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前言

这次是第二次跟着张老师做乐器了，张老师对电子乐器DIY这块还是很有创意的，在这里还是很感谢张老师的教导。原以为此次时间安排应该是很充足的，但是成年的时间往往都不是自己能做主的，目前只完成了基础的功能，有很多想法想做但是没有更多的时候，只能后期慢慢补充了

硬件分析

立创开源链接：https://oshwhub.com/dr-zhang/eepw_drum

主控

主控采用STM32F103RET6，这个跟STM32F103C8T6是一个系列的，做电子的应该都比较熟悉了，这颗主控就是比C8T6多了一些资源，在这个设计中主要是要运用到DAC的功能是C8T6没有的

主控就是一些基础的，晶振，复位电路，各组电源供电，及boot引脚状态要注意，要不然芯片就无法正常运行了

供电电路

供电主要使用的是锂电池供电，USB提供5v供电给锂电池充电，有一个充电电路，电池输出电压通过稳压电路转成3.3v给整个系统供电

注：在供电这里遇到的小插曲，我没焊接电池直接用USB给系统供电，会导致供电不足，系统会重启，整个系统是电池供电的，USB供电只是给电池充电，这个可以优化一个电路将5v输出也接到3.3稳压输入端，在电池输出到稳压通路上加一个单项导通的二极管，这样能实现USB供电使用

彩灯电路

灯珠使用的是WS2812，这个3色灯也是DIY发烧友常用的显示器件了，使用的资源非常少，只要一个io即可控制，通过协议去切换自己想要的效果

触摸电路

这里使用的是TTP223-BA6触摸芯片，整体触摸反馈还是可以的，比我之前自己使用的那个好多了

三种音频输出硬件

第一种PWM

这个通过占空比的变化，通过阻容整型滤波可输出模拟信号

第二种 R/2R DAC

这种DAC输出方式是个人第一次遇到的，设计的很巧妙，也是最基础的电路知识，最早DIY都是用单片机，基本没有DAC的功能，看到这个电路后有种相见恨晚的感觉

第三种，芯片直接输出DAC

这边做了一个通道选择的拨码开关，让我们这些学习知识的同学们，可以验证多种方案的实现

功放电路

主控出来信号的最大值是有限的，如果直接输出到播放器件的话效果是比较差的，这里添加了一个功放电路，把原理的信号进行响应的放大，但是我们这边最大供电也只有电池的最大电压，所以放大音量也不是很大

软件分析

首先，感谢张老师提供的Demo，我的设计是基于张老师的Demo修改完成

代码目前主要就几个部分

1. WS2812的驱动

2. 触摸按键的识别

3. 音频的转换输出

WS2812

WS2812是一种单总线控制方式，通过一个io口根据WS2812的通讯协议转换电平，实现显示数据的发送，由于我们原理图中设计的一个普通IO控制，所以要自己编写对应的协议代码，使用普通IO口也是相对稳定的

我之前用过一个方案是相对简单，这种方案仅适合硬件资源相对宽裕的情况下，将协议输出引脚设计到SPI的数据输出功能引脚上，直接调用SPI写命令即可将数据传输出去，实现原理是一样，一种使用硬件SPI方式，一种使用io输出协议方式

触摸按键的识别

此次方案中的按键识别，使用的是触摸ic识别输出，这次使用的ic个人在使用上感觉还是不错的，按键的识别就是普通io的控制了，为了及时响应按键的触发动作，代码中采用了外部中断的功能，这样能快速触发按键响应

音频的转换输出

 重点来了，音频的转换算是这个代码中最重要的部分，也是知识点最多的部分

音源的获取及转换参考张老师的帖子：http://forum.amcfsurvey.com/thread/376874/1

音频转换主要是通过定时器定时往，对应的通道（DAC,PWM,R/2R）赋值,这里有个地方要注意的， 就是定时器的时间要和音源采样的频率一致，要不然声音会失真

DAC就是初始化对应DMA，定时器触发往DMA赋值即可

PWM是先定义好输出频率，我们这里修改的主要是PWM的占空比，通过外部硬件滤波显示数模信号的转换

R/2R 这个是直接对IO口赋值即可，R/2R的原理就是通过IO状态的不同电路自动转换DAC的输出电平

通过测试个人感觉几个通道效果 R/2R ≥ DAC > PWM

成品展示