【求助】PWM转DA输出WAV音频的一个小程序

2020-01-12 17:25发布

本帖最后由 wicy001 于 2012-4-28 13:45 编辑

利用STC90C516RD+实现PWM输出WAV格式的音频,这是一个非常简单的程序

说明:1.此单片机没有集成PWM,需要使用定时器实现
         2.播放wav音频的格式为8bit,8Khz 单声道,大小<60K,放在程序存储器中。
         3.晶振需要 8Khz*(2^8bit)*12T=24.576Mhz,如果烧写使用6T方式,晶振可减半。
         4.端口接耳机,耳机另一端接+5V,这样声音听着会大一些。

问题:
       输出有噪音,噪音非常尖锐,而且声音很大,比声音信号要大。请各位大侠看看,问题出在哪,应该怎么解决?

-----------
声音尖锐,频率应该很高,试着加一个RC低通,但效果不明显。

---------------为方便大家快速阅读,将帖子相关内容整理如下-------------
图1:RC电路


图2:经过RC电路仿真波形      【如何去掉图中的尖刺?】


图3:未经RC电路前端口的仿真波形  【斜坡受RC影响,正常。如果不加RC电路,输出是平的】



/*************************程序****************************/
#include <reg52.h>   //MCU为STC89/STC90
#include "sound.h"    //wav格式数据

sbit BEEP = P0^0;         //耳机一端接在P0.0脚上,一端接+5V
unsigned int counter,wavedataL;
unsigned char currentdata,nextdata,i;




void sys_start()
{

    TMOD|= 0x02;  //T0,自动重装模式
        TH0 = currentdata;
        TL0 = currentdata;


    ET0 = 1;
        EA  = 1;       

        TR0 = 1;
        BEEP=0;
}



main()
{
  unsigned int tmp;

  tmp=sound[0x29];                           //从wav文件中取,数据长度。数据长度应该是4个字节,
  tmp=tmp<<8;
  wavedataL=tmp+sound[0x28];  //由于wav存在片内flash中,文件大小有限制,数据长度用int型足够表示了。

  counter=0x2c;          //wav文件第一个数据
  
  currentdata=sound[counter];       
  nextdata=sound[counter];

  //以上数字请参考wav格式说明

  sys_start();


  while(1)
  {
   
        if(counter>wavedataL)                //反复重播
                 {
                         counter=0x2c;      
                 }

        if(BEEP) TH0=0xFF-currentdata;
        else TH0=currentdata;

   }


}

/*************************************/

void Timer0int(void) interrupt 1    //定时器0中断
{
   
       
        BEEP=~BEEP;

        if(BEEP)
        {

                counter++;
                nextdata=sound[counter];

        }
        else
        currentdata=nextdata;
}


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99条回答
wuyiduan
1楼-- · 2020-01-18 03:25
有几个问题:
1.低通滤波的参数,阻容值怎么确定
2.当PWM很高,比如44K以上了,2个相邻的音差距较大的时候,RC会不会使音频失真?
3.WAV的值是8位还是16位的,如果是8位的那么用16位的PWM就得传给高8位寄存器了
4.一个44K的WAV文件,用44K的PWM,是不是取一个WAV的值进行一次PWM转换,再取下一个进行一次转换。每个值只转换一次?
  如果用88K的PWM进行2次输出会不会音质好点?
wicy001
2楼-- · 2020-01-18 07:26
wuyiduan 发表于 2012-11-26 15:01
有几个问题:
1.低通滤波的参数,阻容值怎么确定
2.当PWM很高,比如44K以上了,2个相邻的音差距较大的时候 ...


1.低通滤波器的参数:
通常人声和乐器的频率在4kH以内(我查的最高是女高音为3.6Khz),截止频率可以设为f=4K=1/(2πRC)
R取值1-10K之间,计算出C的值。
RC网络本身就不是精准的网络,不必强求RC的值,从音效上,听不出多大的差别。
其实只要不是直流,各个频率经过RC时,幅度都会有衰减。在截止频率时,幅度衰减到原来的0.7而已。


2.这种RC肯定有失真的。RC的作用主要是DA变换,顺便过滤一部分杂音。

3.可以看WAV文件格式标准,有8位wav和16位wav。无论那种,WAV的数据都是以字节的形式存储的,16Bit是低字节在前,高字节在后。

4.PWM的频率越高过滤的效果越好,但是44K与88K的效果差别多少,没做过实验,就不知道了。
  我个人分析:如果截止频率设在4K,一般情况PWM超16K以后的效果可能就不是很明显了。再加上人耳接收频率最大20K,所以44K足够了。
liangjiatian
3楼-- · 2020-01-18 12:38
不知道是什么原理  如果能详细讲解一下 就好了  
lcmdw
4楼-- · 2020-01-18 15:59
mark
wuyiduan
5楼-- · 2020-01-18 16:34
 精彩回答 2  元偷偷看……
wicy001
6楼-- · 2020-01-18 17:28
wuyiduan 发表于 2012-11-29 08:42
PWM频率就是音频文件的采样频率,那么只靠8位的PWM的占空比等效出256种电压值就能表示出大千世界这么多种声 ...


音频信号是一段模拟信号(包含音高,节拍),对这段音频采样就可以得到数字信号。

如果以8KHz的频率,8位的精度(256种电压)采样后,按照wav的格式存储起来,就是我们平时播放的wav文件了。

我们知道采样频率越快,采样精度越高,那么文件的音质就越好。当频率和精度达到一定程度时,人耳就分辨不出来了。

44khz,16位精度已经达到CD的音质了,基本上也就可以了。

我们用PWM播放文件,就是按照采样的频率,采样的精度将数字文件还原成模拟音频。

所以在播放时,你不需要考虑节拍,音高的问题。

我们所说的高音,就是模拟音频的高音。

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