STM32F103 硬件SPI+WM8978单声道语音回环

STM32F3/F4系列芯片拥有全双工I2S接口可以与Codec通信，但是目前F1系列芯片或有些国产芯片没有全双工的I2S，要想使用Codec传输音频只能使用两个半双工合为一个全双工I2S，这不仅硬件上需要额外引脚，软件配置上也会少一个可使用的SPI接口。针对这一问题，我们可以使用SPI接口与Codec的“左对齐”接口模式进行通信（不是用SPI模拟I2S接口），单片机作为从器件，Codec作为主器件。接下来介绍使用DMA+乒乓buffer双缓存形式来进行语音回环处理。

/************WM8978配置**********/
uint8_t WM8978_Write_Reg(uint16_t nRegAddr,uint16_t nRegValue)
{IIC_Start();IIC_Send_Byte(0x34);if(IIC_Wait_Ack())return 1;IIC_Send_Byte((nRegAddr<<1)|((nRegValue>>8)&0x01));if(IIC_Wait_Ack())return 2;IIC_Send_Byte(nRegValue&0xFF);if(IIC_Wait_Ack())return 3;IIC_Stop();return 0;
}void WM8978_Init(void)
{IIC_Init();WM8978_Write_Reg(0,0x0000);WM8978_Write_Reg(1,0x013F);WM8978_Write_Reg(2,0x01BF);WM8978_Write_Reg(3,0x006F);WM8978_Write_Reg(4,0x0008);                     //左对齐模式WM8978_Write_Reg(6,0x01AD);                      //MCLK=12MHzWM8978_Write_Reg(7,0x000A);                        //8KWM8978_Write_Reg(10,0x0008);                    //ADC高通滤波器打开WM8978_Write_Reg(14,0x0108);                    //DAC高通滤波器打开WM8978_Write_Reg(36,0x0018);WM8978_Write_Reg(43,0x0010);WM8978_Write_Reg(44,0x0177);WM8978_Write_Reg(45,0x0139);WM8978_Write_Reg(46,0x0139);WM8978_Write_Reg(47,0x0050);WM8978_Write_Reg(48,0x0050);WM8978_Write_Reg(49,0x0002);WM8978_Write_Reg(52,0x012F);WM8978_Write_Reg(53,0x012F);WM8978_Write_Reg(54,0x0129);WM8978_Write_Reg(55,0x0129);
}

SPI2_CS ---> WM8978_LRC

SPI2_SCK ---> WM8978_BCLK

SPI2_MISO ---> WM8978_ADC

SPI2_MOSI ---> WM8978_DAC

PA8--->WM8978_MCLK

void PWM_Init(uint16_t psc,uint16_t arr)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);       //使能定时器1时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);     //使能GPIOA外设时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr-1; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc-1; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_timTIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);//初始化PWM模式TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=arr>>1;TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);TIM_ARRPreloadConfig(TIM1,ENABLE);TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);
}

int16_t *pADC,*pDAC;
int16_t SPI2_RxBuf[320],SPI2_TxBuf[320];
__IO uint32_t SPI2_Flag=0;void SPI2_Init(void)
{NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;pADC=&SPI2_RxBuf[160];pDAC=&SPI2_TxBuf[160];NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=DMA1_Channel4_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;          NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2;  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2,ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_15;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr=(uint32_t)&SPI2->DR;         //外设地址DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr=(uint32_t)SPI2_RxBuf;                   //DMA1内存地址DMA_InitStructure.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralSRC;                                         //数据传输方向:外设到内存DMA_InitStructure.DMA_BufferSize=320;                                //DMA1缓存大小DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable;               //外设地址不变DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable;                              //内存地址递增DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; //数据宽度16位DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_HalfWord;      //数据宽度16位DMA_InitStructure.DMA_Mode=DMA_Mode_Circular;                                                     //DMA1工作循环模式DMA_InitStructure.DMA_Priority=DMA_Priority_Low;                                           //DMA1通道4中优先级低DMA_InitStructure.DMA_M2M=DMA_M2M_Disable;                                                       //DMA1非内存到内存传输DMA_Init(DMA1_Channel4,&DMA_InitStructure);DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr=(uint32_t)&SPI2->DR;          //外设地址DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr=(uint32_t)SPI2_TxBuf;                   //DMA1内存地址DMA_InitStructure.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralDST;                                         //数据传输方向:内存到外设DMA_InitStructure.DMA_BufferSize=320;                                //DMA1缓存大小DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable;               //外设地址不变DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable;                              //内存地址递增DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; //数据宽度16位DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_HalfWord;      //数据宽度16位DMA_InitStructure.DMA_Mode=DMA_Mode_Circular;                                                     //DMA1工作循环模式DMA_InitStructure.DMA_Priority=DMA_Priority_Low;                                           //DMA1通道5中优先级低DMA_InitStructure.DMA_M2M=DMA_M2M_Disable;                                                       //DMA1非内存到内存传输DMA_Init(DMA1_Channel5,&DMA_InitStructure);DMA_ITConfig(DMA1_Channel4,DMA_IT_HT,ENABLE);DMA_ITConfig(DMA1_Channel4,DMA_IT_TC,ENABLE);DMA_Cmd(DMA1_Channel4,ENABLE);DMA_Cmd(DMA1_Channel5,ENABLE);SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //SPI设置为双线双向全双工SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Slave;        //SPI从机SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_16b;      //发送接收16位帧结构SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;     //时钟悬空低SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;    //数据捕获于第1个时钟沿SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Hard;       //CS引脚硬件配置SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_16;        //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为16SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;  //数据传输从MSB位开始SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器SPI_I2S_DMACmd(SPI2,SPI_I2S_DMAReq_Tx,ENABLE);SPI_I2S_DMACmd(SPI2,SPI_I2S_DMAReq_Rx,ENABLE);SPI_Cmd(SPI2,ENABLE);
}void DMA1_Channel4_IRQHandler(void)
{if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_HT4) == SET){DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_HT4);pADC=&SPI2RxBuf[0];pDAC=&SPI2_TxBuf[0];SPI2_Flag=1;}if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC4) == SET){DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC4);pADC=&SPI2_RxBuf[160];pDAC=&SPI2_TxBuf[160];SPI2_Flag=1;}
}

int main()
{NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);delay_init(SYSCLK_FREQ_72MHz);WM8978_Init();PWM_Init(3,2);      //PA08 PWM产生12MHz频率给CodecSPI2_Init();Led_Init();while(1){if(SPI2_Flag == 1){SPI2_Flag=0;for(uint32_t i=0;i<160;i++)        //声音回环{pDAC[i]=pADC[i];}GPIOC->ODR^=GPIO_Pin_13;}}
}

https://download.csdn.net/download/qq_44065318/86245927

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