基于意法半导体STM32WB5MMGH6TR超低功耗蓝牙模块全双工音频...

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基于意法半导体STM32WB5MMGH6TR超低功耗蓝牙模块全双工音频流传输解决方案

意法半导体SL-CNWLC01104V1解决方案提供双向无线音频通信，具有高质量的音频和极低的功耗，非常适合智能家庭和行业应用，如音频娱乐和游戏、无线扬声器、PC外围设备耳机，可穿戴设备，用于从智能手机播放音乐，以及语音控制电视遥控器。

语音处理链从MP34DT06J数字MEMS话筒开始，该话筒将输入音频转换为脉冲密度调制（PDM）格式。带有嵌入式Bluetooth®低能量认证收发器的极低功耗STM32WB系列MCU继续以Opus格式进一步转换和压缩数字音频信号，然后将无线可编解码数据包发送到同一系统进行解码，并随后通过USB音频输出接口进行流式传输。

该解决方案用于通过蓝牙® 5.0 全双工传输 Opus 格式音频流，需要设置两个具有相同硬件的节点，其中包括 STM32WB5MM-DK 探索板（带有 STM32WB5M 模块的开发板）。一个节点配置为中心节点，另一个节点配置为外围节点，每个节点都可以同时充当发送器和接收器。

一旦将带有必要硬件驱动程序和编码软件的 FP-AUD-BVLINKWB1 STM32Cube 功能包加载到 Nucleo-64 开发板微控制器上并正确配置节点，Tx 侧数字 MEMS 麦克风采集的音频就会被压缩并通过 与 Rx 侧的无线配对，接收到的音频被解压缩并通过配置为音频输出接口的 USB 发送。

STM32WB5MM-DK Discovery 套件设计为基于 Arm® Cortex®-M4 和 Arm® Cortex®-M0+ 内核的 STMicroelectronics STM32W5MMG 模块的完整演示和开发平台。STM32 设备是一款多协议无线超低功耗设备，嵌入了功能强大的超低功耗无线电，符合蓝牙®低功耗 (BLE) SIG 规范 v5.2 和 IEEE 802.15.4-2011。

Discovery 套件的硬件功能可供用户开发其应用程序：音频、USB、用户按钮和蓝牙® 低功耗。扩展连接器可以轻松连接用于特定应用的 ARDUINO® 板。板上集成了 ST-LINK/V2-1，作为 STM32 MCU 和 USB 虚拟 COM 端口桥的嵌入式在线调试器和编程器。

FP-AUD-BVLINKWB1 是一个 STM32Cube 功能包，可使用先进的 Opus 压缩算法通过 BLE 执行全双工语音流或立体声音乐流。

该应用程序在连接到 X-NUCLEO-CCA02M2 的 P-NUCLEO-WB55 或 STM32WB5MM-DK 上运行，包括用于 BLE 和数字 MEMS 麦克风的驱动程序和中间件。它还包括完整的 Opus 音频编解码器 (v 1.3) 作为第三方中间件，用于在两个 STM32WB 之间执行双向和同步音频流。

外设模块还可以以全双工模式（16 kHz 的双向音频）与运行 STBLESensor 应用程序的移动设备进行通信，或从同一应用程序接收 48 kHz 的立体声音乐。例如，该软件与 STM32WB 和 ST 器件的建议组合可用于开发用于智能家居或可穿戴应用的无线音频通信系统。Opus 算法提供了即使在低比特率下也能实现高音频质量的灵活性，并且 STM32WB 具有低功耗功能，允许开发具有极低功耗的应用程序。

原厂相关网页

SL-CNWLC01104V1 - Streaming full-duplex audio over Bluetooth Low Energy - STMicroelectronics

开发板文档工具软件等：

FP-AUD-BVLINKWB1 - STM32Cube function pack for STM32WB MCU featuring full-duplex audio streaming over Bluetooth 5.0 using Opus codec - STMicroelectronics

STM32WB5MM-DK - Discovery kit with STM32WB5MMG MCU - STMicroelectronics

►场景应用图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

1、STM32WB55VGY   超低功耗双核Arm Cortex-M4 MCU 64 MHz，Cortex-M0+32MHz，带1兆字节闪存，蓝牙LE 5.2，802.15.4，Zigbee，线程，USB，LCD，AES-256

2、该微控制器简化了与DSP指令集的双向通信，以实现快速音频信号处理和嵌入式RF无线电（兼容Bluetooth®Low Energy v5.0），该体系结构专门设计用于最低功耗。

3、MP34DT06J-MEMS 立体声数字话筒，这种极低功耗的麦克风输出高质量、低噪声的数字音频信号，可通过合适的有线或无线协议（如Bluetooth®低能）进行快速转换和传输。

4、易于实施、成本低且高度紧凑的全双工通信解决方案

5、Bluetooth®低能耗SIG规范v5.0兼容

6、用于高效语音音频编码的OPUS格式

7、功耗极低，非常适合便携式电池供电应用

►方案规格

1、STM32WB5MMG 超低功耗认证 2.4GHz 无线模块

2、支持蓝牙®规范 v5.0 和 IEEE 802.15.4-2011 PHY 和 MAC 的 2.4 GHz RF 收发器

3、用于实时无线电层的专用 Arm® 32 位 Cortex® M0+ CPU

4、用于 SMA 连接器的集成 PCB 天线或封装

5、CR2032电池板载插座

6、支持多种集成开发环境 (IDE)，包括 IAR™、Keil®、基于 GCC 的 IDE、Arm® Mbed™

7、2 个 MP34DT06J 数字 MEMS 麦克风

8、使用 Opus 编解码器通过低功耗蓝牙® 实现全双工通信的固件

9、BlueVoiceOPUS 定制的 BLE 音频配置文件，包括用于利用高级 Opus 功能的 API（提供源代码）

10、第三方Opus v1.3（可从https://www.opus-codec.org下载）中间件

11、数字音频信号采集与处理

12、通过 USB 播放音频输出

13、适用于 STM32WB5MM-DK 的示例实现