STM32F1C8T6音频数据的Flash读取与DAC播放

2024-01-29 14:04:52

一、题目要求

1）在SD卡创建一个test-speed.txt文件，循环（不加延时）分批一次写入256字节，累计写入不少于64KB字节；然后读取此文件数据，通过串口显示出来。分析写入和读取的速率。

2）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。

1）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。

2）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；

提示：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，再用语音和音乐信号进行实验。

二、Flash地址空间的数据读取
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。

3、CubeMX工程
配置SYS

配置引脚：对应外设c8t6本身设计好的PC13 LED灯

设置堆栈大小

保存即可

4、Keil代码撰写

因为本人太弱还无法直接写出代码实验这里用的别人的代码
源码链接
链接：百度网盘请输入提取码
提取码：pmvn

将事先准备好的flash.c 及flash.h加入到工程中
在main.c文件中添加部分代码

编译无误，进行调试

5、STlink调试说明
接线

ST-LINK	STM32
SWCLK/TCK	SWCLK/TCK
SWDIO/TMS	SWDIO/TMS
GND	GND
VCC	VCC

接线

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。

点击魔法棒再点击Option选项卡进行设置

在选择完调试器之后，点击右边的 Setting 按钮

之后，点红框的箭头就可以将程序烧录到stm32中

6、调试
进入仿真状态

在memory1看到第一栏为下图：

成功。

此次操作Flash使用的MCU是STM32F103C8T6，以该型号MCU为例进行描述：

在数据手册中，可以看到STM32F103C8T6的flash起始地址是0x0800 0000（如下图所示），而STM32F103C8T6的Flash大小为64K，可以计算出STM32F103C8T6的Flash地址范围是：0x0800 0000——0x0800 FFFF（计算方法参考另一篇博客：STM32内存大小与地址的对应关系以及计算方法）。这里选取0x0800 F000作为读写操作的起始地址，对于C8T6这款MCU，操作这个起始地址应该算是很安全的范围了。

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