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24.低功耗音频应用开发

24.1音频输入和输出接口

在STM32L5系列单片机中，音频应用开发涉及到多种接口，包括I2S、SPI、I2C和DMA等。这些接口用于与外部音频编解码器（Codec）或其他音频设备进行通信。本节将详细介绍这些接口的基本原理和配置方法。

24.1.1I2S接口

I2S（Inter-ICSound）接口是一种数字音频接口，用于在音频设备之间传输数字音频数据。STM32L5系列单片机支持I2S接口，可以配置为Master或Slave模式。I2S接口通常用于连接音频编解码器，实现音频数据的输入和输出。

原理

I2S接口使用三根主要的线进行通信：

LRCK（Left/RightClock）：左右声道选择时钟，用于交替传输左右声道的数据。

BCK（BitClock）：位时钟，用于同步数据传输。

SD（SerialData）：串行数据线，用于传输音频数据。

配置方法

启用I2S时钟：

在使用I2S接口之前，需要启用相应的时钟。可以通过RCC（ResetandClockControl）寄存器来配置。

配置I2S模式：

I2S模式可以通过SPIx_CR1寄存器中的I2SMOD位来设置。STM32L5支持I2S标准模式、Philips模式和MSB模式。

配置I2S数据格式：

通过SPIx_CR2寄存器中的I2SSTD位来选择数据格式。支持的格式包括I2S、Philips和MSB。

配置I2S时钟：

通过SPIx_CR2寄存器中的MCKOE位来启用主时钟输出。主时钟输出用于驱动外部编解码器。

配置DMA：

使用DMA（DirectMemoryAccess）可以实现音频数据的高效传输。通过设置DMA通道和传输方向，可以将音频数据直接从I2S接口传输到内存或从内存传输到I2S接口。

代码示例

以下是一个简单的I2S配置示例，用于连接一个外部音频编解码器：

#includestm32l5xx_hal.h

//I2S配置结构体

I2S_HandleTypeDefhi2s2;

//DMA配置结构体

DMA_HandleTypeDefhdma_spi2_tx;

DMA_HandleTypeDefhdma_spi2_rx;

//音频编解码器配置

voidI2S_Config(void){

//I2S2时钟配置

__HAL_RCC_SPI2_CLK_ENABLE();

__HAL_RCC_I2S2_CLK_ENABLE();

__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();

__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();

//GPIO配置

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};

__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();

//配置I2S2的引脚

GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;

GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;

GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;

GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

GPIO_InitStruct.Alternate=GPIO_AF5_SPI2;

HAL_GPIO_Init(GPIOC,GPIO_InitStruct);

//I2S2配置

hi2s2.Instance=SPI2;

hi2s2.Init.Mode=I2S_MODE_MASTER_TX;//主模式发送

hi2s2.Init.Standard=I2S_STANDARD_PHILIPS;//Philips标准

hi2s2.Init.DataFormat=I2S_DATAFORMAT_16B;//16位数据格式

hi2s2.Init.MCLKOutput=I2S_MCLKOUTPUT_DISABLE;//禁用主时钟输出

hi2s2.Init.AudioFreq=44100;//44.1kHz采样率

hi2s2.Init.CPOL=I2S_CPOL_LOW;//时钟极性

hi2s2.Init.ClockSource