x80 ,0x89 ,0x8C ,0x83 ,0x81 ,0x82 ,0x80 ,0x79 ,0x7D ,0x81 ,0x7C ,0x79 ,0x80 ,0x75,0x6F ,0x78 ,0x76 ,0x6C ,0x76 ,0x78 ,0x71 ,0x7F ,0x7D ,0x71 ,0x81 ,0x8C ,0x7E ,0x8C ,0x97 ,0x88,0x89 ,0x97 ,0x8D ,0x89 ,0x93 ,0x8E ,0x83 ,0x87 ,0x85 ,0x7D ,0x7C ,0x80 ,0x7E ,0x7E ,0x7F ,0x7E,0x7B ,0x79 ,0x7C ,0x7A ,0x74 ,0x77 ,0x79 ,0x6D ,0x73 ,0x75 ,0x73 ,0x76 ,0x75 ,0x7B ,0x85 ,0x81,0x86 ,0x98 ,0x91 ,0x90 ,0x9E ,0x9A ,0x90 ,0x98 ,0x9A ,0x8E ,0x90 ,0x94 ,0x86 ,0x80 ,0x84 ,0x83,0x80 ,0x83 ,0x81 ,0x7D ,0x78 ,0x79 ,0x75 ,0x73 ,0x73 ,0x73 ,0x73 ,0x74 ,0x70 ,0x6F ,0x79 ,0x77,0x78 ,0x89 ,0x8C ,0x81 ,0x91 ,0x9B ,0x8E ,0x96 ,0xA6 ,0x98 ,0x93 ,0x9C ,0x92 ,0x88 ,0x8B ,0x87,0x82 ,0x80 ,0x82 ,0x80 ,0x7B ,0x7E ,0x7F ,0x7B ,0x7B ,0x7F ,0x72 ,0x72 ,0x77 ,0x6E ,0x6A ,0x71,0x6A ,0x68 ,0x71 ,0x6D ,0x74 ,0x82 ,0x7D ,0x80 ,0x8F ,0x90 ,0x8B ,0x98 ,0x9C ,0x96 ,0x9D ,0xA0,........//太长了 没有都贴上来
}
void GPIO_Configuration(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_AFIO , ENABLE);                        /***  LED1 -> PD8 , LED2 -> PD9 , LED3 -> PD10 , LED4 -> PD11*/GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;       GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5; //选择引脚GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);      //初始化
}
void WavResolve(void)
{RiffBlock.szRiffID[0] = WaveData[MusicPosite++];    // 'R'RiffBlock.szRiffID[1] = WaveData[MusicPosite++]; // 'I'RiffBlock.szRiffID[2] = WaveData[MusicPosite++]; // 'F'RiffBlock.szRiffID[3] = WaveData[MusicPosite++]; // 'F'RiffBlock.dwRiffSize = WaveData[MusicPosite++] + (WaveData[MusicPosite++] << 8) +(WaveData[MusicPosite++] << 16) + (WaveData[MusicPosite++] << 24);RiffBlock.szRiffFormat[0] = WaveData[MusicPosite++];    // 'W'RiffBlock.szRiffFormat[1] = WaveData[MusicPosite++]; // 'A'RiffBlock.szRiffFormat[2] = WaveData[MusicPosite++]; // 'V'RiffBlock.szRiffFormat[3] = WaveData[MusicPosite++]; // 'E'FmtBlock.szFmtID[0] = WaveData[MusicPosite++];       // 'f'FmtBlock.szFmtID[1] = WaveData[MusicPosite++];       // 'm'FmtBlock.szFmtID[2] = WaveData[MusicPosite++];       // 't'FmtBlock.szFmtID[3] = WaveData[MusicPosite++];       // ' 'FmtBlock.dwFmtSize = WaveData[MusicPosite++] + (WaveData[MusicPosite++] << 8) +(WaveData[MusicPosite++] << 16) + (WaveData[MusicPosite++] << 24);FmtBlock.wavFormat.wFormatTag = WaveData[MusicPosite++] + (WaveData[MusicPosite++] << 8);FmtBlock.wavFormat.wChannels = WaveData[MusicPosite++] + (WaveData[MusicPosite++] << 8);FmtBlock.wavFormat.dwSamplesPerSec = WaveData[MusicPosite++] + (WaveData[MusicPosite++] << 8) +(WaveData[MusicPosite++] << 16) + (WaveData[MusicPosite++] << 24);FmtBlock.wavFormat.dwAvgBytesPerSec = WaveData[MusicPosite++] + (WaveData[MusicPosite++] << 8) +(WaveData[MusicPosite++] << 16) + (WaveData[MusicPosite++] << 24);FmtBlock.wavFormat.wBlockAlign = WaveData[MusicPosite++] + (WaveData[MusicPosite++] << 8);FmtBlock.wavFormat.wBitsPerSample = WaveData[MusicPosite++] + (WaveData[MusicPosite++] << 8);if(WaveData[MusicPosite] != 'f')goto dt;FactBlock.szFactID[0] = WaveData[MusicPosite++];    // 'f'FactBlock.szFactID[1] = WaveData[MusicPosite++]; // 'a'FactBlock.szFactID[2] = WaveData[MusicPosite++]; // 'c'FactBlock.szFactID[3] = WaveData[MusicPosite++]; // 't'FactBlock.dwFactSize = WaveData[MusicPosite++] + (WaveData[MusicPosite++] << 8) +(WaveData[MusicPosite++] << 16) + (WaveData[MusicPosite++] << 24);MusicPosite +=FactBlock.dwFactSize;dt:   DataBlock.szDataID[0] = WaveData[MusicPosite++]; // 'd'DataBlock.szDataID[1] = WaveData[MusicPosite++]; // 'a'DataBlock.szDataID[2] = WaveData[MusicPosite++]; // 't'DataBlock.szDataID[3] = WaveData[MusicPosite++]; // 'a'DataBlock.dwDataSize = WaveData[MusicPosite++] + (WaveData[MusicPosite++] << 8) +(WaveData[MusicPosite++] << 16) + (WaveData[MusicPosite] << 24);}
void Wave_Play_Config(void)
{DMA_InitTypeDef            DMA_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef    TIM_TimeBaseStructure;DAC_InitTypeDef            DAC_InitStructure;RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA2, ENABLE);//开启DMA2时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE);//开时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);//开DAC时钟#if 1TIM_DeInit(TIM6);TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 72000000/FmtBlock.wavFormat.dwSamplesPerSec;                      TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;                  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;         TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_TimeBaseStructure);TIM_ClearFlag(TIM6, TIM_FLAG_Update);                                TIM_SelectOutputTrigger(TIM6, TIM_TRGOSource_Update);//设置TIME输出触发为更新模式  #endifDAC_StructInit(&DAC_InitStructure);    DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_None;//不产生波形DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Disable; //不使能输出缓存 驱动增大DAC_InitStructure.DAC_Trigger = DAC_Trigger_T6_TRGO;//DAC触发为定时器6触发DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure);//初始化#if 1DMA_StructInit( &DMA_InitStructure);        //DMA结构体初始化DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;//从内存到外设DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 6213440;//;//47857;//66056;//47857;//2484;//寄存器大小DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址不递增DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存地址递增DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//宽度为字节DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//宽度为字节DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh;//优先级非常高DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;//关闭内存到内存模式DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;//循环发送模式DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = DAC_DHR8R1_Address;//外设地址为DAC通道1的地址DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&WaveData+44;//波形数据表内存地址DMA_Init(DMA2_Channel3, &DMA_InitStructure);//初始化DMA_Cmd(DMA2_Channel3, ENABLE); //使能DMA通道3 #endifDAC_DMACmd(DAC_Channel_1, ENABLE); //使能DAC通道1的DMADAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);    //使能DAC的通道1TIM_Cmd(TIM6, ENABLE);　
}int main(void)
{RCC_Config();#if 1GPIO_Configuration();USART_Configuration();WavResolve();Wave_Play_Config();#endif//DAC_OUTv();//Dac1_Set_Vol(1500);delay_init();#if 0printf("\r\n");printf("*******************************************************************\r\n");printf("*                                                                 *\r\n");printf("*   Thank you for using HY-FireBull V1.0 Development Board ！^_^  *\r\n");printf("*                                                                 *\r\n");printf("*******************************************************************\r\n");#endif/* Infinite loop */while (1){#if 0/* Printf message with AD value to serial port every 1 second */AD_value = ADC_ConvertedValue;AD_value = (AD_value/4096)*3.3;printf("The current AD value = %4.2fV \r\n", AD_value);/*====LED-ON=======*/GPIO_SetBits(GPIOD , GPIO_Pin_8);GPIO_SetBits(GPIOD , GPIO_Pin_9);GPIO_SetBits(GPIOD , GPIO_Pin_10);GPIO_SetBits(GPIOD , GPIO_Pin_11);delay_ms(500);   /* delay 500ms *//*====LED-OFF=======*/ GPIO_ResetBits(GPIOD , GPIO_Pin_8);GPIO_ResetBits(GPIOD , GPIO_Pin_9);GPIO_ResetBits(GPIOD , GPIO_Pin_10);GPIO_ResetBits(GPIOD , GPIO_Pin_11);delay_ms(500);   /* delay 500ms */  #endif//Dac1_Set_Vol(3300);}}

最后放一个波形图，我也不知道这个波形好不好，有什么问题，程序里面还有个DMAbuffer 这个值我设置成总数-44，声音不能够播放的完整，只播放前面的一部分。我还没有找到原因。还有利用DAC1 DAC2双通道解码，声音的清晰度等一些问题还没有去试，有时间再试。

这篇文章很有用，值得借鉴

本人是一个嵌入式未入门小白，博客仅仅代表我个人主观见解方便记录成长笔记。若有与大神大大见解有冲突，我坚信大神大大见解是对的，我的是错的。如有指教或需要代码请联系QQ：420795936 感谢~！

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