【Follow me第二季第4期】任务三 MIC录音并显示波形

        mic录音，应该属于音频类专用的接口了，市面上常用的mic有三类，一个类是模拟mic，在外部有声音信号时，模拟mic会输出24mV以内的电平信号，处理IC通过ADC接口将此信号转化成数字信号，交由后面分析。第二类是I2S mic，顾名思义，就是处理IC产生固定采样率和位宽的I2S信号，mic根据此信息向处理IC发送采集到的信号转化而成的数字信号。第三类是PDM mic，与I2S MIC类似，处理IC产生一个pdm时钟，mic根据时钟的高低电平以及自己所配置的对应电平决定往那边发送信号，处理IC再解码成数字信号交由后续处理。

        arduino nano rp2040 connect选用的是pdm mic，对应的接线如下：

        由于PDM属于音频专用接口，而arduino已经将这个接口封装成PDM库，我们只需要安装PDM库，便可实现PDM读取。而数据上报就更简单了，因为只有一个数据，因此仅需要吧每个采集点的数据值通过串口打印即可，上位机收到后会自动绘图。

        具体代码如下：

#include <WiFiNINA.h>
#include <PDM.h>

static const char channels = 1;
static const int frequency = 16000;
short sampleBuffer[512];
volatile int samplesRead;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);
  PDM.onReceive(onPDMdata);
  if (!PDM.begin(channels, frequency)) {
    Serial.println("Failed to start PDM!");
    while (1);
  }
}

void showMicData(short data) {
  Serial.println(data);
}

void micHandle() {
  if (samplesRead) {
    for (int i = 0; i < samplesRead; i++) {
      showMicData(sampleBuffer[i]);
    }
    samplesRead = 0;
  }
}

void loop() {
    micHandle();
}

void onPDMdata() {
  int bytesAvailable = PDM.available();
  PDM.read(sampleBuffer, bytesAvailable);
  samplesRead = bytesAvailable / 2;
}

总结

        相对来说，arduino的自动绘图功能还挺不错，可以把一些流数据图形化辅助分析。像以前我调节触摸按键时，最喜欢干的也是直接把触摸按键的几个关键参数通过上位机转化成波形图去看，通过分析波形快速获取改进方向，以达到最佳的使用效果。