用AD转换声音信号，DA还原声音，一直实现不了，论坛里有人做过吗？

伊轩海

最近一直在弄用AD转换声音信号，然后用DA还原播放声音，可是一直都实现不了，希望有人指导一下，谢谢！以下是主要的代码（我是采用DMA方式传输的）
AD主要代码（在AD的实验上加了DMA配置和定时器2中断实现AD开始转换）：
#define ADC1_DR_Address    0x4001244C
u16 ADC_Value;
//DMA配置

//定时器2配置

DAC1主要代码（利用DMA传输、定时器6定时触发DAC）
#define DAC_DHR12R1_Address      0x40007408
uint16_t DAC_Value;

主函数主要部分
extern u16 ADC_Value;
extern uint16_t DAC_Value;

DMA_Config(ADC1_DR_Address,(u32)&ADC_Value,1);
再初始化其他函数后
while(1)
{
DAC_Value = ADC_Value;
}

伊轩海

回复【24楼】xuande:
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经过几天的努力，现在用8K、16K、40K的采样率都可以实现AD采集，然后DA转换播放声音了

xuande

在别处也看到 LZ 在问。
说实话，贴这么一堆代码，没人仔细去看的。原因很多。

你必须把几件事情分开，然后一步一步保证效果，最后再合并起来。

伊轩海

回复【2楼】xuande:
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我已经用上面的代码实现过AD采集转换电压，再DA转换出来。现在就是不知道该怎么采集声音和还原播放声音

xuande

你AD采集的采样率是多少？采样定理了解吗？

伊轩海

回复【4楼】xuande:
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44.1KHz，系统时钟是72M的，而且不分频：TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1633;     //44.1KHz       
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x0;     //不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //

xuande

现在是什么情况？
1、AD端输入直流信号，或者简单的阶跃信号，DA可以正确还原吗？至少要保证这一步是成功的。
2、如果上一步成功，就找个1Khz的信号源，幅度调适当（可以调着试试），输入给AD，同时DA输出。用示波器测DA端，看有没有对应的波形。

伊轩海

回复【6楼】xuande:
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1、我给AD一个电压值，DA可以还原
2、还没试过。。我想了解一下，如果直接把一个正弦波给AD的话，正弦波是有负值的，对AD没影响吗？

xuande

1、还原一个直流信号，不能说明问题；你至少要给一个交变的信号。
2、有负值的模拟信号必须处理为正，才能送给AD；DA还原出来以后，再处理成正负信号。

伊轩海

回复【8楼】xuande:
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2、那怎么将有负值的正弦波（模拟）信号处理为正呢？

xuande

a、偏置。
b、运放，加法器。

伊轩海

 回复【10楼】 xuande :
#xuande
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谢谢！按照你说的，我用一个偏置了的正弦波输入给AD，同时DA输出。接着用示波器同时测AD端和DA端，出现以下的情况，蓝色代表AD输入，黄色代表DA输出，请你帮忙分析一下
1、正弦波输入给AD，同时DA输出

2、正弦波输入给AD，同时DA输出，调节示波器上的周期旋钮

3、没有输入正弦波给AD，直接测量DA输出

xuande

必须保证二者一模一样，至少波形要首先一样，幅度不对还好办。
说明程序有问题。

伊轩海

 回复【12楼】 xuande :
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# xuande

可以帮忙看看程序吗？麻烦你了，谢谢！

伊轩海

 回复【12楼】 xuande :
@ xuande
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今天下午又调试了很久，终于有声音出来了，不过喇叭有噪音，不管有没有说话，喇叭都会“沙沙沙”的响，怎么会这样呢？麻烦你指导一下，谢谢！！下面是播放声音的电路图

xuande

两部分，

1、AD - DA 通道，输出波形正常吗？必须正常，这是根本，否则永远别想成功。
2、功放部分。用一个全部是正电压的声音信号，送到 1uF 电容的前端，调节音量，必须能够正常播音。

缺一不可。

伊轩海

 回复【15楼】 xuande :
#xuande 
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我把声音采集电路直接接到播放电路（下面图中OUT端接DA端），对着咪头说话，可以听到比较清晰的声音，电路如下
声音采集电路

播放电路

xuande

那么，输入给AD的信号，仍然带负值？你是怎么解决的？

伊轩海

回复【17楼】xuande:
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你不是说加偏置吗？上面那个LM358电路的输出已经偏置了的模拟信号，然后输入给AD

xuande

14L，第一个问题，怎么样了？

伊轩海

 回复【19楼】 xuande :
#xuande
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1、好像波形挺完整的，黄色表示AD端，蓝色表示DA端，只不过感觉DA的波形不够平滑，采样频率是40KHz

xuande

1、波形进步多了。但是二者频率变了，应当是DA的触发时钟与AD的时钟在频率上不一致。还是要朝完全一致来努力，才能无失真地还原。

2、到这一步，功放如果正常，应当可以听到声音了。声音可能不完美，比如音量太大会失真，以及有变调。变换几种不同频率试试。

不错，快了。

铜河

看直播，学技术

伊轩海

 回复【21楼】 xuande :
#xuande 
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1、程序有问题？？？AD的转换触发是在定时器2的中断产生后开始的，频率是40KHz，DA的转换是利用定时器6溢出触发的，频率也是40KHz，应该一致了吧！？！程序如下：

AD的转换触发程序
void TIM2_Config(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

    TIM_DeInit(TIM2);                              //
        
    /* TIM2 configuration */
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 24;     //40KHz
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =71 ;    // 不分频      
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;  //  
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //向上计数
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
 
    /* Clear TIM2 update pending flag*/
    TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
 
    /* Enable TIM2 Update interrupt */
    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); 
 
    /* TIM2 disable counter */
    TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);   //定时器2在main.c函数中才使能，此处关闭
}

  *//定时器2中断优先级设置
void TIM2_NVIC_Config(void)
{
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

  /* Enable the TIM2 global Interrupt */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

//定时器2中断

void TIM2_IRQHandler(void)
{
    if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET)//判断更新中断是否发生
{
    TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_FLAG_Update); //清除更新中断标志
     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//使能ADC软件转换启动功能
}
}


DA触发程序
void DAC_TIM_Config()
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE);//使能TIM6时钟

TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure); 
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 24;     //40KHz       
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71;     //不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//
TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_TimeBaseStructure);

TIM_SelectOutputTrigger(TIM6, TIM_TRGOSource_Update);//更新触发

TIM_Cmd(TIM6, ENABLE);//使能TIM6
}

void DAC_Config()
{
DAC_InitTypeDef DAC_InitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);//

DAC_StructInit(&DAC_InitStructure);
DAC_InitStructure.DAC_Trigger = DAC_Trigger_T6_TRGO;//定时器6触发
DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_None;//
DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Disable; //
DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure);//初始化DAC channel1

DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE );//使能DAC1  channel1

DAC_DMACmd(DAC_Channel_1, ENABLE );//使能DAC1  channel1的DMA

}

2、喇叭在40KHz时有声音出来，发现也没什么断续的现象，同时喇叭伴随着“沙沙沙.....”的声响，但是，如果把频率改为8KHZ或者16KHZ，声音就失真很严重，或者没声音了

xuande

回复【23楼】伊轩海:
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1、前面问过你采样定理的事，你可以查查，即：采样速率必须大于信号最高频率的两倍，才能无失真重现原信号。
   对于音频，40K采样率，已经是最低要求了。高保真的设备，可以达到上百K。
2、你的程序。
  我做过类似定时器触发AD的设计，根本不用开溢出中断，溢出信号直接在CPU内部触发AD，开始转换。
  就是说，完全是硬件实现触发，无需软件干预。所以，开中断无用，反而误事。
  有了软件参与，这软件实现的“时钟”可能就不准确了。
  DA，也是同样，完全用内部硬件实现。

  想想，看怎么实现。做到这一点，水平是个大提高。

伊轩海

回复【24楼】xuande:
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好的！再继续调试

lovelydog

牛人太多了，太厉害了，我这个新手表示膜拜。

xuande

回复【26楼】伊轩海:
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8K也可以。。。看来人声的频谱比较窄。

恭喜！

伊轩海

回复【28楼】xuande:
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那么问题来了，我用一块miniSTM32V3.0的AD采集声音，接着通过串口传到另一块miniSTM32V3.0，然后用DA转换的时候，又不行了，喇叭又发出“哒哒哒......”的声音了，波特率用的是115200.。。麻烦指点指点，谢谢！

xuande

回复【29楼】伊轩海:
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115200 bps，按每字节10位来算，就是11520 Bps，每秒11.5K字节。
11.5K < 16K，所以，只能按 8K 的采样速率。——如果以前 8K 采样率能够正常播放，换用串口，应当也没问题。

伊轩海

回复【30楼】xuande:
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嗯嗯，明天试试。。
1、那我用AD采集到的12位数据值是分开高4位、低8位分别发送好呢？还是一次性发送12位的数据给串口好？
2、好像串口的数据位是8位，如果12位的数据分开高4位、低8位发送，那还原的声音会不会出现断续的呢？

xuande

回复【31楼】伊轩海:
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原来是12位。。。我一直在按8位算。
前面说的采样率，是指点数，与每个点的位数无关！这个概念要搞清。

首先就是怎么传输12位的问题。只有先确定这个方式，才能核算指标。
a、串口一次只能发8位，所以至少要分两次。（不论给串口送多少位，串口只会把低8位作为有效数据，其他数据自动抛弃了！送4位是这样，24位也是这样。）
b、两次方式之一，是8+4，各占一帧。这显然是效率低的方法。那么要达到8K采样率，必须是 160K 波特率。
c、方式之二，是 8+4+4，前一个点的剩余4位与后一个点的4位拼起来，可以提高效率。
    即便如此，仍然需要120K波特率！而且，拼接、分拆都需要软件来做，实时性够不够？硬件有CPLD就好了。

综合考虑，把有效位数降低吧！一个点按8位进行AD、DA，这是最现实的方法。
音质当然比12位差一些，但做为一个实验项目，应当可以接受。否则，要重新设计硬件。

伊轩海

 回复【32楼】 xuande :
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#xuande 

ADC采集的数据不是只能是12位吗？怎么改成8位？

xuande

回复【33楼】伊轩海:
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貌似可以设置为8位。
如果只能是12位，那么只取高8位就可以。想想道理。

伊轩海

回复【32楼】xuande:
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刚才把DA有效位降低到8位，喇叭有很大很大的噪音呢，看来8位不行，只能是12位了。。而且也不知道怎么把AD的有效位降低到8位

伊轩海

回复【34楼】xuande:
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AD还是设置不了8位。。
我试过设置为12位左对齐，接着取它的高8位（ADC_Value/256），后来通过DA转换，发现没有声音出来。。

xuande

8位不行 —— 这结论有点早。

现在又回到最初的方法，
在 AD 和 DA 只取高 8 位的前提下，
给 AD 输入标准正弦信号，串口输出到 DA，
对比两端的波形，频率、波形必须一致！否则就是软硬件有问题。
做好这一步，再说后面。

xuande

看了下手册，AD的位数，F1只能用12位，F2 和 F4 可以随意设置为6、8、10、12位。

伊轩海

回复【37楼】xuande:
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我设置AD为12位右对齐，然后取高8位（右移了4位：ADC_Value>>4），再设置DA为8位右对齐，结果有声音出来了，不过声音没12位的那么好，这样是不是表示8位的可以了？？？

xuande

8位声音，肯定没有12位好。

这情况，应该正常了。

刚才，可能 DA 端没有右移？

伊轩海

回复【40楼】xuande:
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而且我发现，如果只取12位AD的低8位，是不行的，喇叭发出很大的噪音。。貌似只可以取其高8位，想不懂，请解释解释，谢谢啦！

xuande

取低8位，当然不行。

假设，用尺子量长度，1.0米；
再量精确点，是1.01米；
再精确，1.012米。。。
越精确，新增加的位数是在后面，还是前面？
倒过来，往“不精确”量，是该取后面的数，还是取前面？

伊轩海

回复【40楼】xuande:
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嘿嘿，有没有一款简单易学的语音编、解码芯片，想通过编码实现语音的无线传输，然后在接收端解码实现语音播放，我的无线模块用的是nRF24L01，可以介绍一下吗？谢谢了

伊轩海

回复【42楼】xuande:
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哈哈，很直观的解释，懂了，又学习到了，谢谢谢谢！

xuande

通过这次实验，要学会核算指标。

比照串口，无线模块的速率够不够，这是首先要考虑的。具体不了解模块，没法说了。

伊轩海

回复【45楼】xuande:
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嗯嗯，谢谢你的忠告，看来我真的没怎么了解无线模块，还是继续尝试用串口调试一下！谢谢！

伊轩海

 回复【32楼】 xuande :
# xuande
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用串口调试的时候，我还是想传输12位的AD值（希望声音清晰一些），而且试了一下，发现另一块MINIV3.0串口接收到的数据，再经DA转换，喇叭播放的声音带有很大噪音，而且也失真，可以帮我看看程序有什么问题吗？谢谢！！采样率8K，波特率19200和115200都试过
串口1在主函数里一直发送

[mw_shl_code=c,true] while(1) { if(ADC_TimeOutFlag==1)//定时器定时采样率标志位 { txbuff[0]=ADC_Value/256;//高4位 txbuff[1]=ADC_Value%256;//低8位 USART_SendData(USART1,txbuff[i++]); if(i==2) i=0; while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET); ADC_TimeOutFlag=0; } }[/mw_shl_code]

串口3中断接收；主函数进行DA转换

[mw_shl_code=c,true]void USART3_IRQHandler(void) { if(USART_GetITStatus(USART3,USART_IT_RXNE)==SET) { while(USART_GetFlagStatus(USART3,USART_FLAG_RXNE)==SET) { rxbuff[i++] = USART_ReceiveData(USART3); if(i==2) i=0; } USART_ClearITPendingBit(USART3,USART_IT_RXNE); } }[/mw_shl_code]

[mw_shl_code=c,true] while(1) { if(DAC_TimeOutFlag==1) { DAC_Value = rxbuff[0]*256+rxbuff[1]; DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, DAC_Value); DAC_TimeOutFlag=0; } }[/mw_shl_code]

xuande

看程序是费脑袋的事，下班回来，钻不进去。。。

还是前面说的，输入特定波形，示波器，两端波形必须同频、同形！不对，再查程序。
感觉是数据量太大，串口忙不过来，导致实时性错了。

automatic

回复【47楼】伊轩海:
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楼主你好，我最近也在做这个项目，我用了ADC、DMA和DAC，程序运行之后，没有错误，但下载后没有任何结果，看到你做出来了，可以把你的程序提供给我参考一下吗？

太太平平

同求资料，顺便问问，你通信也是用蓝牙么