22.5.1. I2S_DAO_PDM音频示例

22.5.1.1. 概述

本工程演示了如何使用I2S接口实现音频录制和播放功能。示例包含了PDM（脉冲密度调制）录音和DAO（数字音频输出）播放功能。

演示包括以下功能：

  • DAO音频播放

  • PDM录音并通过DAO播放

22.5.1.2. 工作流程

DAO播放流程：

  1. 配置系统音频时钟： - 默认配置为24.576MHz，适用于48KHz采样率 - 根据实际采样率需求可调整系统时钟

  2. 配置I2S1外设用于DAO播放： - 设置采样率（如48KHz） - 配置双声道模式

  3. 配置DAO：

  4. 启动音频播放： - 使能I2S1外设 - 使能DAO

  5. 通过I2S1的TX0 FIFO发送音频数据给DAO - 查询FIFO状态， 根据FIFO状态填入音频数据

  6. 播放完成后关闭DAO和I2S1外设

PDM录音流程：

  1. 配置系统音频时钟： - 默认配置为24.576MHz，适用于48KHz采样率 - 根据实际采样率需求可调整系统时钟

  2. 配置I2S0外设用于PDM录音： - 设置采样率 - 配置通道（通过channel_slot_mask） - 设置32位数据位宽

  3. 配置PDM： - 设置时钟分频 - 配置CIC下采样率 - 选择工作通道

  4. 开始录音： - 使能I2S0外设 - 使能PDM

  5. 通过I2S0的RX0 FIFO接收PDM录音数据 - 查询FIFO状态，根据FIFO状态读取数据

  6. 录音完成后关闭PDM和I2S0外设

22.5.1.3. 技术说明

  • DAO播放特性：

    • 采样频率：DAO的最优工作频率为48K

    • 采样通道：固定为双声道，对于单声道音频需要对数据源进行处理

    • 采样位宽：可配置

    • DAO与I2S1协调工作，通过I2S1的TX0 FIFO发送音频数据给DAO

  • PDM录音特性：

    • 采样频率：可配置

    • 采样通道：最大支持8个通道（4对立体声）

    • 采样位宽：24位PCM + 4位索引，使用32位数据位宽配置

    • PDM与I2S0协同工作， PDM通过I2S0 的RX0 FIFO接收音频数据

  • 使用注意：

    • I2S的寄存器数据接口为有效数据在32位寄存器的高位，当使用DAO播放16bit位宽的音频时，需要将16bit音频数据写在32位寄存器的高16位 当使用PDM录音时，如果想将录音结果保留16bit格式，需要将32位寄存器的高16位数据读出

    • 使用PDM录音时，需要同步调整PDM的采样率和I2S0的采样率，并保持一致 PDM支持通过调整时钟分频和CIC下采样率来调整采样率

    • PDM的通道设置：通道通过channel_slot_mask参数配置， 通道按照D0LD1LD2LD3LD0RD1RD2RD3R顺序排列 例如：channel_slot_mask = 0x11，表示使用D0数据线的左右通道

    • 默认系统音频时钟为24.576MHz，适用于48KHz、16KHz等采样率，如果需要使用其他采样率如44.1KHz，须修改系统时钟配置实现

22.5.1.4. 已知问题

使用DAO播放某些音频时会产生噪声。

22.5.1.5. 硬件要求

  • 连接扬声器到板上DAO接口

22.5.1.6. 运行现象

上电后，程序将依次执行以下测试：

  1. DAO WAV文件播放：

    • 播放一段预置的8KHz采样率、单声道、16位深度的WAV音频

  2. DAO正弦波播放：

    • 播放1KHz正弦波, 48KHz采样率、单声道、32位深度, 重复播放200次

  3. PDM录音并DAO播放：

    • 首先进行PDM录音

    • 录音完成后通过DAO播放录制的音频

串口将显示每个测试的进度：

DAO and PDM with I2S example

1. Testing DAO wav playback

2. Testing DAO sine wave playback

3. Testing PDM record and DAO playback
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