如何使用PWM实现语音播放？

1238 嵌入式语音识别

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2022-2-14 06:59:49　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 20 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 18 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 17 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 16 个回答。邀请回答科源机电该类别下有 15 个回答。邀请回答 liutiefu 该类别下有 15 个回答。邀请回答 kghfh 该类别下有 14 个回答。邀请回答 dgfdf 该类别下有 13 个回答。邀请回答 723662364d 该类别下有 13 个回答。邀请回答一巷清苑该类别下有 13 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 13 个回答。邀请回答 h1654155275.6473 该类别下有 12 个回答。邀请回答 hjhdf 该类别下有 12 个回答。邀请回答 efwedfd 该类别下有 12 个回答。邀请回答小华同学该类别下有 12 个回答。邀请回答 jsqueh 该类别下有 12 个回答。邀请回答红旧衫该类别下有 12 个回答。邀请回答早知该类别下有 12 个回答。邀请回答 Ehunt 该类别下有 12 个回答。邀请回答张峰9998 该类别下有 12 个回答。邀请回答举报苹果派派相关推荐 • 语音快速播放 2930 • FPGA开发板制作一个语音播放器 4622 • 请教，如何最节省成本制作语音播放器 5173 • 使用pwm播放语音有log打印直接听不清怎么办 1145 • 能不能把单片机上的蜂鸣器换成语音播放模块 4162 • 请教，如何最节省成本制作语音播放器 4409 • 如何用EP7211实现传呼信息实时语音合成和播放？ 934 • stm32录制一段语音到sdram，如何实现变调不变速播放？ 326 • WT588D语音ic模块噪音很大 2931 • SIM800C模块怎么实现语音播报把信息内容播放出来 5436 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 事实上大部分MCU都可以实现语音播放下面是一段音频数据的波形局部放大图：以一定的速度采样（ADC）这些波形进行存储，就是音频数据了，所以播放就是按原来采样的速率再用DAC输出对应的数据即可。这里的音频有两个主要的参数，采样速率和采样位数。采样速率：指1s中采样多少个数据点，比如1s种采集16000个点，那么采样率就是16KHz。采样速率越高，越能抓到频率较高的声音，比如CD的采样率就是44.1KHz，确保人耳能听到的声音都会被抓到。采样位数：指音频幅度最大值与最小值分为了多少阶，比如满幅度是3.3V，如果是8Bit位数，那么每一阶就是3.3V/256 = 12.89mv，采样位数越高，声音细节越好。所以采样速率和位数越高，声音还原越逼真，但存储的数据量也越大，一首三四分钟的歌曲，如果不采用编码按原始波形数据存储，数据量有好几十兆大小，这涉及到音频编码的问题，这里不展开讲了，有兴趣的同学可以找相关资料。接下来看怎么播放，最简单的当然是把采样（ADC）的数据按原样输出（DAC）了。但我们有些芯片本身不带有DAC，所以只能用PWM代替DAC，PWM即脉冲宽度调制。这里只需要把DAC的幅度值转换成PWM的占空比即可，例如16KHz 8Bit的声音转换成16Khz 256阶占空比的PWM。但有一个问题，如果用16KHz的PWM播放语音，声音是可以播放，但有一个16Khz的谐波存在，这个声音会被人耳听到，所以需要更高频率的PWM，数据还是按照16Khz更新。我这里使用32KHz的PWM，用16KHz 8Bit PCM格式的音频数据，8Bit的数据对应一个Byte，16KHz采样，1秒种占用存储空间就是16K Byte，F429有2M Byte的Flash存储空间，理论上可以存储2048K/16K = 128秒的音频。下面是用NucleoF429实现音频播放的具体过程：一、配置PWM 1、用STM32CubeMx建立工程，配置两个定时器TIM1和TIM2，TIM用于PWM产生，TIM2用于16KHz数据更新。 TIM1选择PWM互补输出（单通道也可以），将PE8和PE9复用为PWMN和PWMP。 TIM1在APB2总线上，TIM2在APB1总线上所以TIM1和TIM2的时钟频率分别为180M和90M，系统时钟用HSE输入的8MHz。将TIM1设置为32KHz，即31.25us。8Bit占空比，一个LSB为31.25us / 256 = 0.1220703125us = 8.192MHz，TIM1 180M / 8.192M = 21.97265625，这里取整数22。所以实际的PWM频率为1/（180 / 22） 256 = 31.289us = 31.96KHz TIM2 为90MHz，45分频后为2MHz即0.5us，周期125即62.5us = 16KHz。 NVIC开启TIM2中断。生成工程名和目录后生成Keil工程。二、播放语音* 1、先编译后，编写TIM中断服务程序。完成后，开启TIM2中断和PWM，（PWM是互补输出，需要单独开启各个通道）用逻辑分析仪测量输出波形。如图所示，TIM1 PWM为31.96KHz，TIM2为62.5us即16KHz，结果正确。接下来处理音频：这里使用的音频是PCM格式，是未进行压缩编码的原始数据，可以直接给PWM输出。音频处理的软件有许多，只要能把格式转为PCM即可，下面是我用Cool Edit这款软件做的音频格式转换。选择菜单文件-->批量转换选择新的采样率和采样位数。选择PCM格式。设置输出目录后运行批处理完成转换。完成后的音频文件用WinHeX这个软件打开。图中红框中的44个Byte为PCM格式的文件头信息，后面的的数据为音频数据，数据全选后利用WinHex的可选格式复制将数据以C数组的形式导出，在工程目录下新建.h文件，将复制的文件粘帖到.H文件并在工程中Include进来，定义起始和结束地址，数组的大小即为文件结束地址，数组用const修饰，可以将数据存储到Flash中。在TIM2中，以16KHz的速度更新PWM数据即可实现音频播放。编译工程，下载到NucleoF429板子上，在PE8或PE9上接一个喇叭即可听到声音。以上用的音频采样是16K 8Bit，要想提高音质，提高采样和Bit数即可，音量可以用外接三极管或功放放大，音频数据也可以用ADC采集后存储到SPI Flash后播放，实现录音回放。为了方便阅读，附件中包含了此文的PDF文档，Source Code也在附件中，可以直接下载到Nucleo运行。

2022-2-14 13:55:49 评论举报唐般远