高级
30 分钟

使用BM62和STM32L073RZ将高质量蓝牙音频流传输集成到您的项目中

完全合格的蓝牙5.0立体声音频模块

BT Audio 2 Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 6月 24, 2024

点击板

BT Audio 2 Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

创建下一代便携式音频设备和语音通信系统。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

BT Audio 2 Click 基于 Microchip 的 BM62,这是一个蓝牙立体声音频模块。它包括高级音频功能,如多频段动态范围控制、参数多频段均衡器、音频扩展和虚拟低音等内置功能。音频效果算法在音频信号处理后改善用户的音频聆听体验,提供更好的音质。输入和输出音频具有不同的阶段,每个阶段可以编程以改变增益响应特性。数字信号处理器 (DSP) 执行语音和音频处理。高级语音功能如声学回声消除和噪声减少也内置其中。为

了减少非线性失真并帮助回声消除,监控并调整扬声器的输出信号水平,以避免扬声器输出或麦克风输入的饱和。BT Audio 2 Click 支持一个来自外部音频源的模拟(线路输入)信号。DSP 可以处理模拟(线路输入)信号以生成不同的音效(多频段动态范围压缩和音频扩展),这些可以使用 DSP 工具进行配置。此外,该模块具有 AFH 功能以避免射频干扰。它有一个算法来检查附近的干扰并选择一个清晰的信道进行蓝牙信号的收

发。芯片上的电源管理单元 (PMU) 具有两个主要功能:锂离子和锂聚合物电池充电器和电压调节器。电源开关在电池和适配器之间切换电源。PMU 还提供驱动两个 LED 的电流。LED 和按钮设置可以配置。此 Click 板™ 使用 UART 通信接口,设计为仅在 3.3V 逻辑电平下运行。在使用不同逻辑电平的 MCU 之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。

BT Audio 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64搭载STM32L073RZ MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO® 

Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,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。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用

连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。

Nucleo 64 with STM32L073RZ MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

192

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

20480

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

这些标准小型立体声耳机通过优质的立体声电缆和连接器提供高质量的聆听体验。它们设计具有通用兼容性,可轻松连接到所有 MIKROE mikromedia 和多媒体板,使其成为电子项目的理想选择。耳机的额定功率为 100mW,在 20Hz 到 20kHz 的宽频范围内提供清晰的音频。它们具有 100 ± 5dB 的灵敏度和 32Ω ± 15% 的阻抗,确保最佳音质。Φ15mm 的扬声器提供清晰且沉浸的音频。这些耳机具有成本效益和多功能性,非常适合测试您的原型设备,提供经济实惠且可靠的音频解决方案,以补充您的项目。

BT Audio 2 Click accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

External Address Bus Negative
PC0
AN
Reset
PC12
RST
System Configuration PIn 1
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
Multifunction button / Power-On
PC8
PWM
System Configuration PIn 2
PC14
INT
UART TX
PA2
TX
UART RX
PA3
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

BT Audio 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 STM32L073RZ 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 BT Audio 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • btaudio2_set_device_name - 此功能设置本地设备名称

  • btaudio2_make_call - 此功能拨打指定电话号码

  • btaudio2_volume_up - 此功能增加指定增益掩码的音量

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 BT Audio 2 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of BT Audio 2 click board by reading the commands
 * received from remote device and performing adequate actions accordingly.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and configures the click board.
 *
 * ## Application Task
 * Reads all the received events and parses them.
 *
 * ## Additional Function
 * - static err_t btaudio2_event_handler ( btaudio2_t *ctx ) - This function handles SPP data event 
 * and several BTM state events added in. The other events will just be displayed on the USB UART in hex format.
 *
 * @note
 * We have used the Serial Bluetooth Terminal smartphone application for the test. 
 * A smartphone and the click board must be paired in order to exchange messages
 * with each other. So make sure to pair your device with the click board and
 * connect it to using the Serial Bluetooth Terminal application, then you will be able 
 * to send commands listed below.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "btaudio2.h"

static btaudio2_t btaudio2;
static log_t logger;

// Bluetooth device name
#define DEVICE_NAME                 "BT Audio 2 click"

// SPP Commands list
#define COMMAND_PLAY                "play"          // play music
#define COMMAND_PAUSE               "pause"         // pause music
#define COMMAND_STOP                "stop"          // stop music
#define COMMAND_NEXT                "next"          // next song
#define COMMAND_PREVIOUS            "prev"          // previous song
#define COMMAND_VOLUME_UP           "up"            // volume up
#define COMMAND_VOLUME_DOWN         "down"          // volume down
#define COMMAND_MODE_UP             "mode"          // switch equalizer mode
#define COMMAND_CALL                "call"          // call command followed by the number
#define COMMAND_VOICE               "voice"         // start voice recognition app

/**
 * @brief BT Audio 2 event handler function.
 * @details This function handles SPP data event and several BTM state events added in.
 * The other events will just be displayed on the USB UART in hex format.
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #btaudio2_t object definition for detailed explanation.
 * @return @li @c  >=0 - Command ACK event response,
 *         @li @c   -1 - Error.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t btaudio2_event_handler ( btaudio2_t *ctx );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    btaudio2_cfg_t btaudio2_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.
    btaudio2_cfg_setup( &btaudio2_cfg );
    BTAUDIO2_MAP_MIKROBUS( btaudio2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == btaudio2_init( &btaudio2, &btaudio2_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( BTAUDIO2_OK != btaudio2_default_cfg ( &btaudio2 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( BTAUDIO2_OK != btaudio2_set_device_name ( &btaudio2, DEVICE_NAME ) )
    {
        log_error( &logger, " Set device name." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    if ( BTAUDIO2_OK == btaudio2_read_event ( &btaudio2 ) ) 
    {
        btaudio2_event_handler ( &btaudio2 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

static err_t btaudio2_event_handler ( btaudio2_t *ctx )
{
    err_t error_flag = BTAUDIO2_OK;
    static btaudio2_eq_mode_t eq_mode = BTAUDIO2_EQ_MODE_OFF;
    switch ( ctx->event_packet.opcode )
    {
        case BTAUDIO2_EVT_REPORT_SPP_DATA:
        {
            if ( 0 == ctx->event_packet.param_buf[ 1 ] ) // single packet
            {                
                uint16_t payload_len = ( ( uint16_t ) ctx->event_packet.param_buf[ 4 ] << 8 ) | 
                                                      ctx->event_packet.param_buf[ 5 ];
                if ( strstr ( &ctx->event_packet.param_buf[ 6 ], COMMAND_PLAY ) )
                {
                    error_flag |= btaudio2_send_mmi_action ( ctx, 0, BTAUDIO2_MMI_PLAY_PAUSE_MUSIC );
                    log_printf( &logger, " > play music\r\n\n" );
                } 
                else if ( strstr ( &ctx->event_packet.param_buf[ 6 ], COMMAND_PAUSE ) )
                {
                    error_flag |= btaudio2_send_mmi_action ( ctx, 0, BTAUDIO2_MMI_PLAY_PAUSE_MUSIC );
                    log_printf( &logger, " > pause music\r\n\n" );
                }
                else if ( strstr ( &ctx->event_packet.param_buf[ 6 ], COMMAND_STOP ) )
                {
                    error_flag |= btaudio2_send_mmi_action ( ctx, 0, BTAUDIO2_MMI_STOP_MUSIC );
                    log_printf( &logger, " > stop music\r\n\n" );
                }
                else if ( strstr ( &ctx->event_packet.param_buf[ 6 ], COMMAND_NEXT ) )
                {
                    error_flag |= btaudio2_send_mmi_action ( ctx, 0, BTAUDIO2_MMI_NEXT_SONG );
                    log_printf( &logger, " > next song\r\n\n" );
                }
                else if ( strstr ( &ctx->event_packet.param_buf[ 6 ], COMMAND_PREVIOUS ) )
                {
                    error_flag |= btaudio2_send_mmi_action ( ctx, 0, BTAUDIO2_MMI_PREVIOUS_SONG );
                    log_printf( &logger, " > previous song\r\n\n" );
                }
                else if ( strstr ( &ctx->event_packet.param_buf[ 6 ], COMMAND_VOLUME_UP ) )
                {
                    error_flag |= btaudio2_volume_up ( &btaudio2, 0, BTAUDIO2_VOLUME_MASK_A2DP );
                    log_printf( &logger, " > volume up\r\n\n" );
                }
                else if ( strstr ( &ctx->event_packet.param_buf[ 6 ], COMMAND_VOLUME_DOWN ) )
                {
                    error_flag |= btaudio2_volume_down ( &btaudio2, 0, BTAUDIO2_VOLUME_MASK_A2DP );
                    log_printf( &logger, " > volume down\r\n\n" );
                }
                else if ( strstr ( &ctx->event_packet.param_buf[ 6 ], COMMAND_CALL ) )
                {
                    uint8_t phone_number[ 19 ] = { 0 };
                    memcpy ( phone_number, strstr ( &ctx->event_packet.param_buf[ 6 ], COMMAND_CALL ) + 5, payload_len - 7 );
                    error_flag |= btaudio2_make_call ( &btaudio2, 0x00, phone_number );
                    log_printf( &logger, " > calling number: %s\r\n\n", phone_number );
                }
                else if ( strstr ( &ctx->event_packet.param_buf[ 6 ], COMMAND_VOICE ) )
                {
                    error_flag |= btaudio2_send_mmi_action ( ctx, 0, BTAUDIO2_MMI_VOICE_DIAL );
                    log_printf( &logger, " > start voice recognition\r\n\n" );
                }
                else if ( strstr ( &ctx->event_packet.param_buf[ 6 ], COMMAND_MODE_UP ) )
                {
                    if ( BTAUDIO2_EQ_MODE_USER1 == eq_mode )
                    {
                        eq_mode = BTAUDIO2_EQ_MODE_OFF;
                    }
                    else
                    {
                        eq_mode++;
                    }
                    btaudio2_set_eq_mode ( &btaudio2, eq_mode );
                    log_printf( &logger, " > equalizer mode: " );
                    switch ( eq_mode )
                    {
                        case BTAUDIO2_EQ_MODE_OFF:
                        {
                            log_printf( &logger, "off\r\n\n" );
                            break;
                        }
                        case BTAUDIO2_EQ_MODE_SOFT:
                        {
                            log_printf( &logger, "soft\r\n\n" );
                            break;
                        }
                        case BTAUDIO2_EQ_MODE_BASS:
                        {
                            log_printf( &logger, "bass\r\n\n" );
                            break;
                        } 
                        case BTAUDIO2_EQ_MODE_TREBLE:
                        {
                            log_printf( &logger, "treble\r\n\n" );
                            break;
                        }  
                        case BTAUDIO2_EQ_MODE_CLASSIC:
                        {
                            log_printf( &logger, "classic\r\n\n" );
                            break;
                        }
                        case BTAUDIO2_EQ_MODE_ROCK:
                        {
                            log_printf( &logger, "rock\r\n\n" );
                            break;
                        }
                        case BTAUDIO2_EQ_MODE_JAZZ:
                        {
                            log_printf( &logger, "jazz\r\n\n" );
                            break;
                        }
                        case BTAUDIO2_EQ_MODE_POP:
                        {
                            log_printf( &logger, "pop\r\n\n" );
                            break;
                        }
                        case BTAUDIO2_EQ_MODE_DANCE:
                        {
                            log_printf( &logger, "dance\r\n\n" );
                            break;
                        }
                        case BTAUDIO2_EQ_MODE_RNB:
                        {
                            log_printf( &logger, "rnb\r\n\n" );
                            break;
                        }
                        case BTAUDIO2_EQ_MODE_USER1:
                        {
                            log_printf( &logger, "user1\r\n\n" );
                            break;
                        }
                        default:
                        {
                            log_printf( &logger, "unknown\r\n\n" );
                            break;
                        }
                    }
                }
                else
                {
                    log_printf( &logger, " Unknown command: ", &ctx->event_packet.param_buf[ 6 ] );
                    for ( uint16_t cnt = 0; cnt < payload_len; cnt++ )
                    {
                        log_printf( &logger, "%c", ctx->event_packet.param_buf[ cnt + 6 ] );
                    }
                    log_printf( &logger, "\r\n\n" );
                }
            }
            break;
        }
        case BTAUDIO2_EVT_BTM_STATE:
        {
            switch ( ctx->event_packet.param_buf[ 0 ] )
            {
                case BTAUDIO2_BTM_STATE_PAIRING_SUCCESSFULL:
                {
                    log_printf( &logger, " < Pairing successfull - linked device ID: %u\r\n\n", 
                                ( uint16_t ) ctx->event_packet.param_buf[ 1 ] );
                    break;
                }
                case BTAUDIO2_BTM_STATE_SCO_LINK_CONNECTED:
                {
                    log_printf( &logger, " < SCO link connected - linked device ID: %u\r\n\n", 
                                ( uint16_t ) ctx->event_packet.param_buf[ 1 ] );
                    break;
                }
                case BTAUDIO2_BTM_STATE_SCO_LINK_DISCONNECTED:
                {
                    log_printf( &logger, " < SCO link disconnected - linked device ID: %u\r\n\n", 
                                ( uint16_t ) ctx->event_packet.param_buf[ 1 ] );
                    break;
                }
                case BTAUDIO2_BTM_STATE_ACL_CONNECTED:
                {
                    log_printf( &logger, " < ACL connected - linked data base: %u\r\n\n", 
                                ( uint16_t ) ctx->event_packet.param_buf[ 1 ] );
                    break;
                }
                case BTAUDIO2_BTM_STATE_ACL_DISCONNECTED:
                {
                    log_printf( &logger, " < ACL disconnected - " );
                    if ( 0 == ctx->event_packet.param_buf[ 1 ] )
                    {
                        log_printf( &logger, "disconnection\r\n\n" );
                    }
                    else if ( 1 == ctx->event_packet.param_buf[ 1 ] )
                    {
                        log_printf( &logger, "link loss\r\n\n" );
                    }
                    break;
                }
                case BTAUDIO2_BTM_STATE_STANDBY_STATE:
                {
                    log_printf( &logger, " < Standby state\r\n\n" );
                    break;
                }
                case BTAUDIO2_BTM_STATE_UNKNOWN_AUDIO_SOURCE:
                {
                    log_printf( &logger, " < Unknown audio source\r\n\n" );
                    break;
                }
                case BTAUDIO2_BTM_STATE_AUX_IN_AUDIO_SOURCE:
                {
                    log_printf( &logger, " < AUX-IN audio source\r\n\n" );
                    break;
                }
                case BTAUDIO2_BTM_STATE_A2DP_AUDIO_SOURCE:
                {
                    log_printf( &logger, " < A2DP audio source\r\n\n" );
                    break;
                }
                default:
                {
                    log_printf( &logger, " < EVENT BTM STATE: " );
                    for ( uint16_t cnt = 0; cnt < ctx->event_packet.param_len; cnt++ )
                    {
                        log_printf( &logger, "0x%.2X ", ( uint16_t ) ctx->event_packet.param_buf[ cnt ] );
                    }
                    log_printf( &logger, "\r\n\n" );
                    break;
                }
            }
            break;
        }
        default: 
        {
            log_printf( &logger, " < EVENT 0x%.2X: ", ( uint16_t ) ctx->event_packet.opcode );
            for ( uint16_t cnt = 0; cnt < ctx->event_packet.param_len; cnt++ )
            {
                log_printf( &logger, "0x%.2X ", ( uint16_t ) ctx->event_packet.param_buf[ cnt ] );
            }
            log_printf( &logger, "\r\n\n" );
            break;
        }
    }
    return error_flag;
}

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