2021/12/29 stm32利用flash读取音频数据读取与ADC播放

一、实验要求

  1. Flash地址空间的数据读取。stm32f103c8t6只有20KB 内存(RAM)供程序代码和数组变量存放,因此,针对内部Flash的总计64KB存储空间(地址从0x08000000开始),运行一次写入8KB数据,总计复位运行代码4次,将32KB数据写入Flash。并验证写入数据的正确性和读写速率。
    基于片内Flash的提示音播放程序。

  2. 实验数据准备:用Adobe audition或goldwave等音频编辑软件录制“您好欢迎光临!”的几秒钟的声音(8khz采样、8bit量化编码的单声道wav格式),确保音频数据尽量小(最大不超64KB)。然后编程将其分批次写入stm32f103c8t6芯片内部flash区域。

  3. 数字音频还原播放任务:编程读取此段音频,分别通过 (a)stm32f103c8t6自带的DAC通道,转换为模拟音频进行播放,并用示波器观察波形,用耳机/喇叭收听,评判音乐还原效果;

二、Flash地址空间的读取

1. Flash原理

不同型号的 STM32,其 FLASH 容量也有所不同,最小的只有 16K 字节,最大的则达到了 1024K 字节。市面上 STM32F1 开发板使用的芯片是 STM32F103系列,其 FLASH 容量一般为 512K 字节,属于大容量芯片。

Flash的编程原理都是只能将1写为0,而不能将0写为1,所以在进行Flash编程前,必须将对应的块擦除,即将该块的每一位都变为1,块内所有字节变为0xFF。

STM32F1 的闪存(Flash)模块:主存储器、信息块、闪存存储器接口寄存器

①主存储器。该部分用来存放代码和数据常数(如 const 类型的数据)。对于大容量产品,其被划分为 256 页,每页 2K 字节。注意,小容量和中容量产品则每页只有 1K 字节。

②信息块。该部分分为 2 个小部分,其中启动程序代码,是用来存储 ST 自带的启动程序,用于串口下载代码,当 BOOT0 接 V3.3, BOOT1 接 GND 的时候,运行的就是这部分代码。用户选择字节,则一般用于配置写保护、读保护等功能。

③闪存存储器接口寄存器。该部分用于控制闪存读写等,是整个闪存模块的控制机构。对主存储器和信息块的写入由内嵌的闪存编程/擦除控制器(FPEC)管理;编程与擦除的高电压由内部产生。

在执行闪存写操作时,任何对闪存的读操作都会锁住总线,在写操作完成后读操作才能正确地进行;既在进行写或擦除操作时,不能进行代码或数据的读取操作。

2. 实验前准备

硬件:STM32F103C8T6、STlink
软件:Keil、STM32CubeMX

3.cubeMX主要工程的建立

相信在做这种实验的小伙伴肯定对cubeMX非常熟悉了,所以在这儿只给出主要的步骤;如果不熟悉可以参考https://blog.csdn.net/qq_57357292/article/details/120894761?spm=1001.2014.3001.5501

  1. 配置SYS
    在这里插入图片描述
  2. 引脚配置
    在这里插入图片描述
  3. 对GPIO相关的设置
    在这里插入图片描述
  4. 中断设置
    在这里插入图片描述
  5. 时钟配置
    在这里插入图片描述
  6. 设置堆栈大小
    在这里插入图片描述
    最后生成工程代码即可

4.相关代码添加

附上工程源码
链接:https://pan.baidu.com/s/1yc0lJVWkrU83vLvaLhZ0zQ
提取码:9467
将flash.c工程文件夹加入到刚刚建立的keil工程中
在这里插入图片描述
在main.c文件中添加代码

#include "flash.h"

在这里插入图片描述

uint8_t FlashWBuff [255];
uint8_t FlashRBuff [255];

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

修改完后编译,进行调试

5.ST-Link的使用

硬件连接

stm32 ST-Link
SWCLK/TCK SWCLK/TCK
SWDIO/TMS SWDIO/TMS
GND GND
VCC VCC

请添加图片描述

在电脑上下载好ST-Link驱动
提取码:9467
在这里插入图片描述
可以说明ST-Link 驱动已经安装完成。接下来只需要在 mdk 工程里面配置一下 ST-Link即可。
回到keil中进行相关配置
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
表明连接成功了
编译后直接点击下载
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
烧录成功
在这里插入图片描述

6.仿真调试

进入debug,如果是仿真调试的话,实际操作发现数组没有产生变化。
于是又用STlink又试了一下,以下主要是STlink调试的过程。

View->memory windows->memory 1打开内存观察窗口,并在地址栏中输入:0x800c000,观察将要修改的flash区间区容:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
View->Watch windows->Watch 1打开一个变量观察窗口,将变量FlashWBuff 和 FlashRBuff加入到 Watch 1 观察窗口:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
F5全速运行
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
可以看一下起始位置的数据0x08000000
在这里插入图片描述

三、基于片内flash的提示音播放程序

1. 使用DAC输出周期2khz的正弦波

建议先用单音音频(比如2000Hz的正弦波)的wav数据进行实验,通过DAC或PCM音频模块能够基本还原出原始正弦波声音后,再用语言/音乐信号进行实验。
生成单音正弦波
文件—>新建—>音频文件
在这里插入图片描述
效果->生成->音调

在这里插入图片描述
设置相关的数据
在这里插入图片描述
文件->导出->设置导出为wav文件
在这里插入图片描述
用UltraEdit得到相关数据
用UltraEdit打开刚才保存的wav文件
在这里插入图片描述
CTRL+A,接着鼠标右键,选择 十六进制复制选定视图,将内容粘贴到一个新建文件中
在新建文件中,CTRL+A,接着鼠标右键,选择范围输入起始的行号和列号,确定就选中了整个我们需要的内容
复制到notepad++中
Edit编辑->列块编辑->输入0x
在这里插入图片描述
这里借用DAC生成正弦波的例程代码

链接:https://pan.baidu.com/s/18zsQG5mZXbjafPuAJEUkMg
提取码:706i

将内容复制到keil文件对应的位置,在下图红框中进行替换。

在这里插入图片描述
编译下载观察现象

2.使用DAC输出数字音频歌曲数据转换为模拟音频波形输出

操作同上,采样率修改一下。
在这里插入图片描述
编辑好后编辑好代码,借助耳机或者音频模块看是否与原来一样

四、总结

实验很难,再加上期末考试有点多,本实验就更难了

五、资料参考

https://blog.csdn.net/qq_46467126/article/details/122098829?spm=1001.2014.3001.5501
https://blog.csdn.net/zhanglifu3601881/article/details/96632971
https://blog.csdn.net/nsnsnbabsb/article/details/111870898

版权声明:本文为CSDN博主「浩923」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://blog.csdn.net/qq_57357292/article/details/122213052

一、实验要求

  1. Flash地址空间的数据读取。stm32f103c8t6只有20KB 内存(RAM)供程序代码和数组变量存放,因此,针对内部Flash的总计64KB存储空间(地址从0x08000000开始),运行一次写入8KB数据,总计复位运行代码4次,将32KB数据写入Flash。并验证写入数据的正确性和读写速率。
    基于片内Flash的提示音播放程序。

  2. 实验数据准备:用Adobe audition或goldwave等音频编辑软件录制“您好欢迎光临!”的几秒钟的声音(8khz采样、8bit量化编码的单声道wav格式),确保音频数据尽量小(最大不超64KB)。然后编程将其分批次写入stm32f103c8t6芯片内部flash区域。

  3. 数字音频还原播放任务:编程读取此段音频,分别通过 (a)stm32f103c8t6自带的DAC通道,转换为模拟音频进行播放,并用示波器观察波形,用耳机/喇叭收听,评判音乐还原效果;

二、Flash地址空间的读取

1. Flash原理

不同型号的 STM32,其 FLASH 容量也有所不同,最小的只有 16K 字节,最大的则达到了 1024K 字节。市面上 STM32F1 开发板使用的芯片是 STM32F103系列,其 FLASH 容量一般为 512K 字节,属于大容量芯片。

Flash的编程原理都是只能将1写为0,而不能将0写为1,所以在进行Flash编程前,必须将对应的块擦除,即将该块的每一位都变为1,块内所有字节变为0xFF。

STM32F1 的闪存(Flash)模块:主存储器、信息块、闪存存储器接口寄存器

①主存储器。该部分用来存放代码和数据常数(如 const 类型的数据)。对于大容量产品,其被划分为 256 页,每页 2K 字节。注意,小容量和中容量产品则每页只有 1K 字节。

②信息块。该部分分为 2 个小部分,其中启动程序代码,是用来存储 ST 自带的启动程序,用于串口下载代码,当 BOOT0 接 V3.3, BOOT1 接 GND 的时候,运行的就是这部分代码。用户选择字节,则一般用于配置写保护、读保护等功能。

③闪存存储器接口寄存器。该部分用于控制闪存读写等,是整个闪存模块的控制机构。对主存储器和信息块的写入由内嵌的闪存编程/擦除控制器(FPEC)管理;编程与擦除的高电压由内部产生。

在执行闪存写操作时,任何对闪存的读操作都会锁住总线,在写操作完成后读操作才能正确地进行;既在进行写或擦除操作时,不能进行代码或数据的读取操作。

2. 实验前准备

硬件:STM32F103C8T6、STlink
软件:Keil、STM32CubeMX

3.cubeMX主要工程的建立

相信在做这种实验的小伙伴肯定对cubeMX非常熟悉了,所以在这儿只给出主要的步骤;如果不熟悉可以参考https://blog.csdn.net/qq_57357292/article/details/120894761?spm=1001.2014.3001.5501

  1. 配置SYS
    在这里插入图片描述
  2. 引脚配置
    在这里插入图片描述
  3. 对GPIO相关的设置
    在这里插入图片描述
  4. 中断设置
    在这里插入图片描述
  5. 时钟配置
    在这里插入图片描述
  6. 设置堆栈大小
    在这里插入图片描述
    最后生成工程代码即可

4.相关代码添加

附上工程源码
链接:https://pan.baidu.com/s/1yc0lJVWkrU83vLvaLhZ0zQ
提取码:9467
将flash.c工程文件夹加入到刚刚建立的keil工程中
在这里插入图片描述
在main.c文件中添加代码

#include "flash.h"

在这里插入图片描述

uint8_t FlashWBuff [255];
uint8_t FlashRBuff [255];

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

修改完后编译,进行调试

5.ST-Link的使用

硬件连接

stm32 ST-Link
SWCLK/TCK SWCLK/TCK
SWDIO/TMS SWDIO/TMS
GND GND
VCC VCC

请添加图片描述

在电脑上下载好ST-Link驱动
提取码:9467
在这里插入图片描述
可以说明ST-Link 驱动已经安装完成。接下来只需要在 mdk 工程里面配置一下 ST-Link即可。
回到keil中进行相关配置
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
表明连接成功了
编译后直接点击下载
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
烧录成功
在这里插入图片描述

6.仿真调试

进入debug,如果是仿真调试的话,实际操作发现数组没有产生变化。
于是又用STlink又试了一下,以下主要是STlink调试的过程。

View->memory windows->memory 1打开内存观察窗口,并在地址栏中输入:0x800c000,观察将要修改的flash区间区容:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
View->Watch windows->Watch 1打开一个变量观察窗口,将变量FlashWBuff 和 FlashRBuff加入到 Watch 1 观察窗口:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
F5全速运行
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
可以看一下起始位置的数据0x08000000
在这里插入图片描述

三、基于片内flash的提示音播放程序

1. 使用DAC输出周期2khz的正弦波

建议先用单音音频(比如2000Hz的正弦波)的wav数据进行实验,通过DAC或PCM音频模块能够基本还原出原始正弦波声音后,再用语言/音乐信号进行实验。
生成单音正弦波
文件—>新建—>音频文件
在这里插入图片描述
效果->生成->音调

在这里插入图片描述
设置相关的数据
在这里插入图片描述
文件->导出->设置导出为wav文件
在这里插入图片描述
用UltraEdit得到相关数据
用UltraEdit打开刚才保存的wav文件
在这里插入图片描述
CTRL+A,接着鼠标右键,选择 十六进制复制选定视图,将内容粘贴到一个新建文件中
在新建文件中,CTRL+A,接着鼠标右键,选择范围输入起始的行号和列号,确定就选中了整个我们需要的内容
复制到notepad++中
Edit编辑->列块编辑->输入0x
在这里插入图片描述
这里借用DAC生成正弦波的例程代码

链接:https://pan.baidu.com/s/18zsQG5mZXbjafPuAJEUkMg
提取码:706i

将内容复制到keil文件对应的位置,在下图红框中进行替换。

在这里插入图片描述
编译下载观察现象

2.使用DAC输出数字音频歌曲数据转换为模拟音频波形输出

操作同上,采样率修改一下。
在这里插入图片描述
编辑好后编辑好代码,借助耳机或者音频模块看是否与原来一样

四、总结

实验很难,再加上期末考试有点多,本实验就更难了

五、资料参考

https://blog.csdn.net/qq_46467126/article/details/122098829?spm=1001.2014.3001.5501
https://blog.csdn.net/zhanglifu3601881/article/details/96632971
https://blog.csdn.net/nsnsnbabsb/article/details/111870898

版权声明:本文为CSDN博主「浩923」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://blog.csdn.net/qq_57357292/article/details/122213052

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浩923

我还没有学会写个人说明!

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