M.2 PCM5122 AUDIO HAT 使用教程

产品特性

禁止带电时拔插除音频接口之外的任何设备接口
板载 M.2 M KEY 接口，支持 NVMe 硬盘协议（或者 PCIE 协议的 AI 模块）
3.5mm 耳机接口（不支持麦克风），可通过外接耳机播放音乐
板载 RCA 端口，可适用于音箱功放等多种工作场景
最高支持采样频率 384KHz
最高支持 32bit 分辨率

产品尺寸

开发相关

NVMe(M.2 M KEY)

产品支持此教程内的全部功能：NVMe 使用教程
包含：格式化硬盘 | 硬盘分区 | 手动挂载 | 开机自动挂载 | 读写测试

NVMe SSD 引导启动

先使用 SD 卡启动树莓派，先挂载测试一下 NVMe 硬盘，确保硬件可以正常工作
NVMe SSD 引导启动：引导启动配置教程

EEPROM

产品的 EEPROM 使用 I2C0，占用的 I2C 地址为 0x50
内部已配置 M.2 PCM5122 AUDIO HAT 音频板的固件

音频接口

危险

上电前必须连接好模块才可正常识别到设备

注意

产品的音频功能使用 I2C1，占用的 I2C 地址为 0x4C
当连接耳机时，RCA 端口将会静音，音频信号将从耳机接口输出

产品板载 3.5mm 耳机接口与 RCA 端口
Raspberry Pi OS 下使用
- 产品支持此教程内的全部功能：树莓派上音频功能使用教程
- 包含：查询音频设备 | 音频播放 | alsamixer音频配置 | 播放 MP3 | 图形化配置
Volumio OS 下使用
- 产品支持此教程内的全部功能：Volumio 上音频功能使用教程
- 包含：启动设备 | 音频播放 | 音量调节
Moode Audio Player OS 下使用
- 产品支持此教程内的全部功能：Moode Audio Player 上音频功能使用教程
- 包含：声卡选择

NVMe

本节介绍在树莓派上如何使用 NVMe 硬盘功能，为后续项目开发奠定基础。

注意：在使用此功能前需先启用 PCIe 接口

启用 PCIe 接口

启用 PCIe gen3 接口（PCIe gen2 默认为启用状态）
- 进入 config.txt 文件
```
sudo nano /boot/firmware/config.txt  
```
- PCIE 默认是 gen2，如果需要启用 PCIE gen3, 则在 config.txt 中添加
```
dtparam=pciex1_gen=3
```
- 修改之后重启树莓派，就可以识别到设备了
```
sudo reboot
```
- 重启后查看 PCIe 识别情况
```
lspci
```

NVMe 硬盘操作

格式化硬盘

若没有启用 PCIe 接口的话，先启用 PCIe 接口
查看支持的格式，输入 sudo mkfs. 后，按 tab 按键可以看到很多种不同的后缀名，不同的后缀名对应允许格式化的格式
```
sudo mkfs.
```
列出所有硬盘
```
lsblk
```
假设要将 /dev/nvme0n1p1 格式化为 ext4 文件格式，就是执行
```
sudo mkfs.ext4 /dev/nvme0n1p1
```

硬盘分区

若没有启用 PCIe 接口的话，先启用 PCIe 接口
列出所有硬盘（如果想看到详细信息执行sudo fdisk -l）
```
lsblk
```
假设要将 /dev/nvme0n1 重新分区，就是执行以下指令（注意：设备号是总设备号，不要添加 p1，那只是一个分区而已）
```
sudo fdisk /dev/nvme0n1
```
添加分区执行 n 即可，最后 w 保存退出
fdisk 功能说明：
- n 新建分区
- q 不保存退出
- p 打印分区表
- m 打印选择菜单
- d 删除分区
- w 保存退出
- t 修改 ID 号

手动挂载

若没有启用 PCIe 接口的话，先启用 PCIe 接口
确认好需要挂载的目录，若路径不存在先创建路径中缺少的文件夹（例如要挂载到当前文件夹的toshiba文件夹下，当前目录若没有 toshiba 文件夹则使用以下指令创建）
```
sudo mkdir toshiba
```
列出所有硬盘（如果想看到详细信息执行sudo fdisk -l）
```
lsblk
```
假设要将 /dev/nvme0n1 挂载到当前目录下的 toshiba 文件夹
```
sudo mount /dev/nvme0n1p1 ./toshiba
```
查看文件系统磁盘空间使用情况。
```
df -h
```

开机自动挂载

注意：自动挂载只有在不作为系统盘时使用，仅作为扩展磁盘时进行此类配置
若没有启用 PCIe 接口的话，先启用 PCIe 接口
修改 fstab 文件
```
sudo nano /etc/fstab
```
在文件最下方添加 (/dev/nvme0n1p1 设备名， /home/pi/toshiba 挂载到目录，ext4 是文件系统类型，defaults 使用默认的挂载选项）
```
/dev/nvme0n1p1  /home/pi/toshiba  ext4  defaults  0  0
```
使更改生效（测试无问题再重启，不然会导致无法挂载导致无法开机）
```
sudo mount -a
```
在没有问题的情况下，执行重启操作
```
sudo reboot
```
重启后查看挂载情况
```
lsblk
```

读写测试

若没有启用 PCIe 接口的话，先启用 PCIe 接口
查看挂载情况
```
lsblk
```
挂载正常的情况下进入挂载目录（这里挂载目录是 /home/pi/toshiba）
```
cd /home/pi/toshiba
```
拷贝树莓派内存内容到硬盘（写）

NVMe Boot

本节介绍在树莓派上如何使用 NVMe SSD 引导启动，为后续项目开发奠定基础。
注意：使用 NVMe SSD 引导启动时请不要启用自动挂载

NVMe SSD 引导启动

方式一（修改 raspi-config 配置）

先使用 SD 卡启动树莓派，先挂载测试一下 NVMe 硬盘，确保硬件可以正常工作
进入 raspi-config 配置
```
sudo raspi-config
```
重启树莓派（注意：如果修改多次发现无法修改，请连接网络之后再修改（等待网络自对时），或者设置正确时间之后再修改文件）
```
sudo reboot
```
将系统烧录到 NVME 中，然后将 NVME 连接到板上硬盘接口（或扩展板上的硬盘接口），移除 SD 卡重新上电即可

方式二（修改引导加载程序配置）

先使用 SD 卡启动树莓派，先挂载测试一下 NVMe 硬盘，确保硬件可以正常工作
进入引导加载程序配置
```
sudo rpi-eeprom-config --edit
```
修改树莓派的引导加载程序配置中的 BOOT_ORDER
将 BOOT_ORDER=0xf41 改为 BOOT_ORDER=0xf416
重启树莓派（注意：如果修改多次发现无法修改，请连接网络之后再修改（等待网络自对时），或者设置正确时间之后再修改文件）
```
sudo reboot
```
将系统烧录到 NVME 中，然后将 NVME 连接到板上硬盘接口（或扩展板上的硬盘接口），移除 SD 卡重新上电即可

AUDIO（Raspberry Pi OS 上使用）

本节介绍在树莓派上如何使用 GPIO 驱动音频功能，为后续项目开发奠定基础。

AUDIO 操作

查看音频设备

危险

上电前必须连接好模块才可正常识别到设备

查看当前识别到的音频播放设备
```
aplay -l
```

音频播放

播放 test.wav 文件的音频（使用对应的设备，这里识别到的音频设备是第 2 号硬件声卡），请保证当前目录存在 test.wav 文件
```
aplay -D plughw:2 test.wav
```
此时喇叭或耳机会播放出对应音频

alsamixer音频配置

打开 alsamixer 音频配置工具
```
sudo alsamixer
```
如果声卡没有设置为默认声卡则需要按 F6 选择声卡设备。
使用键盘左右选择功能，上下调节对应音量

播放mp3

aplay 只支持 wav 的音乐，实际上 MP3 格式的音乐会更加多，安装 mpg123 播放工具
```
sudo apt-get install mpg123 
```
播放 music.mp3 文件的音频，请保证当前目录存在 music.mp3 文件
```
sudo mpg123 music.mp3
```

图形化配置

安装图形化音频控制工具 smplayer
```
sudo apt-get install smplayer
```
在界面中右键选择 IOaudIODAC 为默认

AUDIO（Volumio OS 上使用）

本节介绍在 Volumio 上如何使用 GPIO 驱动音频功能，为后续项目开发奠定基础。

AUDIO 操作

启动设备

注意

默认驱动设备为关闭状态，需要在设置中打开

打开左上角选项，选择Playback Options
各个选项对应 1：打开I2S DAC 2：选择IQaudIO DAC Plus 3：选择DSD over PCM(DoP) 4：先保存 General Playback options 设置 5：再保存 Audio Output 设置，保存之后会重启设备、
设备重启之后SSH登录执行 aplay -l 会识别到设备
```
aplay -l
```