I2S 总线学习：2-I2S驱动WM8978

背景

为了了解I2S总线所对应的硬件设计，下文转载了《STM32：I2S驱动WM8978》。
以加深对I2S总线的了解。

正文

最近项目中使用STM32F4驱动音频IC：WM8978。

由于STM32的I2S接口只有一个数据引脚，因此在设计引脚的时候，就需要确定是录音还是放音。

WM8978为DAC+ADC芯片，本身并不具备编解码的功能。
1）WM8978可通过I2S接口接收PCM数据，转为模拟信号输出，此为DAC过程，即放音；
2）WM8978可接收模拟信号转为数字信号，通过I2S接口传输给MCU，此为ADC过程，即录音。
3）WM8978还使用I2C接口配置其工作参数，比如音量，EQ，3D环绕等。WM8978本身可直连1W/8欧的小喇叭。（在下文中没有使用）

1.GPIO配置

我使用的是I2S3，对着硬件工程师给的原理图，再使用STM32CubeMX对照各个管脚看看是否有此映射。不得不说，新版的STM32CubeMX使用起来有些不顺。我只喜欢使用STM32CubeMX查看资源，却不喜欢这个软件的代码，架构有些不合我意。

我使用的还是传统的库，版本为V1.4.0。

    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA |
        RCC_AHB1Periph_GPIOB | 
        RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);            //使能外设GPIOB,GPIOC时钟
    //PB3/4/5 复用功能输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4| GPIO_Pin_5;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化
    //PC7复用功能输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);//初始化
    //PA15复用功能输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化
    //这些AF...等等，注意看stm32f4xx_gpio.h的相关定义，特别是ext,否则会有问题
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_SPI3);         // _CK
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource4, GPIO_AF_I2S3ext);      // _EXT_SD   GPIO_AF_I2S3ext
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource5, GPIO_AF_SPI3);         // _SD
    GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource7, GPIO_AF_SPI3);         //_MCK
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource15, GPIO_AF_SPI3);        //_WS

关键在于AF的配置，有GPIO_AF_SPI3，GPIO_AF5_SPI3，GPIO_AF7_SPI3等等，令人模糊，还好库文件有说明。不同型号的MCU有不同的用法，要注意。

2.I2S寄存器配置

由于STM32的I2S与SPI是混在一起，有些资源共用，有些不共用，所以使用起来要注意。

void I2S3_Init(u16 I2S_Standard, u16 I2S_Mode, u16 I2S_Clock_Polarity, u16 I2S_DataFormat)
{
    I2S_InitTypeDef I2S_InitStructure;
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI3, ENABLE);    //使能SPI2时钟
    RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_SPI3, ENABLE);    //复位SPI2
    RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_SPI3, DISABLE);   //结束复位
    I2S_InitStructure.I2S_Mode = I2S_Mode;              //IIS模式
    I2S_InitStructure.I2S_Standard = I2S_Standard;      //IIS标准
    I2S_InitStructure.I2S_DataFormat = I2S_DataFormat;  //IIS数据长度
    I2S_InitStructure.I2S_MCLKOutput = I2S_MCLKOutput_Disable; //主时钟输出禁止
    I2S_InitStructure.I2S_AudioFreq = I2S_AudioFreq_Default;    //IIS频率设置
    I2S_InitStructure.I2S_CPOL = I2S_Clock_Polarity;    //空闲状态时钟电平
    I2S_Init(SPI3, &I2S_InitStructure); 
    SPI_I2S_DMACmd(SPI3, SPI_I2S_DMAReq_Tx, ENABLE); //SPI3 TX DMA请求使能.
    I2S_Cmd(SPI3, ENABLE); //SPI3 /I2S EN使能.
}

3.DMA配置

首先得查看手册上的DMA通道

你会看到I2S3_EXT_TX，不过其实并不是使用这个，而是SPI3_TX。有两个Stream可选择，我使用Stream 5.

void I2S3_TX_DMA_Init(u8 *buf0, u8 *buf1, u16 num)
{
    NVIC_InitTypeDef   NVIC_InitStructure;
    DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA1, ENABLE); //DMA1时钟使能
    DMA_DeInit(DMA1_Stream5);
    while (DMA_GetCmdStatus(DMA1_Stream5) != DISABLE) {}        //等待DMA1_Stream1可配置
    /* 配置 DMA Stream */
    DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_0;              //通道0 SPI3_TX通道
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&SPI3->DR;  //外设地址为:(u32)&SPI3->DR
    DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (u32)buf0;          //DMA 存储器0地址
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_MemoryToPeripheral;     //存储器到外设模式
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = num;                     //数据传输量
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设非增量模式
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;         //存储器增量模式
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;//外设数据格式
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;//存储器数据长度：16位
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;             // 使用循环模式
    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;         //高优先级
    DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;      //不使用FIFO模式
    DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_1QuarterFull;
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single; //外设突发单次传输
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single; //存储器突发单次传输
    DMA_Init(DMA1_Stream5, &DMA_InitStructure); 
    DMA_DoubleBufferModeConfig(DMA1_Stream5, (u32)buf1, DMA_Memory_0);  //双缓冲模式配置
    DMA_DoubleBufferModeCmd(DMA1_Stream5, ENABLE);  //双缓冲模式开启
    DMA_ITConfig(DMA1_Stream5, DMA_IT_TC, ENABLE);  //开启传输完成中断
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Stream5_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x00;     
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01;    
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //使能中断
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 
}
//DMA1_Stream5中断服务函数
void DMA1_Stream5_IRQHandler(void)
{
    if(DMA_GetITStatus(DMA1_Stream5, DMA_IT_TCIF5) == SET) ////DMA1_Stream5,传输完成标志
    {
        DMA_ClearITPendingBit(DMA1_Stream5, DMA_IT_TCIF5);
        /*
           此处加入传输完成处理
        */
    }
}