如何使用Arduino和DAC播放音频声音文件

第1步：要求

Arduino-我使用Mega，但是没有理由不能使Uno工作。

SdCard读卡器-该程序配置为：MicroSD Breakout Board受Logic Conversion V2规范

http：//www.hobbytronics.co.uk/microsd-card-regula 。..。

。

请参阅此说明以进行SdCard设置详细信息：https://www.instructables.com/id/Arduino-Mega-Audio.。.

。

DAC0832 LCN-出色的8位数模转换器-A几磅。

LM386 N-1运算放大器-像芯片一样便宜

20路芯片插座

8路芯片插座

9伏电源-电池即可。/p》

LM336 2.5 V参考电压

10uF电容器* 3（任何9V以上的电压）

10欧姆电阻器

50nF电容器-（或在接近47nF，56nf，68nf的地方工作）

220uF电容器

64欧姆扬声器

10K线性电位器

电缆链接Arduino和电路之间的8条数据线-

在Uno上8条连接成一直线，在Mega上成对。

在我使用的Mega上带10路IDC接头的10路带状电缆。 （备用2条线）

用于0V，9V和DAC输出的插座连接器

铜排板，焊锡，电线，刀具等

步骤2：规格

串行设置为115200波特。

使用Mega的Hobbytronics MicroSD Breakout Board支持到位。芯片选择和其他端口将在Mega和Uno之间改变。

Wav文件必须存在于名为adlog的目录中，请随意命名，并重新排列必要的编码。

wav文件必须为8位单声道。我已经测试了高达44KHz。

“串行”监视器在adlog文件夹中显示wav文件。文件名是从监视器输出行发送的。

文件大小仅受SdCard大小的限制。

步骤3：入门

连接SD卡读卡器。这些是Mega的连接。

0，5V

CLK到引脚52

D0到引脚50

D1到引脚51

CS到第53针

（有关Uno端口连接的信息，请参见供应商的网站）

您需要在此阶段测试卡是否正常工作-使用供应商提供的脚本。

。

我们需要做一个小电路。

我们要从Arduino发送音频字节流。

这些数字在0到255之间。它们代表电压。

沉默范围是127-128。

255是扬声器的一种锥形扬声器。

0是扬声器的一种锥形扬声器。

因此，音频被记录为已保存的数字，从而产生变化的电压

。

我们可以使用“端口”同时在Arduino的8行中发送数字。

如果我们将8条线馈入数模转换器，它会按照锡的指示进行操作，并产生与数字量成比例的模拟电压。

然后我们要做的是包装

第4步：小电路

DAC0832 LCN

这是一款出色的廉价8位数模转换器。 （DAC）

它可以通过一系列数据保持，数据采样线进行完全控制。

或者可以将其设置为在“流经操作”中自动完成所有操作。

引用该手册：

仅将CS，WR1，WR2和XFER接地，并将ILE接地即可，这两个内部寄存器都可以直接跟随所应用的数字输入（直通）影响DAC模拟输出。

好，这是与芯片组的四个连接低端，一个设置为9V的连接-很容易。

我们不希望有任何负电压，因此手册说我们应该使用“电压切换模式”，并提供图表。

我们要做的就是替换一个小型音频放大器，而不是他们建议的那种。

LM386-N音频放大器

放大器的手册提供了最小的零件图-增益为20（对我们来说是太多了，但具有音量控制）。

我们需要做的是在DAC和放大器之间添加一个电容器，以便仅放大交流信号。

我们还必须添加一个电容应靠近我们每个芯片的电源引脚，否则我们将从9V电源中获得嗡嗡声。

步骤5：取出烙铁

由于电路很简单，所以我不打算一击即发。

以下是一些提示：

准备一块至少28 x 28孔的铜带板。 （是的，我知道脑外科医师可以使它变小）

如果您打算用螺钉安装它，请在开始时允许他们使用！

将芯片安装在插槽上。仅在检查完所有内容后才插入芯片。

将输入线远离输出。

注意电容器的正确极性。

有关LM336参考电压的基本视图，请参见该图。不使用调节脚，可以将其切开。

请注意直接连接到DAC的引脚8，这对于测试非常有用。

我使用带状电缆和10方向IDC连接器连接到Audino。

在Uno上，连接成一直线-您可能会发现，将8个输入连接成一条直线可以让您使用购买的现成的8路连接器链接到Arduino，

完成后-检查焊接情况并检查铜轨之间的间隙。

。

我找到了一个36 tpi的小型钢锯条对于清除碎片非常有用。我卸下刀片的定位销并将刀片的顶端滑入轨道-显然刀片不在框架中。

步骤6：测试DAC

断开电路与Arduino之间的连接。

将电路的音量控制设置为中途。

打开9V直流电源

检查电路是否正常-我对您的电路不承担任何责任！

。

关闭电源。

将电路连接到Arduino。

在Mega上使用22-29引脚。 （PORTA）不要弄错上面的两个5V引脚！

在Uno上使用0-7引脚。这是PORTD

将您的电源的0V连接到Arduino上的0V。

加电。

打开此测试程序DAC_TEST

对于UNO，将对PORTA的所有引用替换为PORTD

用DDRD替换DDRA-该指令将所有8行设置为一次性输出。这是数据方向寄存器。

将串行监视器设置为115200。

在DAC out和OV之间连接电压表

程序将设置输出到255-所有线路上-最大电压。

输出128-最大电压的一半。

输出0-零电压（或可能接近零）。

然后它将按位步进：1、2、4、8、16、32、64、128

电压应稳定增加。

如果电压回落而数量增加您可能将两根互连线颠倒了。

。

您还应该听到扬声器随着电压的变化而悄悄地发出咔嗒声

步骤7 ：读取Wav标头

Wav文件以指定的频率和数据大小保存。

此信息包含在以下位置的44字节标头中一个wav文件的开头。

尽管某些软件扩展了标头（在字节35之后），但使数据大小的位置更难定位。

要读取标头，我们创建一个buff er并复制文件的开头。

频率从文件的24个字节开始以4个字节存储。

//读取wav文件头中指定的频率

字节头文件［60］

tempfile.seek（0）;

tempfile.read（headbuf，60）;

RETVAL = headbuf ［27］;

retval =（retval 《《8）| headbuf ［26］;

retval =（retval 《《8）| headbuf ［25］;

retval =（retval 《《8）| headbuf ［24］;

Serial.print（F（“ File Frequency”））;

Serial.print（ retval）;

。

查找数据大小信息的最佳方法是在标题中搜索单词“ data”。

然后提取紧随其后的4个字节，这些字节构成了长值

无符号长检索；

int mypos = 40 ;

用于（int i = 36; i 《60; i ++）{

如果（headbuf ［i］ = =‘d’）{

if（headbuf ［i + 1］ ==‘a’）{

如果（headbuf ［i + 2］ ==‘t’）{

if（headbuf ［i + 3］ ==‘a’）{

//终于有了

mypos = i + 4;

i = 60;

}

}

} 》

}

}

tempfile.seek（mypos）;

RETVAL = headbuf ［mypos + 3］;

RETVAL =（RETVAL 《《8） | headbuf ［mypos + 2］;

retval =（retval 《《8）| headbuf ［mypos + 1］;

retval =（retval 《《8）| headbuf ［mypos］;

。

确定数据长度和频率！

音频数据紧跟着构成数据长度值的4个字节。

步骤8：中断，中断。..。

频率信息，以在所需频率处或附近创建软件中断。

虽然不一定总是精确地设置中断，但已足够。从文件读取的频率将传递给setintrupt子例程。

void setintrupt（float freq）{

float bitval = 8;//8表示8位定时器0和2，1024表示定时器1字节

setocroa =（16000000/（freq * bitval））-0.5;

//setocroa值需要减去-1。但是，将0.5个回合加到最接近的0.5

//计时器的分辨率有限

//由位值的大小确定

cli（）;//禁用中断

//设置 timer2 中断

TCCR2A = 0;//将整个TCCR2A寄存器设置为0

TCCR2B = 0;//与TCCR2B相同

TCNT2 = 0;//将计数器值初始化为0

//设置比较匹配寄存器的频率（hz）增量

OCR2A = setocroa ;//=（16 * 10 ^ 6）/（频率* 8）-1（必须为《256）

//开启CTC模式

TCCR2A | =（1 《

TCCR2B | =（1 《

//TIMSK2 | =（1 《

sbi（TIMSK2，OCIE2A）;//在定时器2上启用中断

sei（）;//启用中断

。

关注读者的读者会发现 sbi（TIMSK2，OCIE2A）

我已设置几个用于设置和清除寄存器位的功能（获取互联网）：

//定义用于清除寄存器位的方法

#ifndef cbi

#define cbi（sfr，bit）（_SFR_BYTE（sfr）＆=〜_BV（bit））

#endif

//定义用于设置寄存器位

#ifndef sbi

#define sbi（sfr，bit）（ _SFR_BYTE（sfr）| = _BV（位））

#endif

这些函数可轻松调用以设置或清除中断

。

所以中断正在运行，我们该怎么办？

步骤9：中断和双缓冲

在22 Khz时，每0.045 ms输出一个字节的音频数据

在2.08中读取512字节（缓冲区大小） ms。

因此无法在一秒内从SDCard读取缓冲区

然而，在23.22ms内将512字节写入端口。

所以我们要做的就是设置每次缓冲区清空时读取一个新文件。需要一个新的数据块之前获取数据的时间。..假设我们使用两个缓冲区，在填充另一个缓冲区时将其清空。

这是双缓冲。

读取的文件

。

我已经设置了两个512字节的缓冲区，分别称为bufa和bufb。

标志 aready 是true，我们从porta读取，否则从portb读取

当缓冲区位置（bufcount）达到缓冲区大小（BUF_SIZE 512）时，我们设置一个名为的标志

void循环例程会寻找此标志并开始读取块：

if（readit）{

if（！ Aready）{

//启动SD卡读取到bufa

tempfile.read（bufa，BUF_SIZE）;

}否则{

//启动读取到bufb的SDCard块

tempfile.read（bufb，BUF_SIZE）;

}

readit = false;

}

完成后，例程标志readit = false。

在中断例程中，我们必须检查void循环通过检查readit == false是否结束。

在这种情况下，我们发出信号，要求再次读取并切换Aready标志以切换缓冲区。

如果SD卡仍在读取我们必须回溯一个读数（counter--; bufcount--;）并退出中断以稍后再试。 （单击音频输出信号表示已发生这种情况。）

读取所有数据后，中断被取消，端口重置为中间电压值128，音频文件关闭。

在首次运行dac2.ino脚本之前，请将音量设置为50％。这会太大声，但是比100％更好！

如果您的音量控制反向工作，则将10K电位器两端的引线互换。

让我知道如何听起来。