以YL-KL26Z开发板制作会讲故事的书——2

jinglixixi · 发表于 2015-11-22 22:43:24

若此时不能听到声音，你也不必着急，试着转动红色的电位器旋钮，直至触摸板下的3个指示灯全部亮起，则说明音量是最大了，此时就应听到播放的声音。若还不能发出声音，就属异常情况了。

语音播放的工作原理

实现语音播放功能主要经过的环节有：指定播放文件->读取SD卡->数据缓冲区缓存数据->PIT周期性输出数据->DCA输出模拟信号->运放功率放大->扬声器还原语音输出

在这个过程中，使用的SD卡为mini型高容量SD卡，其容量介于2GB到32GB之间，采用FAT32文件系统格式，在使用中我需要的是4GB的SD卡。

那么SD卡有何特点呢？

SD卡是一种基于Flash存储器的新型存储设备，被广泛应用于便携式装置上，具有读取速度快和存储容量大的特点。一般是采9针的接口与专用驱动器相连，不需要额外的电源来保持信息，由于是一种固体介质，所以不必担心运动性损坏。

SD卡定义了两种通讯协议来传递信息，一种是SD接口，另一种则是SPI接口。对于YL-KL26Z开发板，其所用的是SPI接口。对于K60 所采用的则是SD接口。

在使用SD卡时，需用到SD初始化函数SD_Init()及SD卡读取函数。在SD卡的读取操作中是以扇区为单位的，一个扇区包含512个字节。

由于语音信息是以音频文件方式存储的，因而还需要文件管理函数的配合，所用的函数有TAT初始化函数FAT_Init()、根目录搜索函数FAT_DisDir()、读取扇区函数FAT_LoadPartCluster()和读取下一个扇区函数AT_NextCluster()。

在数据输出由于方面，由于音频文件的格式为16KHz 采样率的8bit数据，所以在输出时是借助PIT周期中断定时器来等间隔的频率来读取缓冲区中的数据进行输出，其频率会与16KHz 的采样率相匹配。

在数模转换方面是采用微控器内部的DAC转换器，其转换精度为12bit，较音频的8bit数据要高。

为了便于动态地调节音量，是采用微控器内部的模数转换器来完成的，其转换精度为16bit。在数据位数统一方面是由下面2条语句来实现：

Volume=Volume_Num*adcGetUint()>>16;

dacTrigger(Buffer[FIFO_out]/(Volume_Num-Volume));

在音量指示方面是以3个LED等来反应，它是将A/D转换器的采用值分为3个等级来处理的，其判别值依次为AD_Sample_Num/3、2*AD_Sample_Num/3和AD_Sample_Num。

程序改进与完善

如果你要播放自己的声音文件，可以通过电脑中附件的录音机来录制，当然对语音文件的格式是有要求的，即以16KHz 采样率8bit 格式的音频文件。此外，如果你有其它格式的声音文件，也可通过相应的软件转换为该格式的文件来使用。

此时，你是否觉得一切技术方面的问题都已解决了呢？回答是否定的，因为故事通常是由多个故事段组成的，要想播放多段语音就必须对程序进行改造。改造的对象选取main.c文件即可，方法是在适当的位置添加一个循环，使播放文件的过程反复进行直到退出为止，期间通过变换相应的文件名即可达到变换播放内容的需要。

但通过实践你会发现这一想法很难实现，似乎程序从未离开第一段程序的播放，根本就无法脱离出来，问题出在哪里呢？

仔细研读程序，可以发现有这样一条语句，即while(size<FileInfo.Size)。

其含义是当size变量的值不小于文件长度FileInfo.Size时，则退出数据的读取过程。然而遍寻整个主函数也没发现一条更改size变量的语句，程序又怎能退出数据读取过程那，程序是一段永无休止的死循环呀！

那如何来修改size变量呢？通过程序分析可以发现，size是与扇区及簇分不开的。因为在SD卡的读取过程中其基本单位不是字节而是扇区，所以无法直接以字节数来作为判别条件，因采用语句：size=size+SectorsPerClust*512;

在程序运行中，为了能够控制语音播放的节奏，可用K3 键来限制下一段语音的播放时机。其方法是在退出数据读取后，添加一条等待语句，其内容为：while((FGPIOD_PDIR & 1<<6) == 1<<6);

随着节奏控制的实现，此时会有一个新的问题出现，就是伴随语音内容的结束，机制而起的是无规则的噪音声。这又是什么原因导致的？原来随着正常语音数据输出的结束，DAC的输出过程并未停止，所以就出现了无规则的噪音声。解决的方法是设置输出字节计数器size2和文件长度存储变量size1，当输出字节等于文件长度时就关断DAC的输出，其语句为：

if(size2 < size1) dacTrigger(Buffer[FIFO_out]/(Volume_Num-Volume));

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