Analog Microphone

本示例实现采集 AMIC (Analog Microphone) 数据，并经 CODEC 编码为 PCM 语音数据。

AMIC 采集模拟语音数据，经 CODEC 编码，送到 I2S 接收 FIFO，利用 DMA 将数据搬运到 UART 。

PC 端通过串口助手接收 UART 传输的数据，使用音频解析软件（如 Audacity）解析数据，并播放录制的语音。

流程如下图所示。

环境需求

该示例支持以下开发套件：

开发套件
Hardware Platforms	Board Name
RTL8752H HDK	RTL8752H EVB

更多信息请参考快速入门。

硬件连线

EVB 外接 AMIC 模块，连接 H0 和 1.8V，GND 和 GND，P2_6 和 MIC_P，P2_7 和 MIC_N；

EVB 外接 FT232 模块，连接 P3_2（UART TX）和 FT232 的 RX，P3_3（UART RX）和 FT232 的 TX。

编译和下载

该示例的工程路径如下:

Keil

Project file: board\evb\io_sample\CODEC\AMIC\mdk

GCC

Project file: board\evb\io_sample\CODEC\AMIC\gcc

请按照以下步骤操作构建并运行该示例:

打开工程文件。
按照快速入门中编译 APP Image 给出的步骤构建目标文件。
编译成功后，在路径 mdk\bin 或 gcc\bin 下会生成 app bin app_MP_xxx.bin 文件。
按照快速入门中 MP Tool 给出的步骤将 app bin 烧录至 EVB 内。
按下 reset 按键，开始运行。

测试验证

准备阶段

启动 PuTTY 或 UartAssist 等 PC 终端，连接到使用的 COM 端口，并进行以下 UART 设置：
- 波特率: 3000000
- 8 数据位
- 1 停止位
- 无校验
- 无硬件流控
启动音频解析软件。

测试阶段

开始录音到录音完成，采集到的语音数据，Codec 编码为 PCM 数据后通过 UART 发送到 PC 终端。
从 PC 终端复制解码数据到新建 ASCII bin 文档中。
使用音频解析软件查看解码后的语音波形，也可以播放语音。

代码介绍

该章节分为以下几个部分：

源码路径。
初始化函数将在初始化章节介绍。
初始化后的功能实现将在功能实现章节介绍。

源码路径

工程路径: sdk\board\evb\io_sample\CODEC\AMIC
源码路径: sdk\src\sample\io_sample\CODEC\AMIC

该工程的工程文件代码结构如下：

└── Project: codec_amic
    └── secure_only_app
        └── include
            ├── app_define.h
            └── rom_uuid.h
        ├── cmsis                    includes CMSIS header files and startup files
            ├── overlay_mgr.c
            ├── system_rtl876x.c
            └── startup_rtl876x.s
        ├── lib                      includes all binary symbol files that user application is built on
            ├── rtl8752h_sdk.lib
            ├── gap_utils.lib
            ├── ROM.lib
            └── adc.lib
        ├── peripheral               includes all peripheral drivers and module code used by the application
            ├── rtl876x_rcc.c
            ├── rtl876x_pinmux.c
            ├── rtl876x_nvic.c
            ├── rtl876x_gdma.c
            ├── rtl876x_uart.c
            ├── rtl876x_codec.c
            └── rtl876x_i2s.c
        ├── profile
        └── app                      includes the ble_peripheral user application implementation
            └── main.c

初始化

当 EVB 复位启动时，执行 main 函数，执行以下流程：

int main(void)
{
    extern uint32_t random_seed_value;
    srand(random_seed_value);
    __enable_irq();

    codec_demo();

    while (1)
    {
        ;

    }
}

在 codec_demo 中，包含了 PAD/PINMUX 设置，I2S 外设的初始化，UART 外设的初始化，DMA 外设的初始化，CODEC 外设的初始化等流程。

void codec_demo(void)
{
    board_codec_init();
    board_uart_init();
    driver_i2s_init();
    driver_uart_init();
    driver_gdma_init();
    driver_codec_init();
    I2S_Cmd(I2S0, I2S_MODE_TX | I2S_MODE_RX, ENABLE);
    GDMA_Cmd(GDMA_Channel_AMIC_NUM, ENABLE);
}

board_codec_init 为 AMIC 相关引脚的对 PAD 和 PINMUX 的设置，包含如下流程：

配置 PAD：设置引脚、SW 模式、NOT PowerOn、无内部上拉。其中 H0 引脚输出高，其他引脚输出失能。

void board_codec_init(void)
{
    Pad_Config(H_0, PAD_SW_MODE, PAD_NOT_PWRON, PAD_PULL_NONE, PAD_OUT_ENABLE, PAD_OUT_HIGH);
    Pad_Config(P2_6, PAD_SW_MODE, PAD_NOT_PWRON, PAD_PULL_NONE, PAD_OUT_DISABLE, PAD_OUT_HIGH);
    Pad_Config(P2_7, PAD_SW_MODE, PAD_NOT_PWRON, PAD_PULL_NONE, PAD_OUT_DISABLE, PAD_OUT_LOW);
}

board_uart_init 为 UART 相关引脚对 PAD 和 PINMUX 的设置，包含如下流程：

配置 PAD：设置引脚、PINMUX 模式、PowerOn、内部上拉。TX 引脚输出高，RX 引脚输出失能。

配置 PINMUX：分配引脚分别为 UART0_TX 和 UART0_RX。
void board_uart_init(void)
{
    Pad_Config(UART_TX_PIN, PAD_PINMUX_MODE, PAD_IS_PWRON, PAD_PULL_UP, PAD_OUT_ENABLE, PAD_OUT_HIGH);
    Pad_Config(UART_RX_PIN, PAD_PINMUX_MODE, PAD_IS_PWRON, PAD_PULL_UP, PAD_OUT_DISABLE, PAD_OUT_LOW);

    Pinmux_Config(UART_TX_PIN, UART0_TX);
    Pinmux_Config(UART_RX_PIN, UART0_RX);
}

driver_i2s_init 为 I2S 外设的初始化，包含如下流程：

使能 RCC 时钟。
设置 I2S 时钟源为 40MHz，采样率为 16kHz。
设置为主设备模式，单声道输出。

void driver_i2s_init(void)
{
    RCC_PeriphClockCmd(APBPeriph_I2S0, APBPeriph_I2S0_CLOCK, ENABLE);

    I2S_InitTypeDef I2S_InitStruct;
    I2S_StructInit(&I2S_InitStruct);
    I2S_InitStruct.I2S_ClockSource      = I2S_CLK_40M;
    I2S_InitStruct.I2S_DataFormat       = I2S_Mode;
    I2S_InitStruct.I2S_ChannelType      = I2S_Channel_Mono;
    I2S_InitStruct.I2S_DeviceMode       = I2S_DeviceMode_Master;
    I2S_InitStruct.I2S_RxWaterlevel     = 0x4;
    /* BCLK = 40MHz*(I2S_BClockNi/I2S_BClockMi) = Sample Rate * 64BCLK/sample */
    I2S_InitStruct.I2S_BClockMi         = 0x186A;
    I2S_InitStruct.I2S_BClockNi         = 0xA0;

    I2S_Init(I2S0, &I2S_InitStruct);
}

driver_uart_init 为 UART 外设的初始化，包含如下流程：

使能 RCC 时钟源。
设置 UART 波特率为 3M。
使能 UART TX DMA 功能。

void driver_uart_init(void)
{
    /* Enable clock */
    RCC_PeriphClockCmd(APBPeriph_UART0, APBPeriph_UART0_CLOCK, ENABLE);

    /* UART init */
    UART_InitTypeDef UART_InitStruct;

    UART_StructInit(&UART_InitStruct);
    /* change to 3M baudrate */
    UART_InitStruct.UART_Div             = 1;
    UART_InitStruct.UART_Ovsr            = 8;
    UART_InitStruct.UART_OvsrAdj        = 0x492;
    UART_InitStruct.UART_TxWaterLevel    = 12;
    UART_InitStruct.UART_TxDmaEn         = ENABLE;
    UART_InitStruct.UART_DmaEn           = UART_DMA_ENABLE;
    UART_Init(UART0, &UART_InitStruct);
}

driver_gdma_init 为 DMA 外设的初始化，包含如下流程：

使用 DMA 通道 0。
DMA 的传输方向为外设到外设传输。
源端地址为 (&(I2S0->RX_DR)) ，目的端地址为 (&(UART0->RB_THR)) 。
设置源端数据宽度为 32 位，目的端数据宽度为 8 位。
设置源端单次 burst 传输数据的个数为 1，目的端单次 burst 传输数据的个数为 4。
使能 DMA 通道 0 总传输完成中断 GDMA_INT_Transfer 。

void driver_gdma_init(void)
{
    /* Enable GDMA clock */
    RCC_PeriphClockCmd(APBPeriph_GDMA, APBPeriph_GDMA_CLOCK, ENABLE);

    /* Initialize GDMA peripheral */
    GDMA_InitTypeDef GDMA_InitStruct;

    GDMA_StructInit(&GDMA_InitStruct);
    GDMA_InitStruct.GDMA_ChannelNum          = GDMA_Channel_AMIC_NUM;
    GDMA_InitStruct.GDMA_DIR                 = GDMA_DIR_PeripheralToPeripheral;
    GDMA_InitStruct.GDMA_BufferSize          = AUDIO_FRAME_SIZE / 4;
    GDMA_InitStruct.GDMA_SourceInc           = DMA_SourceInc_Fix;
    GDMA_InitStruct.GDMA_DestinationInc      = DMA_DestinationInc_Fix;
    GDMA_InitStruct.GDMA_SourceDataSize      = GDMA_DataSize_Word;
    GDMA_InitStruct.GDMA_DestinationDataSize = GDMA_DataSize_Byte;
    GDMA_InitStruct.GDMA_SourceMsize         = GDMA_Msize_1;
    GDMA_InitStruct.GDMA_DestinationMsize    = GDMA_Msize_4;
    GDMA_InitStruct.GDMA_SourceAddr          = (uint32_t)(&(I2S0->RX_DR));
    GDMA_InitStruct.GDMA_DestinationAddr     = (uint32_t)(&(UART0->RB_THR));
    GDMA_InitStruct.GDMA_SourceHandshake     = GDMA_Handshake_I2S0_RX;
    GDMA_InitStruct.GDMA_DestHandshake       = GDMA_Handshake_UART0_TX;
    GDMA_Init(GDMA_Channel_AMIC, &GDMA_InitStruct);
    GDMA_INTConfig(GDMA_Channel_AMIC_NUM, GDMA_INT_Transfer, ENABLE);

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = GDMA_Channel_AMIC_IRQn;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPriority = 1;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}

driver_codec_init 为 CODEC 外设的初始化，包含如下流程：

初始化模拟电路相关配置。
使能 RCC 时钟。
麦克风类型选择 AMIC。
设置 MICBST 模式为差分模式。
设置采样率为 16kHz。
设置数据格式为 I2S 格式。
设置数据宽度为 16 位。

void driver_codec_init(void)
{
    /*switch to pwm mode*/
    SystemCall(3, 1);
    CODEC_AnalogCircuitInit();
    RCC_PeriphClockCmd(APBPeriph_CODEC, APBPeriph_CODEC_CLOCK, ENABLE);

    CODEC_InitTypeDef CODEC_InitStruct;
    CODEC_StructInit(&CODEC_InitStruct);

    CODEC_InitStruct.CODEC_Ch0MicType       = CODEC_CH0_AMIC;
    CODEC_InitStruct.CODEC_MicBstMode       = MICBST_Mode_Differential;
    CODEC_InitStruct.CODEC_SampleRate       = SAMPLE_RATE_16KHz;
    CODEC_InitStruct.CODEC_I2SFormat        = CODEC_I2S_DataFormat_I2S;
    CODEC_InitStruct.CODEC_I2SDataWidth     = CODEC_I2S_DataWidth_16Bits;
    CODEC_Init(CODEC, &CODEC_InitStruct);

    CODEC_Init(CODEC, &CODEC_InitStruct);
}

功能实现

初始化完毕后，使能 I2S 发送模式和接收模式；使能 DMA 通道 0 传输。

void codec_demo(void)
{
    ...
    I2S_Cmd(I2S0, I2S_MODE_TX | I2S_MODE_RX, ENABLE);
    GDMA_Cmd(GDMA_Channel_AMIC_NUM, ENABLE);
}

AMIC 采集到模拟语音数据，经 CODEC 解码，送到 I2S0 接收 FIFO，利用 DMA 将数据搬运到 UART5；当数据传输完成时，触发 GDMA_INT_Transfer 中断，进入中断处理函数 GDMA_Channel_AMIC_Handler 。

重新设置源端地址和目的端地址。
重新设置 DMA 传输数据大小。
清除 DMA 通道 0 GDMA_INT_Transfer 中断挂起位，使能 DMA 通道 0。

void GDMA_Channel_AMIC_Handler(void)
{
    GDMA_SetSourceAddress(GDMA_Channel_AMIC, (uint32_t)(&(I2S0->RX_DR)));
    GDMA_SetDestinationAddress(GDMA_Channel_AMIC, (uint32_t)(&(UART0->RB_THR)));

    GDMA_SetBufferSize(GDMA_Channel_AMIC, AUDIO_FRAME_SIZE / 4);

    GDMA_ClearINTPendingBit(GDMA_Channel_AMIC_NUM, GDMA_INT_Transfer);
    GDMA_Cmd(GDMA_Channel_AMIC_NUM, ENABLE);
}