基于MM32F0163D7P的USB Audio Class(UAC)音頻設備

1TinyUSB(UAC)音頻簡介

UAC是USB Audio Class的縮寫，USB音頻類，一個像USB這樣的通用數據接口，可以有很多種實現數字音頻數據傳輸的方式。不同的開發者可以根據自己的喜好和需求，定義任意的控制方式，傳輸模式，音頻格式等等參數。

在上一節我們在MM32F0163D7P 平臺上成功的移植了TinyUSB，基于這個平臺，今天我們來實現一個 uac2_headset 音頻設備，這個設備支持基礎的錄音和放音功能，如果要支持音量調節/靜音功能，還需要再添加一個 HID 變成復合設備。

2快速移植一個UAC+HID復合設備

按照前面兩篇文章，我們可以快速的移植出一個基于TinyUSB的UAC+HID復合設備，主要的代碼片段如下：

/*-------------MAIN-------------*/
intmain(void)
{
USB_DeviceClockInit();//board_init();

CONSOLE_Init(460800);//enableprintfdebug

//initdevicestackonconfiguredroothubport
tud_init(BOARD_TUD_RHPORT);

TU_LOG1("UACHeadset&HIDrunning
");//CFG_TUSB_DEBUGfordebugging#ifCFG_TUSB_DEBUG
//0:nodebug
//1:printerror
//2:printwarning
//3:printinfo

while(1)
{
tud_task();//TinyUSBdevicetask
audio_task();
hid_task();
}

return0;
}

#defineEPNUM_AUDIO_IN0x01
#defineEPNUM_AUDIO_OUT0x01

#defineEPNUM_HID0x03


uint8_tconstdesc_configuration[]=
{
//Interfacecount,stringindex,totallength,attribute,powerinmA
TUD_CONFIG_DESCRIPTOR(1,ITF_NUM_TOTAL,0,CONFIG_TOTAL_LEN,TUSB_DESC_CONFIG_ATT_REMOTE_WAKEUP,100),

//Interfacenumber,stringindex,EPOut&EPInaddress,EPsize
TUD_AUDIO_HEADSET_STEREO_DESCRIPTOR(2,EPNUM_AUDIO_OUT,EPNUM_AUDIO_IN|0x80),

//Interfacenumber,stringindex,protocol,reportdescriptorlen,EPOut&Inaddress,size&pollinginterval
TUD_HID_INOUT_DESCRIPTOR(ITF_NUM_HID,6,HID_ITF_PROTOCOL_NONE,sizeof(desc_hid_report),EPNUM_HID,0x80|EPNUM_HID,CFG_TUD_HID_EP_BUFSIZE,10),

};

//--------------------------------------------------------------------+
//StringDescriptors
//--------------------------------------------------------------------+

//arrayofpointertostringdescriptors
charconst*string_desc_arr[]=
{
(constchar[]){0x09,0x04},//0:issupportedlanguageisEnglish(0x0409)
"TinyUSB",//1:Manufacturer
"TinyUSBheadset",//2:Product
"000001",//3:Serials,shouldusechipID
"TinyUSBSpeakers",//4:AudioInterface
"TinyUSBMicrophone",//5:AudioInterface
"TinyUSBHID",//6:HIDInterface
};

圖1 枚舉過程

圖2 枚舉設備

工程文件樹：

1.TinyUSB_UAC_HID

2. │

3. ├─USER

4. │ main.c

5. │ usb_descriptors.c

6. │ usb_dcd_port.c

7. │

8. └─TinyUSB

9.

10. tusb.c

11. audio_device.c

12. tud_fifo.c

13. usbd.c

14. usb_control.c

15. hid_device.c

3耳機設備設置修改音量

在耳機屬性里面可以操作修改音量大小，同時通過抓包工具可以抓到主機下發的SET CUR命令。

圖3 設置音量

4耳機設備設置修改采樣頻率和位深度

在耳機屬性高級里面默認格式可以看到下拉框有兩種格式，一個是2通道 16位48000Hz，另外一個是2通道 24位 48000Hz，播放聲音下發ISOC包的時候根據這個選擇傳輸。

圖4 設置采樣頻率和位深度

通過設置，下位機可以在播放或者錄音時處理不同的采樣頻率和位深度。樣例中全局變量current_resolution是位深度，current_sample_rate是采樣頻率。

5音頻數據的收發處理

播放時ISOC下發的數據包緩存在spk_buf里面。

錄用時麥克風的聲音采樣數據寫入mic_buf，通過ISOC同步上傳到電腦端。（例程是將播放的數據包處理后通過接口又返回電腦端，由tud_audio_write((uint8_t *)mic_buf, (uint16_t) (spk_data_size / 2))實現）

//--------------------------------------------------------------------+
//AUDIOTask
//--------------------------------------------------------------------+

voidaudio_task(void)
{
//Whennewdataarrived,copydatafromspeakerbuffer,tomicrophonebuffer
//andsenditover
//Onlysupportspeaker&headphonebothhavethesameresolution
//Ifoneis16bitanotheris24bitbecareofLOUDnoise!
if(spk_data_size)
{
if(current_resolution==16)
{
int16_t*src=(int16_t*)spk_buf;
int16_t*limit=(int16_t*)spk_buf+spk_data_size/2;
int16_t*dst=(int16_t*)mic_buf;
while(src>1)+(right>>1));
}
memset(mic_buf,0xCC,sizeof(mic_buf));//mm32testcode
tud_audio_write((uint8_t*)mic_buf,(uint16_t)(spk_data_size/2));
spk_data_size=0;
}
elseif(current_resolution==24)
{
int32_t*src=spk_buf;
int32_t*limit=spk_buf+spk_data_size/4;
int32_t*dst=mic_buf;
while(src>1)+(right>>1))&0xffffff00ul);
}
tud_audio_write((uint8_t*)mic_buf,(uint16_t)(spk_data_size/2));
spk_data_size=0;
}
}
}

6功能驗證測試

將uac2_headset 音頻設備插入PC，在計算機管理->設備管理器->音頻輸入和輸出里面出現耳機和麥克風兩個TinyUSB headset設備證明枚舉成功。

圖5 設備管理器音頻設備

電腦端播放音樂使用抓包工具抓到ISOC的數據包：

圖6 ISOC數據包

審核編輯：湯梓紅