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3.2 音频使用指南

音频模块基于标准 alsa 框架进行开发，用户空间使用开源代码 alsa-lib 提供的库和二进制 bin 进行功能测试。该章节基于此说明音频功能测试的基本方法。

alsa-lib 介绍​

S100 基于 alsa 实现，以下说明常用参数配置含义以及测试参考命令。

S600 基于 alsa 实现，以下说明常用参数配置含义以及测试参考命令。

arecord/aplay 参数介绍​

  • 常用参数说明
参数说明引申含义
-D指定设备节点信息。通过 hw:x,x 设置x,x 分别对应声卡号和设备号
-cChannel：声道数，分为单声道 mono 和立体声 stereo，还有多声道如 8/16 通道通道数
-rRate：又称 sample rate，采样率，即每秒的采样次数
-f样本长度常见位宽格式设置：U8/S16_LE/S32_LE
-t文件类型。包含 wav、voc、raw 等
-d录音时间（以秒为单位）。录制指定时长后结束
--period-size每次硬件中断处理音频数据的帧数
--buffer-size数据缓冲区大小
-I非交错方式

  • 常用命令

    • 列出声卡和数字音频设备信息
    arecord -l
    aplay -l
    • 硬件支持能力
    arecord --dump-hw-params -Dhw:0,0
    aplay --dump-hw-params -Dhw:0,1 /dev/zero
    • 回环测试命令
    arecord -Dhw:0,0 -c 2 -r 48000 -f S16_LE -t wav -d 10 | aplay -Dhw:0,1
    • 非交错方式数据存储。注意：非交错存储的数据是 PCM 裸流
    arecord -Dhw:0,0 -c 2 -r 48000 -f S16_LE -t wav -d 5 -I 0
    aplay -Dhw:0,1 -c 2 -r 48000 -f S16_LE -t wav -I 0
    • 交错方式数据存储
    arecord -Dhw:0,0 -c 2 -r 16000 -f S16_LE -t wav -d 5 test.wav
    aplay -Dhw:0,1 test.wav

控制命令​

  • 查询当前 codec 的所有 control 信息以及对应值
amixer scontrols
amixer scontents
  • 参数调整

比如调整播放音量值

amixer sset 'DAC' 120 //设置
amixer sget 'DAC' //获取
注意

默认声卡/设备号是0,0，如果实际场景接入多个声卡设备，需要通过-D，-c 指定设备、声卡号。

确认当前要调整的声卡/设备号方法：

  • arecord -l
**** List of CAPTURE Hardware Devices ****
card 0: s100snd2 [s100snd2], device 0: s100dailink0 ES7210 4CH ADC 0-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
  • /proc/asound/cards 节点
root@ubuntu:/userdata# cat /proc/asound/cards
 0 [s100snd2       ]: s100snd2 - s100snd2
                      s100snd2

应用空间接口​

API 描述及使用参考官方文档介绍：https://www.alsa-project.org/alsa-doc/alsa-lib/pcm_2pcm_8c.html

适配音频子板介绍​

S100​

Audio Driver HAT REV2​

使用准备​

S100适配微雪电子生产的音频转接板，通过40PIN 实现和 S100开发板连接。子板介绍和具体连接方法参考：音频子板使用说明

设备节点​

该音频板接入 S100加载驱动后，生成的设备节点：

  • pcmC0D0c：录音

  • pcmC0D1p：播放

  • controlC0：控制

功能测试​
  • 录音
arecord -Dhw:0,0 -c 2 -r 48000 -f S16_LE -t wav -d 5 test.wav

表示录制5s，48k/2ch/16bit 位宽的 wav 音频文件。数据格式用户可以根据自己的需求调整并设置。

  • 播放
aplay -Dhw:0,1 test.wav

表示播放一个 wav 文件，数据格式会解析 wav 文件头获取并写入驱动

音频回采测试​

音频回采功能可用于采集播放通道的信号，便于做回声消除等。以下介绍以 Audio Driver HAT REV2音频板为示例说明。

  • 8通道麦克风录音（含回采） Audio Driver HAT REV2音频板的回采信号映射在录音通道 7 和 8 。需使用 8 通道录音命令（如果使用同一个 I2S ，需要保持通道数、位深、采样率对齐，这款转接板根据拨码开关固定了一路 I2S）：

    arecord -Dhw:0,0 -c 8 -r 48000 -f S16_LE -t wav -d 5 ./8chn_test.wav --period-size=256 --buffer-size=1024

  • 同时启动格式对齐的8通道音频播放

    aplay -Dhw:0,1 1khz.wav --period-size=1024 --buffer-size=1024

    这个 1khz.wav 可以是自己制作的格式对齐的正弦波音频文件，这样方便分析。

  • 分析回采信号 录制完成后，可使用如 Audacity 等音频分析软件，打开 8chn_test.wav，查看第 7 、 8 通道的频谱频率是否符合预期，验证回采功能是否正常。

常见问题排查​

  • 若未检测到声卡，请检查硬件连接和拨码开关设置是否正确。
  • 若录音或播放无声，请确认音频文件格式、通道数与命令参数一致。
  • 若回采通道无信号，请确认已正确使用 8 通道录音命令，如果是使用了同一组 I2S ，请确认数据格式是否一致。

S600​

USB 声卡​

适配的 USB 声卡官网使用说明文档：https://wiki.seeedstudio.com/respeaker_xvf3800_introduction

USB 声卡验证说明：

  1. 无需额外编译驱动和使能配置项。
  2. 参考官网说明文档，将设备和 S600连接。
  3. 功能验证说明如下： ls /dev/snd 查看是否有pcmC*D*节点。有说明 usb 声卡加载成功

查看声卡支持属性

arecord -Dhw:1,0 --dump-hw-params

通过这一步，我们可以了解到该 USB 声卡支持配置的通道数/采样率/位宽属性值，进而在测试录音/播放功能时指定相关参数。

录音命令

arecord -Dhw:1,0 -c 2 -r 16000 -f S16_LE -t wav -d 10 test.wav

播放命令

aplay -Dhw:1,0 test.wav

其他声卡​

S600预留了14PIN，包含 I2S/I2C 接口。

当前仅支持通过杜邦线方式与音频子板进行连接。连接时请注意以下事项：

  1. 14PIN 接口的 IO 电压为1.8V。若音频子板使用 IO 电压是3.3V，需通过电平转换或电源转换芯片进行适配，避免直接连接导致器件损坏。

  2. 除 I2S/I2C 信号线外，还必须正确连接 GND 及 VCC，以确保音频子板正常工作。

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