[MCU] RVB2601评估板试用4: 麦克风录音测试

我爱下载 2021-8-11 13:31 楼主

麦克风录音测试

1、概述

RVB2601采用ES7210进行麦克风的数字化采样。本次测试，学习使用I2S接口从ES7210中进行一定时间的麦克风音频数据采集和暂存。

2、驱动描述

2.1 硬件接口原理

CH2601采用I2C接口完成ES7210的配置，采用I2S接口读取ES7210的转换数据，其接口如图所示。

序号	ES7210	GPIO
1	I2C SCL	PA8（I2C0_SCL）
2	I2C SDA	PA9（I2C0_SDA）
3	ADC MCLK	PA10（I2S0_MCLK）
4	ADC BCLK	I2S4_SCLK
5	ADC LRLK	I2S4_LSCLK
6	ADC DAT1	I2S4_DATA
7	ADC DAT2	I2S5_DATA

2.2 软件驱动设计 CODEC

CODEC在这里指的是同时具有D/A（数字讯号转换成模拟讯号）和A/D（模拟讯号转换成数字讯号）转换功能的编解码器，播放音乐的时候用到的是D/A转换功能。在录音的时候用到的是A/D转换功能。

在接口中，D/A指的是输出通道，A/D指的是输入通道。我们这里主要使用AD的输入通道

本次使用CODEC的CSI接口如下所示：

函数	说明
csi_codec_init	CODEC设备初始化
csi_codec_uninit	CODEC设备去初始化
csi_codec_input_open	CODEC输入通道打开
csi_codec_input_config	CODEC输入通道配置
csi_codec_input_analog_gain	CODEC输入通道设置模拟增益
csi_codec_input_start	CODEC接收输入音频流
csi_codec_input_stop	CODEC结束接收输入音频流
csi_codec_input_read_async	CODEC输入通道异步模式读取数据
csi_codec_input_read	CODEC输入通道同步模式读取数据
csi_codec_input_attach_callback	CODEC输入通道注册回调函数
csi_codec_input_detach_callback	CODEC输入通道注销回调函数
csi_codec_input_close	CODEC输入通道关闭
csi_codec_input_link_dma	CODEC输入通道配置DMA

CODEC设备初始化CODEC用于输入接口详细说明

CODEC设备初始化

csi_error_t csi_codec_init(csi_codec_t *codec, uint32_t idx)

功能描述:

通过设备ID初始化对应的CODEC实例。

参数: codec: 设备句柄（需要用户申请句柄空间）。

idx: 设备ID。

返回值:

CSI_OK: 初始化成功。

CSI_ERROR: 初始化失败。

csi_codec_t

成员	类型	说明
dev	csi_dev_t	csi设备统一句柄
output_chs	csi_codec_output_t	输出通道句柄
input_chs	csi_codec_input_t	输入通道句柄
*priv	void	设备私有变量

ringbuffer_t

成员	类型	描述
buffer	uint8_t *	环形缓冲区地址
size	uint32_t	环形缓冲区大小
write	uint32_t	环形缓冲区当前写指针位置
read	uint32_t	环形缓冲区当前读指针位置
data_len	uint32_t	环形缓冲区当前可读数据长度

csi_codec_output_t

成员	类型	描述
codec	csi_codec_t *	CODEC设备句柄
ch_idx	uint32_t	当前通道的序号
callback	void (callback)(csi_codec_output_t output, csi_codec_event_t event, void *arg)	当前通道的回调
arg	void *	当前通道的用户参数
ring_buf	ringbuffer_t *	当前通道的缓冲器句柄
period	uint32_t	设置完成多少数据发送上报周期
sound_channel_num	uint32_t	声道数
state	csi_state_t	当前通道的状态
dma	csi_dma_ch_t *	当前通道的DMA句柄
next	struct csi_codec_output *	下一个输出通道的地址指针
priv	void *	设备私有变量

csi_codec_input_t

成员	类型	描述
codec	csi_codec_t *	CODEC设备句柄
ch_idx	uint32_t	当前通道的序号
callback	void (callback)(csi_codec_input_t input, csi_codec_event_t event, void *arg)	当前通道的回调
arg	void *	当前通道的用户参数
ring_buf	ringbuffer_t *	当前通道的缓冲器句柄
period	uint32_t	设置完成多少数据接收上报周期
sound_channel_num	uint32_t	声道数
state	csi_state_t	当前通道的状态
dma	csi_dma_ch_t *	当前通道的DMA句柄
next	struct csi_codec_input *	下一个输入通道的地址指针
priv	void *	设备私有变量

CODEC设备去初始化

void csi_codec_uninit(csi_codec_t *codec)

功能描述:

codec实例反初始化。该接口会清理并释放相关的软硬件资源。

参数:

codec: 实例句柄。

返回值：

无。

CODEC输入通道打开

csi_error_t csi_codec_input_open(csi_codec_t *codec, csi_codec_input_t *ch, uint32_t ch_idx)

功能描述：

将输入通道的ch句柄注册到codec句柄中。初始化输入通道有关的硬件资源。

参数：

codec: codec实例句柄。

ch: 输入通道的实例句柄。

ch_idx:通道的ID。

返回值：

错误码csi_error_t。

CODEC输入通道配置

csi_error_t csi_codec_input_config(csi_codec_input_t *ch, csi_codec_input_config_t *config)

功能描述：

根据传入的配置配置输入通道。配置输入通道采样宽度、采样比率、设置缓冲区地址、设置输入通道的输出模式（差分输入还是单端输入）。

参数

ch:通道实例句柄。

config：配置参数。

返回值：

错误码csi_error_t。

CODEC输入通道注册回调函数

csi_error_t csi_codec_input_attach_callback(csi_codec_input_t *ch, void *callback, void *arg)

功能描述：

设置输入通道回调函数。

参数：

csi_codec_input_t：输入通道实例句柄。

callback：codec:输入通道的事件回调函数（一般在上下文执行）。

arg:回调函数参数（可选，由用户定义）。

返回值：

错误码csi_error_t。

callback

void (*callback)(csi_codec_input_t *input, csi_codec_event_t event, void *arg)

其中 input为输入通道句柄，event 为传给回调函数的事件类型，arg 为用户自定义的回调函数对应的参数。

codec 回调事件枚举类型csi_codec_event_t定义如下：

类型	说明
CODEC_EVENT_PERIOD_READ_COMPLETE	接收period完成
CODEC_EVENT_PERIOD_WRITE_COMPLETE	发送period完成
CODEC_EVENT_WRITE_BUFFER_EMPTY	发送缓冲区已经空
CODEC_EVENT_READ_BUFFER_FULL	接收缓冲区已经满
CODEC_EVENT_TRANSFER_ERROR	传输错误

CODEC输入通道注销回调函数

void csi_codec_input_detach_callback(csi_codec_input_t *ch)

功能描述：

注销CODEC 输入通道的回调函数。

参数：

ch：通道实例句柄。

返回值：

无。

CODEC输入通道关闭

void csi_codec_input_close(csi_codec_input_t *ch)

功能描述：

关闭输入通道。调用该接口会马上停止接收数据。

参数：

ch：通道实例句柄。

CODEC输入通道配置DMA

csi_error_t csi_codec_input_link_dma(csi_codec_input_t *ch, csi_dma_ch_t *dma)

功能描述：

输入通道连接DMA。

参数：

ch：输入通道的实例句柄。

dma：dma实例句柄。

错误码csi_error_t。

CODEC接收输入音频流

csi_error_t csi_codec_input_start(csi_codec_input_t *ch)

功能描述：

输入通道开始数据流。

参数：

ch：输入通道的实例句柄。

返回值：

错误码csi_error_t。

CODEC结束接收输入音频流

csi_error_t csi_codec_input_stop(csi_codec_input_t *ch)

功能描述：

输入通道结束数据流。

参数：

ch：输入通道的实例句柄。

返回值：

错误码csi_error_t。

CODEC输入通道设置模拟增益

csi_error_t csi_codec_input_analog_gain(csi_codec_input_t *ch, uint32_t val)

功能描述：

设置输入通道模拟增益。

参数：

ch：输入通道的实例句柄。

val: 增益的DB值。

返回值：

错误码csi_error_t。

3、测试程序

本测试程序通过RVB2601建立一个通过I2S接口读取ES7210录音测试程序，数据录取结束后将数据打印到串口终端。

3.1 初始化

初始化代码参考wiki上的基本配置信息完成。

csi_codec_input_config_t input_config;
/* init函数的idx参数，请根据soc的实际情况进行选择 */
ret = csi_codec_init(&codec, 0);;
if (ret != CSI_OK) {
return -1;
}

/* input ch config */
csi_codec_input_attach_callback(&codec_input_ch, codec_input_event_cb_fun, NULL);

codec_input_ch.period = INPUT_BUF_SIZE/2;
codec_input_ch.ring_buf = &input_ring_buffer;
csi_codec_input_open(&codec, &codec_input_ch, 0);

input_config.bit_width = 16;
input_config.sample_rate = 8000;
input_config.buffer = input_buf;
input_config.buffer_size = INPUT_BUF_SIZE;
input_config.period = INPUT_BUF_SIZE/2;
input_config.mode = CODEC_INPUT_DIFFERENCE;
csi_codec_input_config(&codec_input_ch,&input_config);

csi_codec_input_link_dma(&codec_input_ch,&dma_ch_input_handle);

csi_codec_input_start(&codec_input_ch);

3.2 事件处理

static void codec_input_event_cb_fun(csi_codec_input_t *i2s, csi_codec_event_t event, void *arg)
{
    if (event == CODEC_EVENT_PERIOD_READ_COMPLETE) {
        cb_input_transfer_flag = 1;
    }
}

3.3 数据的显示

int i;
uint16_t *p = (uint16_t *)(repeater_data_addr + 24*1024);
for(i=0;i<48*512;i++)
{
	if(i%16 == 0)
		printf("\n");
	printf("%04x ",p);
}

3.4 通过console调用

static void mic_handler(char *wbuf, int wbuf_len, int argc, char **argv)
{
    csi_error_t ret;
    csi_codec_input_config_t input_config;
    ret = csi_codec_init(&codec, 0);

    if (ret != CSI_OK) {
        printf("csi_codec_init error\n");
        return ;
    }

    codec_input_ch.ring_buf = &input_ring_buffer;
    csi_codec_input_open(&codec, &codec_input_ch, 0);
    
	/* input ch config */
    csi_codec_input_attach_callback(&codec_input_ch, codec_input_event_cb_fun, NULL);
    input_config.bit_width = 16;
    input_config.sample_rate = 8000;
    input_config.buffer = input_buf;
    input_config.buffer_size = INPUT_BUF_SIZE;
    input_config.period = 1024;
    input_config.mode = CODEC_INPUT_DIFFERENCE;
    csi_codec_input_config(&codec_input_ch, &input_config);
    csi_codec_input_analog_gain(&codec_input_ch, 0xbf);
    csi_codec_input_link_dma(&codec_input_ch, &dma_ch_input_handle);

    printf("start recorder\n");
    csi_codec_input_start(&codec_input_ch);

  while (new_data_flag < 48) {
            if (cb_input_transfer_flag) {
                csi_codec_input_read_async(&codec_input_ch, repeater_data_addr + (new_data_flag * 1024), 1024);
                cb_input_transfer_flag = 0U;
                new_data_flag ++;
         }
     }
aos_msleep(100);
	printf("record sound data: \n");
	int i;
	uint16_t *p = (uint16_t *)(repeater_data_addr + 24*1024);
	for(i=0;i<512;i++)
	{
		if(i%16 == 0)
			printf("\n");
		printf("%04x ",p);
		
	}

    printf("stop reorder\n");
    csi_codec_input_stop(&codec_input_ch);
    csi_codec_input_link_dma(&codec_input_ch, NULL);
    csi_codec_input_detach_callback(&codec_input_ch);
    csi_codec_uninit(&codec);
    return;
}
int cli_reg_cmd_ft(void)
{
static const struct cli_command mic_cmd_info = {
        "mic",
        "mic",
        mic_handler,
    };

    aos_cli_register_command(&mic_cmd_info);
    return 0;
}

4、实测效果演示：

4.1 录取数据开始