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使用PCM5142和STM32G071RB升级您的音频设备

体验最佳音质

Audio DAC Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Audio DAC Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

通过将声音转换为优质模拟信号,提高音频质量,确保卓越的音频播放体验。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Audio DAC Click 基于德州仪器的 DIR9001 和 PCM5142,这是一款数字音频接口接收器和音频立体声 DAC,适用于升级您的音频设备。DIR9001 音频接收器可以接受高达 108kHz 采样率的信号,最高 24 位数据字,双相编码信号,并符合抖动规范 IEC60958-3、JEITA CPR1205(EIAJ CP-1201 修订版)、AES3 和 EBUtech3250。这些信号通过板载光纤 S/PDIF 连接器(更广为人知的是 Sony/Philips 数字接口格式,一种常用于消费音频设备的数字音频接口)传送到 DIR9001。接收信号后,DIR9001 将它们转发给来自德州仪器的立体声音频 DAC,PCM5142。PCM5142 具有完全可编程的 

miniDSP 核心,允许开发人员在其应用中集成滤波器、动态范围控制、自定义插值器和其他差异化功能。它使用最新一代的 TI 高级段 DAC 架构,实现了出色的动态性能、细节高度和异常良好的音场。与现有的 DAC 技术相比,PCM5142 提供了高达 20dB 的低带外噪声,减少了下游放大器/ADC 的 EMI 和混叠,并接受 16 至 32 位数据和高达 384kHz 采样率的行业标准音频数据格式。经过立体声 DAC 处理后,输出音频信号可通过 3.5mm 音频插孔供用户进一步使用,使其适用于各种多媒体系统、卫星广播、CD 和 DVD 播放器等。PCM5142 使用标准 I2C 2 线数据传输协议与 MCU 通信,支持标准模式 (100 kHz) 和

快速模式 (400 kHz) 操作。除了通信引脚外,此板还具有多个附加功能,为用户提供应用灵活性。除了 I2C 信号外,mikroBUS™ 还具有一个自动静音功能,连接到 mikroBUS™ 插座的 MUT 引脚,以在有意或无意的断电时静音设备,以及一个用户可配置的通用引脚 mikroBUS™ 插座的 IO4 引脚。标记为 RST 的板载按钮可以重置 DIR9001 音频接收器。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,该 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

Audio DAC Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G071RB 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 STM32G071RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

36864

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

NC
NC
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Soft-Mute
PC8
PWM
General-Purpose I/O
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Audio DAC 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 STM32G071RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE IoT 5 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-64 with STM32XXX MCU Access MB 1 Mini 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 image step 5 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

该库包含 Audio DAC Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • audiodac_get_gpio4_pin - 此功能返回 GPIO4 引脚的逻辑状态。默认情况下,GPIO4 引脚映射到左右声道的自动静音标志输出

  • audiodac_volume_control - 此功能设置所选输出通道的音量级别

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 Audio DAC Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Audio DAC click board by controling the volume
 * level of both output channels.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Checks if the auto mute flag is set and then changes the volume level of both output channels
 * every 100ms. All data is being displayed on the USB UART where you can track the program flow.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "audiodac.h"

static audiodac_t audiodac;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    audiodac_cfg_t audiodac_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.
    audiodac_cfg_setup( &audiodac_cfg );
    AUDIODAC_MAP_MIKROBUS( audiodac_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == audiodac_init( &audiodac, &audiodac_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( AUDIODAC_ERROR == audiodac_default_cfg ( &audiodac ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    static uint8_t volume = AUDIODAC_VOLUME_MUTE;
    if ( audiodac_get_gpio4_pin ( &audiodac ) )
    {
        log_printf ( &logger, " Auto mute flag (both L and R channels are auto muted)\r\n" );
        // Wait until the channels are auto unmuted, i.e. until a valid digital signal is received
        while ( audiodac_get_gpio4_pin ( &audiodac ) );
    }
    if ( AUDIODAC_OK == audiodac_volume_control ( &audiodac, AUDIODAC_CHANNEL_BOTH, volume ) )
    {
        log_printf ( &logger, "\r\n Volume: " );
        if ( AUDIODAC_VOLUME_MUTE == volume )
        {
            log_printf ( &logger, "MUTE\r\n" );
            Delay_ms ( 3000 );
        }
        else if ( AUDIODAC_VOLUME_MAX == volume )
        {
            log_printf ( &logger, "MAX\r\n" );
            Delay_ms ( 3000 );
        }
        else
        {
            log_printf ( &logger, "%u\r\n", ( uint16_t ) volume );
            Delay_ms ( 100 );
        }
        volume++; 
        if ( volume > AUDIODAC_VOLUME_MAX )
        {
            volume = AUDIODAC_VOLUME_MUTE;
        }
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

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

额外支持

资源

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