作者：recan

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https://club.rt-thread.org/ask/article/372fe88529e45e45.html

基于NK-980IoT的國(guó)學(xué)唐詩(shī)學(xué)習(xí)機(jī)

1 項(xiàng)目背景

最近一直在陪小孩學(xué)習(xí)國(guó)學(xué)精髓，比如唐詩(shī)、宋詞這些經(jīng)典國(guó)學(xué)常識(shí)；恰好看到RT-Thread官方社區(qū)有開(kāi)展一個(gè)DIY活動(dòng)，并且這個(gè)板子剛好帶有音頻相關(guān)的外設(shè)接口，于是想著試著玩一玩，沒(méi)準(zhǔn)后面可以把功能再升級(jí)一下，給小孩做個(gè)高級(jí)”玩具”（這個(gè)成本可不低啊）。

2 開(kāi)發(fā)板簡(jiǎn)介

開(kāi)發(fā)板簡(jiǎn)單的介紹，參考如下：

整體上板子的外設(shè)情況還是非常不錯(cuò)的，可以做很多有用、好玩的東西。由于我本次的DIY項(xiàng)目主要關(guān)于音頻，所以我也就重點(diǎn)看了這塊的介紹。

音頻芯片型號(hào)為NAU8822L,其中I2C接口用于配置(MODE引腳低),I2S接口用于傳輸數(shù)據(jù)。

I2S_LRCK接FS,用于區(qū)分左右通道數(shù)據(jù)。
I2S_BCLK接BCLK 數(shù)據(jù)傳輸bit時(shí)鐘。
I2S_DI接ADCOUT 主<-從。
I2S_DO接ADCIN 主->從。
I2S_MCLK接MCLK 主時(shí)鐘,給設(shè)備提供時(shí)鐘源。

3 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)

3.1 硬件部分

本方案中，硬件部分主要包括使用了2個(gè)按鍵和2個(gè)LED，SD卡、以及音頻處理的I2S接口。

LED：用作功能指示；黃燈表示唐詩(shī)五言絕句模式，紅燈表示唐詩(shī)七言絕句模式；

按鍵：用作功能選擇，有唐詩(shī)五言絕句和唐詩(shī)七言律詩(shī)，兩種功能模式；

音頻喇叭：用作音頻的輸出；

SD卡：用作音頻文件的存儲(chǔ)。

3.2 軟件部分

整個(gè)代碼結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，如下圖所示：

使用到的軟件包主要是 wavplayer，在播放音頻時(shí)，也主要使用這個(gè)軟件包的接口。

程序的簡(jiǎn)單邏輯如下：

1、程序上電，完成初始化操作，包括按鍵、LED等GPIO的模式設(shè)定，創(chuàng)建一個(gè)信號(hào)量；另外，系統(tǒng)在上電初始化后，檢測(cè)到SD卡存在的話，會(huì)自動(dòng)掛載其文件系統(tǒng)，掛載點(diǎn)為 /mnt/sd1 這個(gè)目錄；

2、播放開(kāi)機(jī)使用歡迎詞；

3、while-1循環(huán)等待功能按鍵的輸入；

4、當(dāng)識(shí)別到對(duì)應(yīng)的按鍵輸入后，響應(yīng)的功能指示燈亮起，并且設(shè)定具體需要播放的音頻文件名，然后通過(guò)信號(hào)量觸發(fā)給main循環(huán)的信號(hào)量等待，然后由main循環(huán)調(diào)用wavplayer的接口執(zhí)行對(duì)應(yīng)音頻文件的播放；

1. void wav_palyer_file(constchar*file)

2. {

3. int new_argc =3;

4. char*new_argv[64]={

5. "wavplayer",

6. "-s",

7. "/mnt/sd1/test/test.wav",

8. };

9. externint wav_player(int argc,char*argv[]);

10. snprintf(new_argv[2],64,"%s", file);

11. wav_player(new_argc, new_argv);

12. }

1、周次循環(huán)3-4步驟。

工程代碼代碼已開(kāi)源在gitee：國(guó)學(xué)唐詩(shī)學(xué)習(xí)機(jī)

工程代碼建議使用env環(huán)境執(zhí)行編譯，下載使用官方的NuWriter工具。

工程中使用的音頻文件，如果需要測(cè)試，可以聯(lián)系我獲取。

4 功能展示

4.1 已實(shí)現(xiàn)功能

主要是用按鍵觸發(fā)不同的國(guó)學(xué)內(nèi)容，然后進(jìn)行朗誦，功能屬于比較簡(jiǎn)單，演示視頻詳見(jiàn)：B站鏈接

B站鏈接：

https://www.bilibili.com/video/BV1UY4y1B788/

4.2 未來(lái)實(shí)現(xiàn)功能

比如一鍵聯(lián)網(wǎng)更新 唐詩(shī)音頻文件：通過(guò)http或tftp等遠(yuǎn)程方式，自動(dòng)更新已發(fā)布的唐詩(shī)音頻文件；

比如支持本地人工朗誦錄音和播放：通過(guò)讀學(xué)習(xí)者的朗誦執(zhí)行與原文的比對(duì)；

比如支持考察模式：學(xué)習(xí)機(jī)隨機(jī)選擇一首詩(shī)名，然后學(xué)習(xí)者來(lái)背誦，形成學(xué)習(xí)閉環(huán)；

比如加入語(yǔ)音識(shí)別功能：支持語(yǔ)音輸入來(lái)讓學(xué)習(xí)機(jī)朗誦對(duì)應(yīng)的詩(shī)詞；

比如加入LCD顯示：支持更多樣化的人機(jī)交互。

5 音頻文件制作

本次項(xiàng)目使用的所有音頻文件，均使用 AI文字合成語(yǔ)音在線網(wǎng)站制作，詳見(jiàn)如下：

將所有制作好的音頻文件，按照預(yù)定的文件名，拷貝到SD卡中，即可被讀取播放了。

6 項(xiàng)目總結(jié)

• NK-980IoT版子支持下載固件程序到SRAM中快速運(yùn)行，這個(gè)功能很贊，可以加快調(diào)試速度；但是，我使用燒錄到SPI Flash的方式，試了好幾次燒錄完了都沒(méi)跑起來(lái)，真是有些頭疼；

• 看似小的DIY項(xiàng)目，也需要一番構(gòu)思，留有功能升級(jí)的設(shè)計(jì)；

• 擴(kuò)展功能，有望再花點(diǎn)時(shí)間，升級(jí)升級(jí)；

• 體驗(yàn)了一把windows下使用env開(kāi)發(fā)編譯，雖然比不上Linux環(huán)境的流暢，但在windows環(huán)境能有這樣的體驗(yàn)也還不錯(cuò)，贊一個(gè)。

7 參考資料

• NK980IoT使用RT-Thread的簡(jiǎn)介

https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/tutorial/quick-start/nk-980iot/quick-start

• NK-980IOT測(cè)評(píng)之I2S接口音頻測(cè)試

https://club.rt-thread.org/ask/article/0a848bea7e87954b.html

• NK-980IOT 測(cè)評(píng)之 I2S 和 SDH

https://club.rt-thread.org/ask/article/02738a52239b522c.html

8 致謝

最后，感謝論壇小伙伴 @qinyunti 的部分技術(shù)支持，I2S音頻操作部分主要參考之前的測(cè)評(píng)文章，也期待論壇中有更多關(guān)于NK-980IoT的技術(shù)文章輸出。