使用Spresense及其音頻功能來錄制音頻信號

描述

該項(xiàng)目使用 Spresense 開發(fā)板及其音頻功能來錄制音頻信號。它有一個駐極體麥克風(fēng)，連接到 Spresense 板上的麥克風(fēng)輸入之一。來自麥克風(fēng)的模擬信號將轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，然后繪制在 TFT 顯示屏上。

細(xì)節(jié)

麥克風(fēng)

Spresense 音頻驅(qū)動程序默認(rèn)配置為支持模擬麥克風(fēng)。本項(xiàng)目中使用的駐極體麥克風(fēng)需要在信號線上有一個小的偏置電壓才能產(chǎn)生信號。Spresense 板默認(rèn)配置為不在 JP10 接頭（麥克風(fēng)接頭）上的信號引腳上提供偏置電壓。要獲取有關(guān)如何將各種類型的麥克風(fēng)連接到 Spresense 板的更多詳細(xì)信息，請?jiān)L問：Spresense 麥克風(fēng)文檔。

為了在信號線上啟用偏置電壓，可以在擴(kuò)展板上安裝一個電阻器。這將需要在板上焊接，如果這樣做，保修將失效。

但不用擔(dān)心，有一個簡單的解決方法，無需在板上焊接任何東西，并且仍然提供偏置電壓。

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Spresense 擴(kuò)展板原理圖：紅色方塊標(biāo)記未安裝的偏置電阻。

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從擴(kuò)展板的原理圖中可以看出，偏置電壓也直接提供給排針 JP10 上的引腳 5、6、11 和 12。因此，無需將偏置電阻焊接到電路板上，只需將它們連接在 BIAS 引腳和 MIC_X 引腳之間即可。在此項(xiàng)目中，僅使用麥克風(fēng)通道 A，因此安裝/連接一個偏置電阻就足夠了。

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帶駐極體麥克風(fēng)和外部偏置電阻的 Spresense。

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麥克風(fēng)增益

有時需要增加或調(diào)整麥克風(fēng)增益以獲得所需的結(jié)果。目前還沒有適當(dāng)?shù)?API 調(diào)用來執(zhí)行此操作，但可以通過編輯音頻庫文件來完成。

音頻庫位于以下位置：

在 Linux 中：

~/.arduino15/packages/SPRESENSE/hardware/spresense/1.0.2/libraries/

在 Windows 中：

%userprofile%/AppData\Local\Arduino15\packages\SPRESENSE\hardware\spresense\1.0.2\libraries\Audio

打開文件Audio.cpp并搜索對 init_mic_gain 的函數(shù)調(diào)用：

init_mic_gain(input_device, 0)

嘗試增加/更改整數(shù)值，測試并檢查結(jié)果，直到您對結(jié)果滿意為止。

TFT顯示器

該項(xiàng)目中使用的顯示器具有 st7735 TFT 控制器/驅(qū)動芯片。從 Spresense 板到顯示器的數(shù)據(jù)通過 SPI 接口傳輸。

還需要幾根電線，一根用于重置顯示屏和背景 LED 燈的電源。

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Spresense 連接到 st7735 TFT 模塊。

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以上是 TFT 模塊如何連接到 Spresense 的示意圖。Spresense 能夠以比 Arduino UNO 高得多的頻率運(yùn)行 SPI。使用長線快速運(yùn)行 SPI 可能會導(dǎo)致顯示出現(xiàn)意外行為。因此，如果發(fā)生這種情況，最好嘗試降低 SPI 頻率（在 TFT 驅(qū)動程序庫中）并縮短 TFT 模塊和 Spresense 之間的連線。

ST7735使用的驅(qū)動是Arduino IDE中的標(biāo)準(zhǔn)TFT驅(qū)動，TFT for Arduino by Adafruit v1.0.6移植到Spresense。移植主要是為了改變控制 CS 和 RS（上圖中的 DC/A0）線路的方式。移植的詳細(xì)信息可以在 GitHub上的arduino-libraries帳戶上找到。

代碼

運(yùn)行該項(xiàng)目的代碼包括通過 Spresense 音頻庫獲取音頻數(shù)據(jù)流的主要草圖。一個 TFT st7735 軟件驅(qū)動程序，它還需要在 Spresense 板上安裝一個 wav 音頻編解碼器。這將在分步說明中詳細(xì)描述。

分步說明

1. 安裝Arduino IDE，啟動并安裝Spresense開發(fā)板包。

2. 如果需要，刷新 Spresense 引導(dǎo)加載程序。

3. 使用子模塊從 GitHub 獲取該項(xiàng)目的源代碼：https ://github.com/TE-KarlKomierowski/hackster_projects/ 。

$ git clone --recursive git@github.com:TE-KarlKomierowski/hackster_projects.git

4. 從項(xiàng)目“arduino-lib”文件夾安裝 TFT 驅(qū)動程序。這可以在 Arduino IDE 菜單“Sketch -> Include Library -> Add.zip Library...”中完成。指向文件夾 spresense-audio-scope/arduino-lib/ 并導(dǎo)入TFT 。

5.打開草圖spresense-audio-scope/sketch/audio-scope/audio-scope.ino

6. 單擊“上傳” ，您應(yīng)該會在屏幕上看到音頻波形。

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