单片机与BY8301-16P语音模块串口通信详解：实现指定音频播放功能

基于单片机与BY8301-16P 语音模块间的串口通信，实现播放指定音频

一、串口语音模块

这里我们使用的具体型号是：CH32V307VCT6开发板和BY8301-16P 语音模块。

以下是BY8301-16P语音模块的一些主要特点：

模块引脚原理图：

二、基础知识

1、引脚连接

BY8301-16P语音模块采用标准的UART异步串口接口（3.3V TTL电平）进行通信。这里我们使用CH32的串口三进行串口通信：

2、通信协议

3、命令结构

4、主要控制命令

模块支持一系列控制命令，包括：

5、查询命令

模块还允许您查询其状态：

6、重要注意事项

三、通信程序

1、 Usart3_Init() 串口三初始化函数

配置CH32微控制器的USART3（通用同步/异步收发器3）进行串口通信。以下是代码的详细分解：

void Usart3_Init()
{
    //结构体定义
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStructure;

    //时钟使能
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3 , ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE);

    //GPIO 引脚配置
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    
    //USART3 参数配置
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;
    USART_Init(USART3, &USART_InitStructure);
    USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);
    
    //中断配置
     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;
     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    //使能 USART 和清除标志位
     USART_Cmd(USART3, ENABLE);
     USART_ClearFlag(USART3,USART_FLAG_TC);//清空串口3的发送标志位
}

1. 结构体定义

   这里定义了三个结构体变量，分别用于配置：

2. GPIO_InitStructure：GPIO引脚。
3. USART_InitStructure：USART3模块。
4. NVIC_InitStructure：嵌套向量中断控制器，用于中断配置。

5. 时钟使能

   这两行代码的作用是使能相关外设的时钟：

6. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3 , ENABLE);：使能USART3模块的时钟。USART3挂载在APB1总线上。
7. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE);：使能GPIOB端口的时钟。USART3的引脚（PB10和PB11）位于GPIOB端口。

8. GPIO 引脚配置

   这段代码配置了GPIOB的PB10引脚用于USART3通信：

4. USART3 参数配置

   这段代码配置了USART3的通信参数：

5. USART_BaudRate = 9600;：设置波特率为9600bps。这是BY8301-16P语音模块的常用波特率。
6. USART_WordLength = USART_WordLength_8b;：设置数据字长为8位。
7. USART_StopBits = USART_StopBits_1;：设置停止位为1位。
8. USART_Parity = USART_Parity_No;：禁用奇偶校验。
9. USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;：禁用硬件流控制。
10. USART_Mode = USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;：使能USART3的发送和接收功能

11. 中断配置

    这段代码配置了USART3的接收中断：

12. USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);：使能USART3的接收非空中断。这意味着当接收缓冲区有新的数据时，会触发中断。
13. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;：指定中断通道为USART3的中断。
14. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;：设置抢占优先级为1。
15. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;：设置子优先级为1。
16. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;：使能USART3中断。
17. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);：初始化NVIC

18. 使能 USART 和清除标志位

19. USART_Cmd(USART3, ENABLE);：使能USART3模块，使其开始工作。
20. USART_ClearFlag(USART3,USART_FLAG_TC);：清除USART3的发送完成标志位。这通常在发送数据之前或发送数据后进行，以确保发送状态的正确性

2、 audio_proc():语音处理函数

通过USART3（串口3）向BY8301-16P语音模块发送命令，播放指定编号的音频文件。

void audio_proc(uint8_t num)
{
    // 定义一个包含串口发送命令的字节数组
    uint8_t string[]={0x7E,0x05,0x41,0x00,num,0x05^0x41^0x00^num,0xEF};

    uint8_t i = 0; // 循环计数器
    for(i=0;i<7;i++) // 循环发送7个字节的命令
    {
        USART_SendData(USART3, string[i]); // 发送当前字节
        // 等待发送完成标志位被置位，确保当前字节发送完毕才发送下一个字节
        while(  USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_TC)==0 );
    }
}

1. 、函数声明

2. 定义串口发送命令数组

3. 循环发送字节

4、总结作用：

audio_proc 函数的作用是：

1. 根据传入的 num 值（音频文件编号），构造一个完整的BY8301-16P语音模块的“选曲播放”命令帧。
2. 通过USART3（串口3）将这个命令帧中的每一个字节逐个发送出去。
3. 在发送每个字节后，会等待直到该字节完全发送完成，才继续发送下一个字节，确保数据的正确传输。

简单来说，调用 audio_proc(5); 就会尝试让BY8301-16P语音模块播放编号为5的音频文件。

3、audio_volume():音量设置函数

其主要目的是通过USART3（串口3）向BY8301-16P语音模块发送命令，用于设置播放音量。

void audio_volume(u8 volume)
{
    // 定义一个包含串口发送命令的字节数组
    u8 string[]={0x7e,0x04,0x31,volume,0x04^0x31^yinliang,0xef};

    u8 i; // 循环计数器
    for(i=0;i<6;i++) // 循环发送6个字节的命令
    {
        USART_SendData(USART3,string[i]); // 发送当前字节
        // 等待发送完成标志位被置位，确保当前字节发送完毕才发送下一个字节
        while(  USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_TC)==0 );
    }
}

简单来说，调用 audio_volume(20); 就会尝试将BY8301-16P语音模块的音量设置为20（十六进制 0x14）。通常，音量范围是0到30（0x00到0x1E）。

USART_SendData(USART3,string[i]); // 发送当前字节
// 等待发送完成标志位被置位，确保当前字节发送完毕才发送下一个字节
while( USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_TC)==0 );
}
}
简单来说，调用 audio_volume(20); 就会尝试将BY8301-16P语音模块的音量设置为20（十六进制 0x14）。通常，音量范围是0到30（0x00到0x1E）。

注意：如何把音频文件更新进BY8301-16P语音模块，请看官方的使用说明书。

作者：m0_74027440