WM8960 Audio HAT

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WM8960-Audio-HAT
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功能简介
特性 WM8960音频编码解码
' 无特性，不解释
' 无特性，不解释
' 无特性，不解释
' 无特性，不解释
接口 I2S

说明

产品简介

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

Wm8960 audio hat.png
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
5V 5V 电源正（5V电源输入）
GND GND 电源地
SDA P2/SDA I2C数据输入
SCL P3/SCL I2C时钟输入
CLK P18 I2S位时钟输入
LRCLK P19 I2S帧时钟输入
DAC P21 I2S串行数据输出
ADC P20 I2S串行数据输入
BUTTON P17 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：

sudo nano /etc/apt/sources.list

将官方源开头用#注释，并添加阿里源：

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

屏蔽树莓派默认音频：

sudo nano /boot/config.txt

找到dtparam=audio=on,在最前面加上#号，将其改成#dtparam=audio=on，改成ctrl+c然后Y保存退出

更新软件源：

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

检查内核版本：

uname -a
下载驱动程序：
git clone https://github.com/waveshare/WM8960-Audio-HAT

安装WM8960驱动：

cd WM8960-Audio-HAT
#需要等待一定的时间
sudo ./install.sh 
sudo reboot

重启后运行如下命令看下驱动是否加载成功。

sudo dkms status

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

注意：首次安装如果更新了内核可能会出现有噪声等问题，需要重启后再次运行命令安装驱动就可以了。
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
pi@raspberrypi:~ $ aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: wm8960soundcard [wm8960-soundcard], device 0: bcm2835-i2s-wm8960-hifi wm8960-hifi-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
  • 检查录音：arecord -l
pi@raspberrypi:~ $ arecord -l
**** List of CAPTURE Hardware Devices ****
card 0: wm8960soundcard [wm8960-soundcard], device 0: bcm2835-i2s-wm8960-hifi wm8960-hifi-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

录音播放测试

录播测试

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

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

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

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。
Wm8960 audio hat alsamixer.png
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：

sudo apt-get install mpg123 
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： 

sudo apt-get install smplayer

在界面中右键选择wm8960-soundcard为默认
Wm8960 audio hat smplayer.png
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)
Wm8960 audio hat smplayer2.png
Wm8960 audio hat smplayer3.png

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

VisionFive2使用

加载驱动

在 U-boot 打印到图示位置试，按下任意键可以进入设备树的切换
VisionFive2-21.jpg
将开机时的命令换成如下

ext4load mmc 1:3 a0000000 /boot/uEnv.txt 
env import a0000000 17c
setenv fdtfile starfive/jh7110-visionfive-v2-wm8960.dtb 
sysboot mmc 1:3 ext2 b0000000 /boot/extlinux/extlinux.conf

202302 系统，加载驱动

开机，正常进入系统，输入命令

nano /boot/uEnv.txt

进入系统启动配置文件，将 1 部分的内容注释掉，添加 2 部分的内容

fdtfile=starfive/jh7110-visionfive-v2-wm8960.dtb

Visionfive2-WM8960-1.png
重启即可

开始使用

安装alsa-utils

apt install alsa-utils

如果一开始没有接入模块，需要重启VisionFive2后才能检测到音频设备
输入 aplay -l 列出声卡和数字音频设备
注意观察图上标出来的位置，这表示声卡和数字音频设备的设备号，其中card0，device0 为VisionFive2主板板载耳机接口，card0，device2为WM8960模块板载耳机接口
VisionFive2-19.jpg
输入 arecord -l 列出声卡和录音设备
注意观察图上标出来的位置，这表示声卡和录音设备的设备号，card0，device1为WM8960模块板载的两个贴片麦克风
VisionFive2-20.jpg
输入命令：

arecord -Dhw:0,1 -f S32_LE -r16000 -c2 -d 10 -t wav sound_32b_16k.wav

开始录制10秒32位、16kHz的音频，并将其保存在当前目录下，文件名为sound_32b_16k.wav
输入命令：

aplay -Dhw:0,2 -f S32_LE -r16000 -t wav sound_32b_16k.wav

使用WM8960模块板载耳机接口播放音频
注意VisionFive2主板板载耳机接口只支持输出16位音频格式的音频

RDK X3 MODULE使用

录音播放功能

如果您使用的是server的镜像，请导入最新的两个音频软件包到系统，如果不是请跳到驱动安装

wget https://www.waveshare.net/w/upload/3/3b/Audio_Driver_HAT_V2.zip
unzip Audio_Driver_HAT_V2.zip
sudo dpkg -i *.deb
sync
sudo reboot

安装驱动 

git clone git@github.com:HorizonRDK/hobot-audio.git
cd hobot-audio
sudo ./install.sh
What type of audio board do you have?
1. WM8960 Audio HAT
2. Audio Driver HAT

此处选择1
运行命令sync && reboot重启开发板，如/dev/snd下出现如下设备节点，说明转接板安装成功

root@ubuntu:~# ls /dev/snd/
by-path  controlC0  pcmC0D0c  pcmC0D0p  pcmC0D1c  pcmC0D1p  timer

录音播放测试

2通道麦克风录音： 

tinycap ./2chn_test.wav -D 0 -d 0 -c 2 -b 16 -r 48000 -p 512 -n 4 -t 5

双通道音频播放： 

tinyplay ./2chn_test.wav -D 0 -d 1

资料

文档

程序

数据手册

3D图纸

FAQ


问题：最新的系统安装驱动报错没有kernel-header文件, 无法正常安装？

将以下设置行加到/boot/config.txt 文件的最后一行，保存后重启系统，再安装驱动。 

arm_64bit=0


问题：WM8960 Audio HAT驱动装好了，喇叭有声音，但是耳机没有声音?

终端运行以下指令重启声卡服务，然后再测试一下

sudo systemctl restart wm8960-soundcard.service


问题：耳机座子是几段的

耳机座子是4段国标(又称OMTP)耳机接口，如果是美标(又称CTIA)耳机可能会出现麦没有声音现象。


问题：板子的晶振是多大的

24Mhz。


问题：喇叭的功率

两个喇叭都是8欧姆5W的。


问题：是否可以录音边播放？

可以，在说明的录音测试部分有详细说明


问题：WM8960 Audio HAT驱动装好了，怎么检测不到声卡?

1.查看一下/boot/config.txt文件是否屏蔽掉了树莓派默认音频。
2.注意是否用对驱动版本。
3.确保安装驱动的过程没有报错。
4.安装好之后一定要重启。


技术支持


联系人：林工
EMAIL：3005425717@qq.com
电话：0755-83043099
QQ：3005425717
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说明：进行售后服务前，请准备好客户信息（定货单位、定货人等），以供验证
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