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20 分钟

使用 ISD2360 和 STM32G474RE 实现清晰的语音提示和高质量音频播放

数字 ChipCorder® 解决方案,适用于高质量音频播放和语音提示应用

Speaker 2 Click with Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

已发布 2月 24, 2025

点击板

Speaker 2 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G474RE

提供清晰的语音提示和高质量音频播放,非常适用于自动化、消费电子和工业设备

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Speaker 2 Click 基于 Nuvoton 的 ISD2360,这是一款 3 通道数字 ChipCorder®,专为使用集成闪存存储和播放高质量音频而设计。该 Click 板™ 提供了一种简便的方法来管理和播放语音提示、声音效果或预录音频消息,非常适用于需要嵌入式音频播放而无需外部组件的应用。ISD2360 具有数字解压缩、全面的内存管理和完整集成的音频信号路径,支持最多三个独立的音频流通道。每个播放通道可独立运行,使其能够精准执行语音宏(Voice Macro),特别适用于复杂音频序列的管理。ISD2360 集成了闪存存储,可存储 最多 64 秒的音频(基于 8kHz/4-bit ADPCM 压缩格式),无需额外的外部存储器,同时确保高效存储和高质量音频回放。设备通过基于索引的命令系统简化了音频管理,无需手动地址配置即可存储和调用预录语音提示。此外,执行预编程宏指令(Voice 

Macros)可以灵活控制播放序列和系统行为。该 Click 板™ 具有一体化的 D 类扬声器驱动器,专门用于驱动板载扬声器 AS01508AO-SC-R,无需额外的功率放大器即可输出清晰音频。ISD2360 的设计无需外部时钟源或额外组件,并集成 1Kbyte 扇区的非易失性存储器,无需独立的 EEPROM 或闪存设备即可存储配置信息和音频文件。支持多种采样频率,在保持低功耗的同时提供卓越的 信噪比(SNR) 性能,具备快速编程能力和集成的程序验证功能,以确保录制内容的可靠性。Speaker 2 Click 通过 标准 SPI 接口 与主 MCU 进行通信,同时包含多个复用 通用 I/O 引脚(GPIO),增强了系统集成的灵活性。ISD2360 通过专用配置寄存器进行设置,用户可以直接通过 SPI 接口 发送配置命令,或者执行包含配置指令的 语音宏(Voice Macros)。除了标准接口和控制引脚,

该板还包含多个辅助引脚以增强功能。RDY 引脚 用于指示 SPI 总线数据传输状态,当信号为 高电平 时,表示 ISD2360 准备好接收新的 SPI 命令或数据,该引脚也可作为通用 I/O 使用。INT 引脚 为 低电平有效中断请求,当发生特定事件时通知 MCU,此外它也可作为通用 I/O 使用。IO5 引脚 提供额外的通用 I/O 选项,进一步扩展了 Click 板™ 的自定义能力。该 Click 板™ 可通过 VCC SEL 跳线 选择 3.3V 或 5V 逻辑电压,确保兼容不同逻辑电平的 MCU。此外,VPWM SEL 跳线 允许用户单独选择 ISD2360 PWM 驱动器的数字电源,独立于 Click 板™ 的逻辑供电,从而提供更大的电源管理灵活性,使用户可以根据应用需求优化电路板的运行。此外,该 Click 板™ 配备了包含 易于使用的函数库和示例代码,可作为进一步开发的参考。

Speaker 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G474R MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32G474RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G474RE front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

128k

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Data Transfer Status / GPIO
PA15
AN
ID SEL
PC12
RST
SPI Select / ID COMM
PB12
CS
SPI Clock / GPIO
PB3
SCK
SPI Data OUT / GPIO
PB4
MISO
SPI Data IN / GPIO
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
GPIO
PC8
PWM
Interrupt / GPIO
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Speaker 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G474RE MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32G474RE MCU front image hardware assembly
LTE Cat.1 6 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE Cat.1 6 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-64 with STM32GXXX MCU Access MB 1 Micro B Conn - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Clicker 4 for STM32F4 HA MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

Speaker 2 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。

示例描述
本示例演示 Speaker 2 Click 的使用方式。示例初始化该板,并通过扬声器模块播放预定义的语音消息或声音效果。支持的语音包括 数字(ONE 至 SIX) 和 声音效果(如 FAST BEEP)。

关键功能:

  • speaker2_cfg_setup - 配置对象初始化函数。

  • speaker2_init - 初始化函数。

  • speaker2_default_cfg - Click 默认配置函数。

  • speaker2_play_voice - 播放指定索引的语音。

  • speaker2_play_macro - 执行指定索引的宏命令。

  • speaker2_play_voice_loop - 按指定次数循环播放语音。

应用初始化
初始化日志模块,配置 Speaker 2 Click,并应用默认设置,以 复位设备、上电、验证通信,并加载示例音频项目到设备存储。

应用任务
按顺序播放 Speaker 2 Click 预定义的语音消息和声音效果,并记录每个声音的播放状态(DONE 或 ERROR)。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Speaker 2 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the Speaker 2 Click board. It initializes the board
 * and plays predefined voice messages or sound effects through the speaker module.
 * Supported voices include numbers (ONE to SIX) and sound effects like FAST BEEP.
 *
 * The demo application is composed of two sections:
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the logger module, configures the Speaker 2 Click board, and applies the
 * default settings to reset the device, power it up, verify communication, and load an example
 * audio project into the device memory.
 *
 * ## Application Task
 * Sequentially plays predefined voice messages and sound effects from the Speaker 2 Click board
 * while logging the playback status (DONE or ERROR) for each sound.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "speaker2.h"

static speaker2_t speaker2;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    speaker2_cfg_t speaker2_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    speaker2_cfg_setup( &speaker2_cfg );
    SPEAKER2_MAP_MIKROBUS( speaker2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == speaker2_init( &speaker2, &speaker2_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( SPEAKER2_ERROR == speaker2_default_cfg ( &speaker2 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    log_printf ( &logger, " Playing voice ONE: %s\r\n\n", ( char * ) 
                 ( ( SPEAKER2_OK == speaker2_play_voice ( &speaker2, SPEAKER2_VP9_ONE ) ) ? "DONE" : "ERROR" ) );
    log_printf ( &logger, " Playing voice TWO: %s\r\n\n", ( char * ) 
                 ( ( SPEAKER2_OK == speaker2_play_voice ( &speaker2, SPEAKER2_VP10_TWO ) ) ? "DONE" : "ERROR" ) );
    log_printf ( &logger, " Playing voice THREE: %s\r\n\n", ( char * ) 
                 ( ( SPEAKER2_OK == speaker2_play_voice ( &speaker2, SPEAKER2_VP11_THREE ) ) ? "DONE" : "ERROR" ) );
    log_printf ( &logger, " Playing voice FOUR: %s\r\n\n", ( char * ) 
                 ( ( SPEAKER2_OK == speaker2_play_voice ( &speaker2, SPEAKER2_VP12_FOUR ) ) ? "DONE" : "ERROR" ) );
    log_printf ( &logger, " Playing voice FIVE: %s\r\n\n", ( char * ) 
                 ( ( SPEAKER2_OK == speaker2_play_voice ( &speaker2, SPEAKER2_VP13_FIVE ) ) ? "DONE" : "ERROR" ) );
    log_printf ( &logger, " Playing voice SIX: %s\r\n\n", ( char * ) 
                 ( ( SPEAKER2_OK == speaker2_play_voice ( &speaker2, SPEAKER2_VP14_SIX ) ) ? "DONE" : "ERROR" ) );
    log_printf ( &logger, " Playing voice FAST BEEP: %s\r\n\n", ( char * ) 
                 ( ( SPEAKER2_OK == speaker2_play_voice ( &speaker2, SPEAKER2_VP15_FAST_BEEP ) ) ? "DONE" : "ERROR" ) );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

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