Analog Microphone

本示例实现采集 AMIC 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 GDMA 将数据搬运到 UART。

PC 端通过串口助手接收 UART 传输的数据，使用音频解析软件解析数据，并播放录制的语音，本示例中用到的音频解析软件是 Audacity。

环境需求

该示例的环境需求，可参考环境需求。

此外，需要在 PC 终端安装 PuTTY 或 UartAssist 等串口助手工具以及 Audacity 等音频解析工具。

硬件连线

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

EVB 外接 FT232 模块接收 UART 数据，连接 P3_2 和 RXD， P3_3 和 TXD 。

编译和下载

该示例的编译和下载流程，可参考编译和下载。

测试验证

准备阶段

启动 PuTTY 或 UartAssist 等 PC 终端，用 ASCII 接收数据，打开 UART 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

可以设置将输出数据字节转向文件。

启动音频解析软件，根据 CODEC 中的设定选择解析格式，本示例中可以参考如下 Audacity 设定。

编码: 16-bit PCM

字节序：小尾端

声道：1 声道

采样率：1600 Hz

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。
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

该章节主要介绍示例中的初始化和相应功能实现的代码和流程说明。

源码路径

工程文件和源码路径如下：

工程路径: sdk\samples\peripheral\codec\amic\proj
源码路径: sdk\samples\peripheral\codec\amic\src

初始化

外设的初始化流程可参考 General Introduction 中的初始化流程部分。

初始化流程包括了 CODEC / UART / I2S / GDMA 模块的初始化，具体流程如下。

调用 Pad_Config() 与 Pinmux_Config()，配置 CODEC 模块对应引脚的 PAD 和 PINMUX。I2S 引脚复用分别为 BCLK_SPORT0、LRC_RX_SPORT0、SDI_CODEC_SLAVE、SDO_CODEC_SLAVE 功能。

void board_codec_init(void)
{
   Pad_Config(AMIC_MSBC_CLK_PIN, PAD_SW_MODE, PAD_NOT_PWRON, PAD_PULL_NONE, PAD_OUT_DISABLE,PAD_OUT_HIGH);
   Pad_Config(AMIC_MSBC_DAT_PIN, PAD_SW_MODE, PAD_NOT_PWRON, PAD_PULL_NONE, PAD_OUT_DISABLE,PAD_OUT_LOW);

   Pad_Config(CODEC_BCLK_PIN, PAD_PINMUX_MODE, PAD_IS_PWRON, PAD_PULL_NONE, PAD_OUT_ENABLE,PAD_OUT_LOW);
   Pad_Config(CODEC_LRCLK_PIN, PAD_PINMUX_MODE, PAD_IS_PWRON, PAD_PULL_NONE, PAD_OUT_ENABLE,PAD_OUT_LOW);
   Pad_Config(CODEC_TX_PIN, PAD_PINMUX_MODE, PAD_IS_PWRON, PAD_PULL_NONE, PAD_OUT_ENABLE, PAD_OUT_LOW);
   Pad_Config(CODEC_RX_PIN, PAD_PINMUX_MODE, PAD_IS_PWRON, PAD_PULL_NONE, PAD_OUT_ENABLE, PAD_OUT_LOW);

   Pinmux_Config(CODEC_BCLK_PIN, BCLK_SPORT0);
   Pinmux_Config(CODEC_LRCLK_PIN, LRC_RX_SPORT0);
   Pinmux_Config(CODEC_TX_PIN,    SDI_CODEC_SLAVE);
   Pinmux_Config(CODEC_RX_PIN,    SDO_CODEC_SLAVE);
}

调用 Pad_Config() 与 Pinmux_Config()，配置 UART 模块对应引脚的 PAD 和 PINMUX。

void board_uart_init (void)
{
  Pad_Config(UART_TX_PIN, PAD_PINMUX_MODE, PAD_IS_PWRON, PAD_PULL_UP, PAD_OUT_DISABLE, PAD_OUT_HIGH);
  Pad_Config(UART_RX_PIN, PAD_PINMUX_MODE, PAD_IS_PWRON, PAD_PULL_UP, PAD_OUT_DISABLE, PAD_OUT_HIGH);

  Pinmux_Config(UART_TX_PIN, UART5_TX);
  Pinmux_Config(UART_RX_PIN, UART5_RX);
}

执行 I2S_StructInit() 和 I2S_Init()，初始化 I2S 外设。I2S0 的初始化参数配置如下：

I2S 初始化参数
I2S Hardware Parameters	Setting in the `I2S_InitStruct`	I2S master RX
Sample Rate (Mi)	`I2S_InitTypeDef::I2S_RxBClockMi`	0x271
Sample Rate (Ni)	`I2S_InitTypeDef::I2S_RxBClockNi`	0x10
Device Mode	`I2S_InitTypeDef::I2S_DeviceMode`	`I2S_DeviceMode_Master`
Channel Type	`I2S_InitTypeDef::I2S_RxChannelType`	`I2S_Channel_Mono`
Data Format	`I2S_InitTypeDef::I2S_RxDataFormat`	`I2S_Mode`
Data Width	`I2S_InitTypeDef::I2S_RxDataWidth`	`I2S_Width_16Bits`

执行 UART_StructInit() 和 UART_Init()，初始化 UART 外设。UART 的初始化参数配置如下：

UART 初始化参数
UART Hardware Parameters	Setting in the `UART_InitStruct`	UART
UART Div	`UART_InitTypeDef::UART_Div`	1
UART Ovsr	`UART_InitTypeDef::UART_Ovsr`	8
UART OvsrAdj	`UART_InitTypeDef::UART_OvsrAdj`	0x492
UART Tx Dma En	`UART_InitTypeDef::UART_TxDmaEn`	`ENABLE`
UART Dma En	`UART_InitTypeDef::UART_DmaEn`	`UART_DMA_ENABLE`

执行 GDMA_StructInit() 和 GDMA_Init()，初始化 GDMA 外设。GDMA 的初始化参数配置如下：

GDMA 初始化参数
GDMA Hardware Parameters	Setting in the `GDMA_InitStruct`	GDMA Channel
Channel Num	`GDMA_InitTypeDef::GDMA_ChannelNum`	0
Transfer Direction	`GDMA_InitTypeDef::GDMA_DIR`	`GDMA_DIR_PeripheralToPeripheral`
Buffer Size	`GDMA_InitTypeDef::GDMA_BufferSize`	1000
Source Address Increment or Decrement	`GDMA_InitTypeDef::GDMA_SourceInc`	`DMA_SourceInc_Fix`
Destination Address Increment or Decrement	`GDMA_InitTypeDef::GDMA_DestinationInc`	`DMA_DestinationInc_Fix`
Source Data Size	`GDMA_InitTypeDef::GDMA_SourceDataSize`	`GDMA_DataSize_Word`
Destination Data Size	`GDMA_InitTypeDef::GDMA_DestinationDataSize`	`GDMA_DataSize_Byte`
Source Burst Transaction Length	`GDMA_InitTypeDef::GDMA_SourceMsize`	`GDMA_Msize_4`
Destination Burst Transaction Length	`GDMA_InitTypeDef::GDMA_DestinationMsize`	`GDMA_Msize_16`
Source Address	`GDMA_InitTypeDef::GDMA_SourceAddr`	`&(I2S1->I2S_RX_FIFO_RD_ADDR)`
Destination Address	`GDMA_InitTypeDef::GDMA_DestinationAddr`	`&(UART5->UART_RBR_THR)`
Source Handshake	`GDMA_InitTypeDef::GDMA_SourceHandshake`	`GDMA_Handshake_I2S1_TDM0_RX`
Destination Handshake	`GDMA_InitTypeDef::GDMA_DestHandshake`	`GDMA_Handshake_UART5_TX`

配置 GDMA 总传输完成中断 GDMA_INT_Transfer 和 NVIC，NVIC 相关配置可参考中断配置。
对 CODEC 外设的初始化。
1. 调用 CODEC_AnalogCircuitInit() 初始化模拟电路。
2. 调用 RCC_PeriphClockCmd() ，开启 CODEC 时钟。
3. 执行 CODEC_StructInit() 和 CODEC_Init()，初始化 CODEC 外设。CODEC 的初始化参数配置如下：

CODEC 初始化参数
CODEC Hardware Parameters	Setting in the `CODEC_InitStruct`	CODEC
Mic Type	`CODEC_InitTypeDef::CODEC_Ch0MicType`	`CODEC_CH_AMIC`
MICBST Mode	`CODEC_InitTypeDef::CODEC_MicBstMode`	`MICBST_Mode_Differential`
SampleRate	`CODEC_InitTypeDef::CODEC_SampleRate0`	`SAMPLE_RATE_16KHz`
I2S Data Format	`CODEC_InitTypeDef::CODEC_I2SFormat`	`CODEC_I2S_DataFormat_I2S`
I2S Channel Len	`CODEC_InitTypeDef::CODEC_I2SChannelLen`	`I2S_CHANNELLEN_32`
I2S Data Width	`CODEC_InitTypeDef::CODEC_I2SRxDataWidth`	`CODEC_I2S_Rx_DataWidth_16Bits`
I2S Channel Sequence	`CODEC_InitTypeDef::CODEC_I2SChSequence`	`CODEC_I2S_CH_L_R`

调用 I2S_Cmd()，使能 I2S 接收模式。调用 GDMA_Cmd()，使能 GDMA 传输。

功能实现

AMIC 收集到语音数据后，经过 CODEC 模块的 AD 转换，将语音数据放入 I2S RX FIFO 中。I2S RX FIFO 内的数据再通过 GDMA 传输到 UART TX FIFO 中，在串口助手内，将 UART 发送的数据保存到文件内，通过音频解析软件解析文件数据。数据在各个模块的传输顺序如下图所示。

当 GDMA 传输数据量达到设定的 BlockSize 时，会触发 GDMA_INT_Transfer 中断。由于音频数据在通过 CODEC 进行 AD 转换后，其数据量较大，单次 GDMA 传输无法满足需求。在中断处理函数内重新设置源端地址、目的端地址和 BlockSize，并重新使能 GDMA 传输，以确保能够连续传输大量数据。
```
GDMA_SetSourceAddress(GDMA_Channel_AMIC, (uint32_t)(&(I2S0->I2S_RX_FIFO_RD_ADDR)));
GDMA_SetDestinationAddress(GDMA_Channel_AMIC, (uint32_t)(&(UART5->UART_RBR_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);
```