NUC980开发板应用 基于NK-980IoT的国学唐诗学习机

最新更新时间:2022-06-23来源: elecfans 手机看文章 扫描二维码
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1 项目背景

最近一直在陪小孩学习国学精髓,比如唐诗、宋词这些经典国学常识;恰好看到RT-Thread官方社区有开展一个DIY活动,并且这个板子刚好带有音频相关的外设接口,于是想着试着玩一玩,没准后面可以把功能再升级一下,给小孩做个高级”玩具”(这个成本可不低啊)。

2 开发板简介

开发板简单的介绍,参考如下:

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整体上板子的外设情况还是非常不错的,可以做很多有用、好玩的东西。由于我本次的DIY项目主要关于音频,所以我也就重点看了这块的介绍。

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音频芯片型号为NAU8822L,其中I2C接口用于配置(MODE引脚低),I2S接口用于传输数据。

I2S_LRCK接FS,用于区分左右通道数据。
I2S_BCLK接BCLK 数据传输bit时钟。
I2S_DI接ADCOUT 主<-从。
I2S_DO接ADCIN 主->从。
I2S_MCLK接MCLK 主时钟,给设备提供时钟源。


3 项目实现



3.1 硬件部分

本方案中,硬件部分主要包括使用了2个按键和2个LED,SD卡、以及音频处理的I2S接口。

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LED:用作功能指示;黄灯表示唐诗五言绝句模式,红灯表示唐诗七言绝句模式;

按键:用作功能选择,有唐诗五言绝句和唐诗七言律诗,两种功能模式;

音频喇叭:用作音频的输出;

SD卡:用作音频文件的存储。

3.2 软件部分

整个代码结构比较简单,如下图所示:

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使用到的软件包主要是 wavplayer,在播放音频时,也主要使用这个软件包的接口。

程序的简单逻辑如下:

1、程序上电,完成初始化操作,包括按键、LED等GPIO的模式设定,创建一个信号量;另外,系统在上电初始化后,检测到SD卡存在的话,会自动挂载其文件系统,挂载点为 /mnt/sd1 这个目录;

2、播放开机使用欢迎词;

3、while-1循环等待功能按键的输入;

4、当识别到对应的按键输入后,响应的功能指示灯亮起,并且设定具体需要播放的音频文件名,然后通过信号量触发给main循环的信号量等待,然后由main循环调用wavplayer的接口执行对应音频文件的播放;


  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、周次循环3-4步骤。

工程代码代码已开源在gitee:国学唐诗学习机

工程代码建议使用env环境执行编译,下载使用官方的NuWriter工具。

工程中使用的音频文件,如果需要测试,可以联系我获取。

4 功能展示

4.1 已实现功能

主要是用按键触发不同的国学内容,然后进行朗诵,功能属于比较简单,演示视频详见:B站链接

B站链接:

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

4.2 未来实现功能

比如一键联网更新 唐诗音频文件:通过http或tftp等远程方式,自动更新已发布的唐诗音频文件;

比如支持本地人工朗诵录音和播放:通过读学习者的朗诵执行与原文的比对;

比如支持考察模式:学习机随机选择一首诗名,然后学习者来背诵,形成学习闭环;

比如加入语音识别功能:支持语音输入来让学习机朗诵对应的诗词;

比如加入LCD显示:支持更多样化的人机交互。

5 音频文件制作

本次项目使用的所有音频文件,均使用 AI文字合成语音在线网站制作,详见如下:

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将所有制作好的音频文件,按照预定的文件名,拷贝到SD卡中,即可被读取播放了。

6 项目总结

  • NK-980IoT版子支持下载固件程序到SRAM中快速运行,这个功能很赞,可以加快调试速度;但是,我使用烧录到SPI Flash的方式,试了好几次烧录完了都没跑起来,真是有些头疼;

  • 看似小的DIY项目,也需要一番构思,留有功能升级的设计;

  • 扩展功能,有望再花点时间,升级升级;

  • 体验了一把windows下使用env开发编译,虽然比不上Linux环境的流畅,但在windows环境能有这样的体验也还不错,赞一个。

7 参考资料

  • NK980IoT使用RT-Thread的简介

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


  • NK-980IOT测评之I2S接口音频测试

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


  • NK-980IOT 测评之 I2S 和 SDH

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


编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qrs/ic614576.html

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北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

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