第五十六章 USB声卡实验

     上一章我们向大家介绍了如何利用STM32的USB来做一个USB读卡器，本章我们将利用STM32的USB来做一个声卡。本章分为如下几个部分：

56.1 USB读卡器简介

56.2 硬件设计

56.3 软件设计

56.4 下载验证

56.1 USB声卡简介

ALIENTEK战舰STM32板载了一个PWM DAC电路，可以用来做DAC输出，通过和STM32的USB和定时器配合，我们就可以实现一个USB声卡。

本章我们还是通过移植官方的USB Mass_Storage例程来实现，该例程在MDK的安装目录下可以找到（..\MDK\ARM\Examples\ST\STM32F10xUSBLib\Demos\Audio_Speaker）。

ST提供的例程实现了一个22Khz采样率、8位的单声道USB声卡，通过STM32的PWM输出，经过RC滤波得到音频信号（对STM3210B-EVAL平台）。我们在该例程基础上，只需要修改定时器和其输出通道，使之满足战舰STM32开发板的硬件即可。

战舰STM32的PWM DAC部分，我们在第二十五章（PWM DAC实验）已经有过详细介绍，并且知道我们的PWM DAC部分截止频率为33.8Khz，而本例程的音频采样率为22Khz，所以使用该PWM DAC电路来做音频输出是合适的。

本章，我们采用TIM4的通道1（PB6）输出PWM，因为我们的音频信号是8位的，所以设置ARR寄存器值为0XFF，这样，我们可以得到TIM4_CH1的输出频率（不分频）为72Mhz/256=281.250Khz，然后我们通过定时器7的中断来更新TIM4_CH1的输出，TIM7的中频率就是我们音频信号的采样率：22Khz。这样，我们就可以使PWM DAC输出22Khz，8位音频信号了。

56.2 硬件设计

本节实验功能简介：开机的时候先显示一些提示信息，之后开始USB配置，在配置成功之后就可以在电脑上发现多出一个USB声卡。我们用DS1来指示USB是否连接成功，并在液晶上显示USB连接状况，如果成功连接，我们可以将耳机插入开发板的PHONE端口，听到来自电脑的音频信号。同样我们还是用DS0来指示程序正在运行。

所要用到的硬件资源如下：

1）  指示灯DS0 、DS1

2）  串口

3）  TFTLCD模块

4）  USB接口

5）  PWM DAC

6）  74HC4052

7）  TDA1308

这几个部分，在之前的实例中都已经介绍过了，我们在此就不多说了。这里再次提醒大家，P13的连接，要通过跳线帽连接PA11和D-以及PA12和D+，另外，由于本章用到PWM DAC，还需要通过跳线帽将多功能端口P3的AIN和PDC连接，如图56.2.1所示：

 

图56.2.1 PWM DAC硬件连接示意图

56.3 软件设计

本章，我们在第二十五章实验 （实验20 ）的基础上修改，先打开实验20 的工程，在HARDWARE文件夹所在文件夹下新建一个USB的文件夹，然后在USB文件夹下面新建LIB和CONFIG文件夹，分别用来存放与USB核相关的代码以及配置部分代码。这两部分代码我们也不细说（详见光盘本例程源码），其中USB文件夹里面的代码同上一章的一模一样，而CONFIG文件夹里面的源码则来自MDK自带的Audio_Speaker例程： X:\Keil3.80A\ARM\

Examples\ST\STM32F10xUSBLib\Demos\Audio_Speaker下的source和include文件夹（X为你安装MDK的磁盘）。

然后，我们在工程文件里面新建USB和USBCFG组，分别加入USB\LIB下面的代码和USB\CONFIG下面的代码。然后把LIB和CONFIG文件夹加入头文件包含路径。

本章，我们还需要通过音频选择电路和耳机驱动电路来推动耳机输出，所以还需要加入音频选择部分的驱动，我们将第四十章实验（实验35）的AUDIOSEL文件夹拷贝到本工程的HARDWARE文件夹下，将audiosel.c加入HARDWARE组下，并将AUDIOSEL文件夹加入头文件包含路径。

最后在test.c里面，我们修改main函数如下：

//设置USB 连接/断线

//enable:0,断开

//       1,允许连接      

void usb_port_set(u8 enable)

{

       RCC->APB2ENR|=1<<2;    //使能PORTA时钟           

       if(enable)_SetCNTR(_GetCNTR()&(~(1<<1)));//退出断电模式

       else

       {      

              _SetCNTR(_GetCNTR()|(1<<1));  // 断电模式

              GPIOA->CRH&=0XFFF00FFF;

              GPIOA->CRH|=0X00033000;

              PAout(12)=0;                      

       }

}                                              

int main(void)

{           

     Stm32_Clock_Init(9);    //系统时钟设置

       delay_init(72);                     //延时初始化

       uart_init(72,9600);       //串口1初始化      

       LCD_Init();                  //初始化液晶

       LED_Init();           //LED初始化

       KEY_Init();                  //按键初始化

       usmart_dev.init(72);      //usmart初始化    

       Audiosel_Init();            //初始化声道选择        

      POINT_COLOR=RED;//设置字体为蓝色     

       LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"WarShip STM32");   

       LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"USB Sound Card TEST");

       LCD_ShowString(60,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");

       LCD_ShowString(60,110,200,16,16,"2012/9/25");       

      LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"USB Connecting...");//提示SD卡已经准备了     

      delay_ms(1800);

      usb_port_set(0);//USB先断开一下

       delay_ms(300);

     usb_port_set(1);//USB再次连接   

       //USB配置

      USB_Interrupts_Config();   

      Set_USBClock();  

      USB_Init();   

       Speaker_Config();  

      Audiosel_Set(2);    //设置到PWM音频通道                      

      LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"USB Connecting...");//提示SD卡已经准备了     

       while(1)

       {

              if(bDeviceState==CONFIGURED)//USB连接上了？

              {

                     LED1=0;                                          

                     LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"USB Connected    ");//SD卡已经准备了

              }else

              {

                    LED1=1;                                          

                     LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"USB DisConnected ");//SD卡连接失败

              }        

              LED0=!LED0;

              delay_ms(200);            

       };                                                                                               

}

该部分代码同样有usb_port_set函数，这里我们就不介绍该函数了。在main函数里面，我们通过调用Speaker_Config函数，配置TIM4_CH1为281.25Khz 的PWM输出，配置TIM7为22Khz的定时中断，其他部分我们就不详细介绍了。

软件设计部分就为大家介绍到这里。

56.4 下载验证

在代码编译成功之后，我们通过下载代码到战舰STM32开发板上，在USB配置成功后（注意：USB数据线，要插在USB端口！不是USB_232端口！），LCD显示效果如图56.4.1所示：

 

图56.4.1 USB连接成功

此时，电脑提示发现新硬件如图56.4.2所示：

 

图56.4.2 USB读卡器被电脑找到

    等USB配置成功后，DS1常亮，DS0闪烁，并且在设备管理器à声音、视频和游戏控制器里面看到多了USB Audio Device，如图56.4.3所示：

 

图56.4.3 USB Audio Device

       此时，电脑的所有音频输出都被切换到USB声卡输出，将耳机插入战舰STM32开发板的PHONE端口，即可听到来自电脑的声音。