WM8960树莓派音频解码扩展板使用教程

前言

本产品是基于树莓派而设计的音频模块,采用WM8960低功耗立体声编解码器,通过I2C接口控制,I2S接口传输音频。板载标准3.5mm耳机接口,可通过外接耳机播放音乐,同时也可通过双通道喇叭接口外接喇叭播放。板子左右两边有一个高质量MEMS硅麦克风,可以立体声录音。

产品特性

  • 供电电压:5V
  • 逻辑电压:3.3V
  • 音频编解码芯片:WM8960
  • 控制接口:I2C
  • 音频接口:I2S
  • DAC信噪比:98dB
  • ADC信噪比:94dB
  • 耳机驱动:40mW (16Ω@3.3V)
  • 扬声器驱动:1W per channel (8Ω BTL)

硬件资源


LP、LN分别对应左扬声器的正、负极; RP、RN分别对应右扬声器的正、负极。

功能引脚树莓派引脚(BCM)描述
5V5V电源正(5V电源输入)
GNDGND电源地
SDAP2/SDAI2C数据输入
SCLP2/SDAI2C时钟输入
CLKP18I2S位时钟输入
LRCLKP19I2S帧时钟输入
DACP21I2S串行数据输出
ADCP20I2S串行数据输入
BUTTONP17自定义按键

树莓派使用

本产品例程只适用于树莓派官方系统(Raspbian)

安装驱动

如果你是国内用户,用官方源可能会比较慢,整个安装过程下载需要很长时间且可能会更新失败,因此可以换成阿里源:

  1. sudo nano /etc/apt/sources.list

将官方源开头用#注释,并添加阿里源:

  1. #deb-src http://archive.raspberrypi.org/debian/ stretch main
  2. deb http://mirrors.aliyun.com/raspbian/raspbian/ buster main contrib non-free rpi
  3. deb-src http://mirrors.aliyun.com/raspbian/raspbian/ buster main contrib non-free rpi

更新软件源:

  1. sudo apt-get update
  2. sudo apt-get upgrade

安装WM8960驱动:

  1. git clone https://github.com/waveshare/WM8960-Audio-HAT
  2. cd WM8960-Audio-HAT
  3. #需要等待一定的时间
  4. sudo ./install.sh
  5. sudo reboot

重启后运行如下命令看下驱动是否加载成功。

  1. sudo dkms status
  1. pi@raspberrypi:~ $ sudo dkms status
  2. wm8960-soundcard, 1.0, 4.19.58-v7l+, armv7l: installed

这里提供的是一个完成教程,如果安装多次还是无法出现驱动可以使用我们做好的镜像(版本2019-07-10,密码l9jz)使用。

检测声卡

  • 检查播放:aplay -l
  1. pi@raspberrypi:~ $ aplay -l
  2. **** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
  3. card 0: wm8960soundcard [wm8960-soundcard], device 0: bcm2835-i2s-wm8960-hifi wm8960-hifi-0 []
  4. Subdevices: 1/1
  5. Subdevice #0: subdevice #0
  • 检查录音:arecord -l
  1. pi@raspberrypi:~ $ arecord -l
  2. **** List of CAPTURE Hardware Devices ****
  3. card 0: wm8960soundcard [wm8960-soundcard], device 0: bcm2835-i2s-wm8960-hifi wm8960-hifi-0 []
  4. Subdevices: 1/1
  5. Subdevice #0: subdevice #0

录音播放测试

录播测试

  1. sudo arecord -f cd -Dhw:0 | aplay -Dhw:0

程序运行后通过耳机或者喇叭会听到麦克风采集到的声音,注意喇叭不能开靠近麦克风否 则会导致共振产生啸叫。

录音

  1. sudo arecord -D hw:0,0 -f S32_LE -r 16000 -c 2 test.wav

test.wav是录制生成的文件名。

播放

  1. sudo aplay -Dhw:0 test.wav

播放刚刚录制的音频

调节音量

默认的音量是比较小的

  1. sudo alsamixer

如果 WM8960 声卡没有设置为默认声卡则需要按 F6 选择声卡设备。



实际上右边还有很多可以调节的选项。

mpg123播放器

aplay只支持wav的音乐,实际上MP3格式的音乐会更加多,安装:

  1. sudo apt-get install mpg123
  2. sudo mpg123 music.mp3

需要注意,这里的music.mp3需要替换成你的mp3音乐。

图形化smplayer

如果是命令行系统可以跳过,如果你的是桌面系统,安装:

  1. sudo apt-get install smplayer

在界面中右键选择wm8960-soundcard为默认



在菜单中打开smplayer软件,打开音频文件即可播放。(smplayer也可以播放视频)




程序控制

我们提供了一个简单的python控制例程。

  • 安装对应的库
  1. sudo apt-get install libasound2-dev
  2. git clone https://github.com/larsimmisch/pyalsaaudio
  3. cd pyalsaaudio
  4. sudo python setup.py build
  5. sudo python setup.py install
  • 下载例程
  1. wget http://www.waveshare.net/w/upload/1/19/WM8960_Audio_HAT_Code.tar.gz
  2. tar zxvf WM8960_Audio_HAT_Code.tar.gz
  3. sudo chmod 777 -R WM8960_Audio_HAT_Code
  • 播放
  1. sudo python playwav.py music.wav
  • 录音
  1. sudo python recordwav.py out.wav