STM32使用I2S(DMA)檢索數據和output通過USB CDC，但結果有噪音

Question

我正在使用STM32F3Discovery板和編解碼器CS5343來實現這個項目，它幾乎完成了，但output並不順利。 看起來像台階變形。

EX：100Hz 正弦波（處理后的結果，2 的補碼和移位 1 位）在此處輸入圖像描述

嘗試同時使用邏輯分析儀檢索I2S信號，但結果平滑純凈。 與通過CDC的I2S DMA數據的output不同。 為什么結果不同，我認為兩者的結果應該是相同的。

原始數據：左（由邏輯分析儀檢索），右（USB CDC 的輸出）在此處輸入圖像描述

我正在嘗試更改STM32 I2S的配置，但結果不一樣，output信號也有階躍形成。

main.c

uint16_t SignalTmp[32] = {0x00};
uint8_t BufSize = 4;
uint32_t lSample = 0, rSample = 0;
uint8_t FLAG_half = 0, FLAG_comp = 0;

int main(void)
{
  HAL_Init();

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_I2C1_Init();
  MX_SPI1_Init();    
  MX_TIM2_Init();
  MX_TIM3_Init();
  MX_TIM4_Init();
  MX_I2S2_Init();
  MX_UART4_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  MX_USB_DEVICE_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim4);
  HAL_I2S_Receive_DMA(&hi2s2, (uint16_t *)&SignalTmp[0], BufSize);
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    if (HAL_GPIO_ReadPin(BT_KEY_GPIO_Port, BT_KEY_Pin) == 1)
      ButtonPressed = 1;

    if (ButtonPressed)
    {
      if (!TransferFlag)
      {
        HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
        HAL_GPIO_WritePin(LD7_GPIO_Port, LD7_Pin, GPIO_PIN_SET);
      }
      else
      {
        HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim2);
        HAL_GPIO_WritePin(LD7_GPIO_Port, LD7_Pin, GPIO_PIN_RESET);
        HAL_GPIO_WritePin(LD4_GPIO_Port, LD4_Pin, GPIO_PIN_RESET);
        HAL_GPIO_WritePin(LD5_GPIO_Port, LD5_Pin, GPIO_PIN_RESET);
      }

      TransferFlag ^= 1;
      ButtonPressed = 0;
    }
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */

  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_I2S_RxHalfCpltCallback(I2S_HandleTypeDef *hi2s)
{
  memcpy(&lSample, &SignalTmp[0], 4);
  memcpy(&rSample, &SignalTmp[2], 4);
  FLAG_half = 1; // fill buffer half
}

void HAL_I2S_RxCpltCallback(I2S_HandleTypeDef *hi2s)    
{
  memcpy(&lSample, &SignalTmp[4], 4);
  memcpy(&rSample, &SignalTmp[6], 4);
  FLAG_comp = 1;
}

i2s.c

  void MX_I2S2_Init(void)
  {
    hi2s2.Instance = SPI2;
    hi2s2.Init.Mode = I2S_MODE_MASTER_RX;
    hi2s2.Init.Standard = I2S_STANDARD_PHILIPS; 
    hi2s2.Init.DataFormat = I2S_DATAFORMAT_24B;
    hi2s2.Init.MCLKOutput = I2S_MCLKOUTPUT_ENABLE;
    hi2s2.Init.AudioFreq = I2S_AUDIOFREQ_48K;
    hi2s2.Init.CPOL = I2S_CPOL_HIGH;
    hi2s2.Init.ClockSource = I2S_CLOCK_SYSCLK;
    hi2s2.Init.FullDuplexMode = I2S_FULLDUPLEXMODE_ENABLE;
    if (HAL_I2S_Init(&hi2s2) != HAL_OK)
    {
      Error_Handler();
    }
  }

  void HAL_I2S_MspInit(I2S_HandleTypeDef *i2sHandle)
  {
  
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    if (i2sHandle->Instance == SPI2)
    {
      /* USER CODE BEGIN SPI2_MspInit 0 */

      /* USER CODE END SPI2_MspInit 0 */
      /* I2S2 clock enable */
      __HAL_RCC_SPI2_CLK_ENABLE();

      __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
      __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
      /**I2S2 GPIO Configuration
      PB12     ------> I2S2_WS
      PB13     ------> I2S2_CK
      PB14     ------> I2S2_ext_SD
      PB15     ------> I2S2_SD
      PC6     ------> I2S2_MCK
      */
      GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12 | GPIO_PIN_13 | GPIO_PIN_14 | GPIO_PIN_15;
      GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
      GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
      GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
      GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF5_SPI2;
      HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

      GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6;
      GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;    
      GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
      GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
      GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF6_SPI2;
      HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

      /* I2S2 DMA Init */
      /* SPI2_RX Init */
      hdma_spi2_rx.Instance = DMA1_Channel4;
      hdma_spi2_rx.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
      hdma_spi2_rx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
      hdma_spi2_rx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
      hdma_spi2_rx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;
      hdma_spi2_rx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;
      hdma_spi2_rx.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
      hdma_spi2_rx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
      if (HAL_DMA_Init(&hdma_spi2_rx) != HAL_OK)
      {
        Error_Handler();
      }

      __HAL_LINKDMA(i2sHandle, hdmarx, hdma_spi2_rx);

      /* SPI2_TX Init */
      hdma_spi2_tx.Instance = DMA1_Channel5;
      hdma_spi2_tx.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH;
      hdma_spi2_tx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
      hdma_spi2_tx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
      hdma_spi2_tx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;
      hdma_spi2_tx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;
      hdma_spi2_tx.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
      hdma_spi2_tx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
      if (HAL_DMA_Init(&hdma_spi2_tx) != HAL_OK)
      {
        Error_Handler();
      }

      __HAL_LINKDMA(i2sHandle, hdmatx, hdma_spi2_tx);

      /* I2S2 interrupt Init */
      HAL_NVIC_SetPriority(SPI2_IRQn, 0, 0);
      HAL_NVIC_EnableIRQ(SPI2_IRQn);
      /* USER CODE BEGIN SPI2_MspInit 1 */

      /* USER CODE END SPI2_MspInit 1 */
    }
  }

stm32f3xx_it.c

uint8_t ABuf[64] = {0x00};
uint8_t BBuf[64] = {0x00};

void TIM2_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 0 */
  if (TX_Flag)
  {
    if (NextBuf)
      CDC_Transmit_FS(&ABuf, 64);
    else
      CDC_Transmit_FS(&BBuf, 64);

    TX_Flag = 0;
  }
  /* USER CODE END TIM2_IRQn 0 */
  HAL_TIM_IRQHandler(&htim2);
  /* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 1 */

  /* USER CODE END TIM2_IRQn 1 */
}

/**
 * @brief This function handles TIM3 global interrupt.
 */
void TIM3_IRQHandler(void)
{
/* USER CODE BEGIN TIM3_IRQn 0 */
#if 1
#ifdef SIMULATOR
  SignalAvg = GenerateSignal();
#else
  if (!NextBuf)
  {
    memcpy(&ABuf[txidx * 4], &lSample, 4);
    txidx++;
    memcpy(&ABuf[txidx * 4], &rSample, 4);
    txidx++;
  }
  else
  {
    memcpy(&BBuf[txidx * 4], &lSample, 4);
    txidx++;
    memcpy(&BBuf[txidx * 4], &rSample, 4);
    txidx++;
  }

  if (txidx >= 16)
  {
    NextBuf ^= 1;
    TX_Flag = 1;
    txidx = 0;
  }
#endif

#endif
  /* USER CODE END TIM3_IRQn 0 */
  HAL_TIM_IRQHandler(&htim3);
  /* USER CODE BEGIN TIM3_IRQn 1 */

  /* USER CODE END TIM3_IRQn 1 */
}

鏈接到 GitHub 上的完整代碼

結果數據

結果數據文件夾包括 3 個文件。

record_2022_07_19_05-32-45.txt --> USB CDC的output的信號數據，一個點數據使用4個字節，順序為左聲道，右聲道，左聲道，右聲道...
Logic_R-1kHzSin_L-GND.csv --> 通過邏輯分析儀從 i2s 接口檢索信號數據。
drawout7.m --> USB CDC的output的數據轉換，將數據轉換為值（2的補碼並移位1位）

請有任何建議，在此先感謝。

Answer 1

參考視頻： [#13] FIR 濾波器 - STM32 上的音頻 DSP（24 位 / 48 kHz）

它也有源代碼，非常有用。

改變 L/R 通道信號的取值過程。

void HAL_I2S_RxHalfCpltCallback(I2S_HandleTypeDef *hi2s)
{
    lSample = (int)(rxBuf[0] << 16) | rxBuf[1];
    rSample = (int)(rxBuf[2] << 16) | rxBuf[3];
}

void HAL_I2S_RxCpltCallback(I2S_HandleTypeDef *hi2s)
{
   lSample = (int)(rxBuf[4] << 16) | rxBuf[5];
   rSample = (int)(rxBuf[6] << 16) | rxBuf[7];    
}

並通過計時器收集數據，當達到 64 字節時（CDC 的最佳性能），並傳輸它。

和最終的結果。
1k 正弦波

STM32使用I2S(DMA)檢索數據和output通過USB CDC，但結果有噪音

問題描述

1 個解決方案

解決方案1
0 2022-08-08 08:11:39

STM32使用I2S(DMA)檢索數據和output通過USB CDC，但結果有噪音

問題描述

1 個解決方案

解決方案1 0 2022-08-08 08:11:39

解決方案1
0 2022-08-08 08:11:39