教你如何解析WAV文件格式？
将资料和编程过程整理成本文，供大家一起学习和进步。...
STM32从SD卡中读取语音文件进行播放，因此需要对语音进行解码，刚开始就一直使用Speex的音频压缩格式，最近发现，在进行语音格式转换时，我们不能很好地分析spx格式音频文件的文件头，这样就会导致语音的播放出现问题。由于WAV采用PCM编码，音质也十分不错，于是考虑用STM32对WAV格式音频文件进行解码，上周末开始找资料和编程，其中也遇到了不少问题，不过功夫不负有心人，最终还是顺利的跑起来了。先将资料和编程过程整理成本文，供大家一起学习和进步。
WAV文件格式是一种重要的用于存放声音文件的文件格式，尽管现在有MP3，RAM等压缩效率更高的声音文件格式，并且广泛被音乐文件所采用，但是又很多的应用程序仍然采用WAV文件格式。由于WAV文件没有采用压缩技术，所以它的文件很庞大，一般都在几MB以上。但也正是因为没有采用压缩技术，声音的采样数据很容易被读出来，便于用作其他的处理。
废话不多说了，我们直接去解析WAV文件格式吧。
WAV格式符合RIFF（Resource interchange File Format）规范。所有的WAV都有一个头文件，这个头文件音频流的编码参数。
表1、WAV文件的文件头
表2、WAV声音文件的数据块
接下来我们用已经编好的程序来读取一个WAV文件的文件头和数据块，看看各个内容都表示什么含义。
图1、WAV源文件
图2、用WinHex软件解析WAV
图3、STM32读取WAV的信息
头文件样例说明：
“52 49 46 46”这个是Ascii字符“RIFF”，这部分是固定格式，表明这是一个WAVE文件头。
“24 33 AE 00”这个是我的WAV文件的数据大小，这个大小包括除了前面4个字节的所有字节，也就是等于文件总字节数减去8。得到图3中的11416356。11416356+8=11416364Byte=10.88Mb。
“57 41 56 45 66 6D 74 20”，也是Ascii字符“WAVEfmt”，这部分是固定格式。以后是PCMWAVEFORMAT部分。
“10 00 00 00”，这是一个DWORD，对应数字16，这个对应定义中的PCMWAVEFORMAT部分的大小，可以看到后面的这个段内容正好是16个字节。当为16时，最后是没有附加信息的，当为数字18时，最后多了两个字节的附加信息。
“01 00”，这是一个WORD，对应定义为编码格式（WAVE_FORMAT_PCM格式用的就是这个）。
“01 00”，这是一个WORD，对应数字1，表示声道数为1，是个单声道WAV，当值为2时为立体声WAV。
“22 56 00 00”对应数字22050，代表的是采样频率220505，采样率（每秒样本数）表示每个通道的播放速度。
“44 AC 00 00”对应数字44100，代表的是每秒的数据量，波形音频数据传送数率，其值为通道数×每秒样本数×每个样本的数据位数/8。播放软件利用此值可以估计缓冲区的大小。
“02 00:”对应数字是2，表示块对齐的内容。数据块的调整数（按字节算），其值为通道数×每个样本的数据位置/8.播放软件需要一次处理多个改值大小的字节数据，以便将其值用于缓冲区的调整。
“10 00”，此数值为16，采样大小为16bits，每样本数据位数，表示每个声道中各个样本的数据位数。如果有多个声道，对每个声道而言，样本大小都一样。
“64 61 74 61”，这个是Ascii字符“data”，表示头结束，开始数据区域。
“00 33 AE 00”，十六进制数是“0xAE3300”，对应十进制11416320，是数据区的开头以后的数据总数。
再往后就是真正的WAV文件数据体了，头文件分析到此。
常见的声音文件主要有两种，分别对应单声道（11.025KHz采样率、8Bit的采样值）和双声道（44.1KHz采样率、16Bit的采样值）。采样率是指：声音信号在“模->数”转换过程中单位时间内采样的次数。采样值是指每一次采样周期内声音模拟信号的积分值。
对于单声道声音文件，采样数据位8位的短整数；而对于双声道立体声声音文件，每次采样数据位一个16位的整数，高8为和低8位分别代表左右两个声道。
WAVE文件数据块包含以脉冲编码调制（PCM）格式表示样本。WAVE文件是由样本组织而成的。在单声道WAVE文件中，声道0代表左声道，声道1代表右声道。在多声道WAVE文件中，样本是交替出现的。
PCM数据的存放方式：
样本1 样本2
8位单声道 0声道 0声道
8位立体声 0声道（左）1声道（右） 0声道（左） 1声道（右）
16位单声道 0声道低 0声道高 0声道低 0声道高
16位立体声 0声道（左）低 0声道(左)高 1声道（右）低 1声道（右）高
系统硬件组成比较简单，可以分为液晶显示，LED指示，USB输入，SD卡，电源供电，音频功放和按键等，如图3-1所示：
图3-1 系统组成框图
SD卡电路：
SD卡采用SPI驱动。
音频功放电路：
定时器初始化：
void Timerx_Init(u16 arr,u16 psc)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC->APB1ENR"=1SC=psc; //预分频器7200，得到10KHz的计数时钟
TIM3->DIER"=1CRL|=0X00040000;//PA4浮空输入
tmpreg1=DAC->CR;//Get the DAC CR value
tmpreg1&=~(CR_CLEAR_Mask<
tmpreg2=(DAC_Trigger_Software|DAC_WaveGeneration_None|DAC_LFSRUnmask_Bits8_0|DAC_OutputBuffer_Enable);
tmpreg1|=tmpreg2<
DAC->CR=tmpreg1;//Write to DAC CR
DAC->CR|=CR_EN_Set<
DAC1_SetData(0x000);
#if 0
tmpreg1=DAC->CR;//Get the DAC CR value
tmpreg1&=~(CR_CLEAR_Mask<
tmpreg1|=tmpreg2<
DAC->CR=tmpreg1;
DAC->CR|=CR_EN_Set<
DAC2_SetData(0x000);
#endif
}
void DAC1_SetData(u16 data)
{
DAC->DHR12R1=data;//通道1的12位右对齐数据
DAC->SWTRIGR|=0x01;//软件启动转换
}
void DAC2_SetData(u16 data)
{
DAC->DHR12R2=data;//
DAC->DHR12R2=data;//通道2的12位右对齐数据
DAC->SWTRIGR|=0x02;//软件启动转换
}
定时器中断服务程序：
void TIM3_IRQHandler(void)
{
u16 temp;
if(TIM3->SR&0X0001)//溢出中断
{
if(CHanalnum==1)//单声道
{
if(Bitnum==8)//8位精度
{
DAC->DHR12R1=wav_buf[DApc]*10/volume;
DAC->DHR12R2=wav_buf[DApc]*10/volume;
DAC->SWTRIGR |=0x01;
DApc++;
}
else if(Bitnum==16)
{
temp=(((u8)(wav_buf[DApc+1]-0x80)4))*10/volume;
DAC->DHR12L1=temp;
DAC->DHR12L2=temp;
DAC->SWTRIGR|=0x01;
DApc+=2;
}
}
else if(CHanalnum==2)
{
if(Bitnum==8)
{
DAC->DHR12R1=wav_buf[DApc]*10/volume;
DApc++;
DAC->DHR12R2=wav_buf[DApc]*10/volume;
DApc++;
DAC->SWTRIGR|=0x01;
}
else if(Bitnum==16)
{ DAC->DHR12L1=(((u8)(wav_buf[DApc+1]-0x80)4))*10/volume; DApc+=2; DAC->DHR12L2=(((u8)(wav_buf[DApc+1]-0x80)4))*10/volume;
DApc+=2;
DAC->SWTRIGR|=0x01;
}
}
if(DApc==16384)
{
DApc=0;
DACdone=1;
}
}
TIM3->SR&=~(1>20);
}
if(wav1.formart==1)
printf("
WAV PCM
");
if(wav1.CHnum==1)
printf("
single
");
else
printf("
stereo
");
printf("
wav1.SampleRate = %dkHz
",(wav1.SampleRate)/1000);
printf("
wav1.speed = %dbps
",(wav1.speed)/1000);
printf("
wav1.SampleBits = %dbit
",wav1.SampleBits);
return 0;
}
u8 Check_Ifo(u8* pbuf1,u8* pbuf2)
{
u8 i;
for(i=0;i
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