STM32个人笔记I2S_ 股票程序化软件自动交易接口

现实存在的声音是模拟量，这对声音保存和长距离传输造成很大的困难，一般的做法是把模拟量转成对应的数字量保存，在需要还原声音的地方再把数字量的转成模拟量输出。

模拟量转换成数字量，3个过程：采样、量化和编码。

蓝线的距离就是采样信号的周期，即对应一个采样频率。Fs越高，采样信号越符合曲线，但采样数据量也会越大，一般使用41KHzFs即可得高保真的声音。

蓝线长度就是源声音的量化值。量化位数表示每个采样点用多少位数代表数据范围，常用的有16bit、24bit和32bit等。位数越高，音质越好，数据量也越大。

VM8978是一个低功耗、高质量的立体声多媒体数字信号编译码器，集成DAC和ADC，可解决声音和数字量音频数据转换问题，但本身没有保存音频数据功能。通过VM8978芯片相关寄存器可控制转换过程的参数，比如采样频率，量化位数、增益、滤波等。该芯片与其他设备进行音频数据传输的接口就是I2S协议的音频接口。

I2S总线接口

I2S总线接口有3个主要信号，但只能实现数据半双工传输，后来为实现全双工传输增加了扩展数据引脚

SD：串行数据线。如果是半双工模式，用于发送或接收两个时分复用的数据通道上的数据；如果是全双工模式，仅用于发送数据。

WS：字段选择线、帧时钟线。表明当前传输数据的通道，不同标准不同定义。Fws=Fs。

CK：串行时钟线、位时钟。数字音频的每一位数据都对应一个CK脉冲，Fck=2*Fs*量化位数，2代表左右两个通道数据。

ext_SD：扩展串行数据线，用于全双工传输的数据接收。

有时为使系统间更好地同步，还要传输一个主时钟，STM32F4xx系列控制器固定输出为256*Fs。

统一I2S硬件接口，几种不同的数据格式：MSB、LSB、I2S和PCM。

STM32F4xx系列I2S的数据寄存器只有16bit，并且左右声道数据一般是紧邻传输，为正确得到左右两个声道数据，需要软件控制数据对应通道数据写入或读取。音频数据的量化位数可能不同，I2S支持124和32bit。因为数据寄存器只有16bit，所以对于24和32bit数据长度需要发送两个。产生了4中数据和帧格式组合：

将16位数据封装在16位帧中、将16位数据封装在32位帧中、将24位数据封装在32位帧中、将32位数据封装在32位帧中。

当使用32位数据帧的16位数据时，前16位为有效位，后16位被强制清零，无需任何软件操作或DMA请求。

如果程序使用DMA传输，则24位和32位数据帧需要对数据寄存器执行两次DMA操作。对于所有数据格式和同学标准而言，时钟会先发送最高有效位。

I2S标准

WS：0-左通道，1-右通道。WS信号从当前通道数据的MSB之前的一个时钟开始有效。发送方在时钟信号的下降沿改变数据，接收方在上升沿读取数据。WS信号也在SCK的下降沿变化。Fws=Fs，一个WS周期包括发送左通道和右通道数据，需要64个CK周期来完成一次传输。