树莓派Pico音频扩展板使用教程
产品概述
提供Pico C语言例程
产品简介
本产品是基于Pico而设计的音频模块，采用PCM5101A低功耗立体声解码器，I2S接口传输音频，支持宽范围音频采样频率。可同时对耳机与扬声器进行输出。
产品特性
- 支持8~384，000Hz的音频采样频率
- 芯片内置PLL免除了对主时钟的需要，实现了3线制I2S接口有效的减少了系统的EMI
- 自带欠压保护，采用双重静音系统，在时钟错误及电源故障时自动静音（停止输出）
- 提供20dB的带外噪声
- 板载了标准的3.5mm耳机与4线扬声器输出接口，支持音频输出
- 提供了Pico声卡免驱驱动程序，兼容windows、Linux等系统
- 提供了Pico音频播放程序
产品参数
- 供电电压：5V
- 逻辑电压：3.3V
- 音频解码芯片：PCM5101A
- 音频接口：I2S
- DAC信噪比：106dB
- 耳机驱动：40mW (16Ω@3.3V)
- 扬声器驱动：2.6W per channel (4Ω BTL)
硬件资源
L+、L-分别对应左扬声器的正、负极; R+、R-分别对应右扬声器的正、负极。
| 功能引脚 | Pico引脚（BCM） | 描述 |
| VSYS | VSYS | 供电电源（5V电源输入） |
| 3V3(OUT) | 3V3(OUT) | 逻辑电源（3.3V电源输入） |
| GND | GND | 电源地 |
| DIN | GPIO26 | 音频数据输入 |
| BCk | GPIO27 | 音频数据位时钟输入 |
| LRCK | GPIO28 | 音频数据字时钟输入 |
通信协议
I2S协议最需要注意的一点是，它以采样脉冲变化后的第二个时钟为数据的第一位，以下一个采样脉冲变化后的第一个时钟为数据的最后一位。
LRCK ：音频数据字时钟输入，当其为低电平时为左声道采集数据，当其为高电平时为右声道采集数据。
BCK ：音频数据位时钟输入，当其产生上升沿跳变时对数据进行采集，其频率必须为LRCK频率的32倍或48倍或64倍。
DATA ：音频数据输入 ，注意数据为有符号型的数据，数据传输可以选择16位、24位、32位数据，高位在前、低位在后。
硬件连接
连接Pico的时候，请注意对应方向不要接反。可以观察模块上有USB丝印的一端与Pico的USB接口一端来判断方向
您可以对照以下表格连线。
| PCM5101A | Pico | 功能 |
| VSYS | VSYS | 供电电源（5V电源输入） |
| 3V3(OUT) | 3V3(OUT) | 逻辑电源（3.3V电源输入） |
| GND | GND | 电源地 |
| DIN | GPIO26 | 音频数据输入 |
| BCk | GPIO27 | 音频数据位时钟输入 |
| LRCK | GPIO28 | 音频数据字时钟输入 |
程序下载
打开树莓派终端，执行：
- sudo apt-get install p7zip-full
- cd ~
- sudo wget https://www.waveshare.net/w/upload/7/7c/Pico_Audio.7z
- 7z x Pico_Audio.7z -o./Pico-Audio
- cd ~/Pico_Audio
在Pico_Audio文件中有两个文件夹，在Pico_Audio文件夹中存储着音频输出程序，在usb_sound_card文件夹中存储着声卡的uf2文件，直接将其复制进入Pico中即可
- cp usb_sound_card.uf2 /media/pi/RPI-RP2/
例程使用
C部分
- 以下教程为在树莓派上操作，但由于cmake的多平台、可移植的特点，在PC上也是能成功编译，但操作略有不同，需要您自行判断。
进行编译，请确保在Pico-Audio目录：
- cd ~/Pico_Audio/Pico-Audio/
创建并进入build目录,并添加SDK: 其中 ../../pico-sdk 是你的SDK的目录。 我们示例程序中是有build的，直接进入即可
- cd build
- export PICO_SDK_PATH=../../pico-sdk
- (注意：务必写对你自己的SDK所在路径)
执行cmake自动生成Makefile文件
- cmake ..
执行make生成可执行文件，第一次编译时间比较久
- make -j9
编译完成，会生成uf2文件。 按住Pico板上的按键，将pico通过Micro USB线接到电脑的USB接口，然后松开按键。接入之后，电脑会自动识别到一个可移动盘（RPI-RP2），将build文件夹下的audio_firmware.uf2 文件复制到识别的可移动盘（RPI-RP2）中即可。
- cp audio_firmware.uf2 /media/pi/RPI-RP2/
