如何将PDM数字麦克风连接到STM32单片机 / g9 b, G, U+ o! P L! S4 C( L' b 引言 数字MEMS(微机电系统)麦克风专为需要小尺寸、高音质、高可靠性和高经济效益的音频应用而设计。 % Q( s/ P8 ]8 j 它们的封装尺寸小且噪声低,可在单个器件中实现多个麦克风,并通过提供免提人机界面、噪声消除和高质量音频捕获,促进了工业和消费类应用中音频技术的不断发展。 5 e1 ~8 y- I+ H3 o' c! @ - H( y8 n2 A# i' q+ N STM32 MCU提供各种音频功能和丰富的连接功能,包括串行接口和增强型声音捕获接口,使用户能够轻松地为基于麦克风的应用构建解决方案。 ! \$ I" x# Y0 E) k9 S3 N , u; s% [8 P6 P7 Q 本应用笔记针对具有脉冲密度调制(PDM)输出的数字MEMS麦克风,描述了如何在单声道和立体声配置中使用SPI/I2S、SAI和DFSDM外设将麦克风连接到STM32 32位Arm® Cortex®MCU。本应用笔记提供了指南和基于CubeMX的示例,这些示例展示了如何正确地配置STM32,以便采集并处理来自麦克风的原始数据,并将其转换为标准音频数据。! Y% y/ c3 ]$ B5 E/ H2 J 9 e6 Z* \% p/ `9 A' g' V 1 PDM数字麦克风概述 3 Z0 Y, t) U! |7 _7 |7 L 本章提供PDM数字麦克风的简述和将其与STM32 MCU相连的基本案例。 . u2 G+ {2 n4 M7 n( M9 }. q( Y 1.1 声音采集概述 / N- I4 O& J& H ) `$ d: f' }/ Y4 Y- R2 n 数字MEMS麦克风是将声压波转换为数字信号的传感器。STM32微控制器通过特定外设从麦克风采集数字数据,这些数据经过处理并被转换为标准音频数据。然后,由微控制器按照目标音频应用处理音频数据。- |5 s8 ^! R: ]# z( ?8 ]0 R% ^ 1.2 PDM数字麦克风框图 n8 m; h) D' ^: A数字麦克风中的主要部件是MEMS传感器、放大器和PDM调制器。 % Z( A0 p8 J3 l" G8 W- ^ MEMS传感器 $ v3 l& @3 q- O0 P9 f4 A- A( xMEMS传感器是一个可变电容,将声波导致的空气压力变化转换为电压。 ; ~0 X0 t, a! G9 p放大器 ) b+ b7 j# J' Q4 F: ^放大器对MEMS传感器提供的电压进行缓冲,并向PDM调制器提供足够强的信号。 PDM调制器 . W5 z; I+ r4 [% P, YPDM调制器将缓冲模拟信号转换为串行脉冲密度调制信号。时钟输入(CLK)用于控制PDM调制器。ST数字麦克风的时钟频率范围在1 MHz至3.25 MHz之间。该频率将定义生成离散时间表示(PDM比特流)的放大器模拟输出信号采样频率。 通道选择 " H2 U- L+ U1 C M& W9 }4 k/ c麦克风的输出被驱动至所选时钟边沿上的合适电平,然后进入高阻抗状态并持续另外半个时钟周期。CHANNEL SELECT(通道选择)定义数字麦克风输出有效数据的时钟边沿。LR引脚必须连接到Vdd或GND。 ' K- [+ t$ e" z# u* [ u, L; @5 P* [表 1显示了如何选择DOUT信号模式。 # x5 A0 a$ c9 m$ h6 ~6 W+ Z4 _+ X |
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