Development of embedded system for real-time audio acquisition and processing based on STM32 microcontroller

Simple item page
dc.citation.epage186
dc.citation.issue3
dc.citation.journalTitleКомп’ютерні системи проектування. Теорія і практика
dc.citation.spage176
dc.contributor.affiliationНаціональний університет "Львівська політехніка"
dc.contributor.affiliationБілостоцький технологічний університет
dc.contributor.affiliationНаціональний лісотехнічний університет України
dc.contributor.affiliationНаціональний університет "Львівська політехніка"
dc.contributor.affiliationНаціональний університет "Львівська політехніка"
dc.contributor.affiliationLviv Polytechnic National University
dc.contributor.affiliationBialystok University of Technology
dc.contributor.affiliationThe National Forestry and Wood-Technology University of Ukraine
dc.contributor.affiliationLviv Polytechnic National University
dc.contributor.affiliationLviv Polytechnic National University
dc.contributor.authorГоловатий, Андрій
dc.contributor.authorЛукашевіч, Анджей
dc.contributor.authorГоловата, Софія
dc.contributor.authorКлим, Назарій
dc.contributor.authorКолесник, Костянтин
dc.contributor.authorHolovatyy, Andriy
dc.contributor.authorLukaszewicz, Andrzej
dc.contributor.authorHolovata, Sofia
dc.contributor.authorKlym, Nazariy
dc.contributor.authorKolesnyk, Kostyantyn
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2025-12-16T08:41:00Z
dc.description.abstractВбудовану систему для збирання та оброблення аудіоданих у реальному часі роз- роблено із використанням набору STM32F407G-DISC1 Discovery із 32-розрядним мікроконтролером STM32F407VGT6 ARM Cortex-M4. Для його роботи використано базові модулі комплекту STM32F4 DISCOVERY. Периферійний модуль STM32F407VGT6 MCU I2S2 налаштовано у напівдуплексному головному режимі для отримання даних PDM від мікрофона MP45DT02. Периферійний USB-модуль STM32 налаштовано у режимі хоста, а протокол MSC реалізовано для передавання та отримання аудіоданих на/з USB-накопичувач. Периферійний модуль I2S3 мікроконтролера STM32F407VGT6 налаштовано у режимі головного передавача для передавання аудіоданих на ЦАП CS43L22. I2S2 DMA STM32F407VGT6 MCU використовується для передавання даних із мікрофона в буфер оперативної пам’яті, що істотно розвантажує процесор. Кнопки користувача на платі STM32F407G-DISC1 вико- ристовуються для управління додатками (відтворення або запис). Програмне забезпечення для збирання та оброблення звуку в режимі реального часу для STM32 MCU розроблено на C із застосуванням аудіодрайвера BSP та бібліотеки PDM2PCM.2
dc.description.abstractIn the paper, the embedded system for real-time acquisition and processing audio data has been developed using the STM32F407G-DISC1 Discovery kit with the STM32F407VGT6 ARM Cortex-M4 32-bit MCU. The basic modules of the STM32F4DISCOVERY kit are used for its operation. The STM32F407VGT6 MCU I2S2 peripheral module has been configured in half-duplex master mode to acquire PDM data from the MP45DT02 microphone. The STM32 USB peripheral module is configured in host mode and the MSC protocol is implemented for transmitting and receiving audio data to/from USB flash drive. The I2S3 peripheral module of the STM32F407VGT6 MCU is configured in master transmitter mode for transmitting audio data to the CS43L22 DAC. The I2S2 DMA of the STM32F407VGT6 MCU is used to transfer data from the microphone to the RAM buffer, which significantly relieves the CPU. The user buttons on the STM32F407G-DISC1 board are used for application control (playback or recording). The real-time audio acquisition and processing software for STM32 MCU has been developed in C using the BSP audio driver and PDM2PCM library.
dc.format.extent176-186
dc.format.pages11
dc.identifier.citationDevelopment of embedded system for real-time audio acquisition and processing based on STM32 microcontroller / Andriy Holovatyy, Andrzej Lukaszewicz, Sofia Holovata, Nazariy Klym, Kostyantyn Kolesnyk // Computer Systems of Design. Theory and Practice. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2024. — Vol 6. — No 3. — P. 176–186.
dc.identifier.citation2015Development of embedded system for real-time audio acquisition and processing based on STM32 microcontroller / Holovatyy A. та ін. // Computer Systems of Design. Theory and Practice, Lviv. 2024. Vol 6. No 3. P. 176–186.
dc.identifier.citationenAPAHolovatyy, A., Lukaszewicz, A., Holovata, S., Klym, N., & Kolesnyk, K. (2024). Development of embedded system for real-time audio acquisition and processing based on STM32 microcontroller. Computer Systems of Design. Theory and Practice, 6(3), 176-186. Lviv Politechnic Publishing House..
dc.identifier.citationenCHICAGOHolovatyy A., Lukaszewicz A., Holovata S., Klym N., Kolesnyk K. (2024) Development of embedded system for real-time audio acquisition and processing based on STM32 microcontroller. Computer Systems of Design. Theory and Practice (Lviv), vol. 6, no 3, pp. 176-186.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.23939/cds2024.03.176
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/124094
dc.language.isoen
dc.publisherВидавництво Львівської політехніки
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofКомп’ютерні системи проектування. Теорія і практика, 3 (6), 2024
dc.relation.ispartofComputer Systems of Design. Theory and Practice, 3 (6), 2024
dc.relation.references[1] Electronic resource UM1472 User manual. Discovery kit with STM32F407VG MCU. [Access mode]: https://www.st.com/resource/en/user_manual/um1472-discovery-kit-with-stm32f407vg-mcu-stmicroelectronics.pdf.
dc.relation.references[2] Electronic resource AN5027. Interfacing PDM digital microphones using STM32 MCUs and MPUs. [Access mode]: https://www.st.com/resource/en/application_note/an5027-interfacing-pdm-digital-microphonesusing-stm32-mcus-and-mpus-stmicroelectronics.pdf.
dc.relation.references[3] Електронний ресурс AN3997. Audio playback and recording using the STM32F4DISCOVERY. [Access mode]: https://www.st.com/resource/en/application_note/an3997-audio-playback-and-recording-using-the-stm32f4- discovery-stmicroelectronics.pdf.
dc.relation.references[4] Electronic resource AN3998. PDM audio software decoding on STM32 microcontrollers. [Access mode]: https://www.st.com/resource/en/application_note/an3998-pdm-audio-software-decoding-on-stm32-microcontrollersstmicroelectronics.pdf.
dc.relation.references[5] Carmine Noviello. Mastering STM32 – 2nd Edition. A step-by-step guide to the most complete ARM Cortex-M platform, using the official STM32Cube development environment, Lean Publishing, 2018, p. 852.
dc.relation.referencesen[1] Electronic resource UM1472 User manual. Discovery kit with STM32F407VG MCU. [Access mode]: https://www.st.com/resource/en/user_manual/um1472-discovery-kit-with-stm32f407vg-mcu-stmicroelectronics.pdf.
dc.relation.referencesen[2] Electronic resource AN5027. Interfacing PDM digital microphones using STM32 MCUs and MPUs. [Access mode]: https://www.st.com/resource/en/application_note/an5027-interfacing-pdm-digital-microphonesusing-stm32-mcus-and-mpus-stmicroelectronics.pdf.
dc.relation.referencesen[3] Elektronnii resurs AN3997. Audio playback and recording using the STM32F4DISCOVERY. [Access mode]: https://www.st.com/resource/en/application_note/an3997-audio-playback-and-recording-using-the-stm32f4- discovery-stmicroelectronics.pdf.
dc.relation.referencesen[4] Electronic resource AN3998. PDM audio software decoding on STM32 microcontrollers. [Access mode]: https://www.st.com/resource/en/application_note/an3998-pdm-audio-software-decoding-on-stm32-microcontrollersstmicroelectronics.pdf.
dc.relation.referencesen[5] Carmine Noviello. Mastering STM32 – 2nd Edition. A step-by-step guide to the most complete ARM Cortex-M platform, using the official STM32Cube development environment, Lean Publishing, 2018, p. 852.
dc.relation.urihttps://www.st.com/resource/en/user_manual/um1472-discovery-kit-with-stm32f407vg-mcu-stmicroelectronics.pdf
dc.relation.urihttps://www.st.com/resource/en/application_note/an5027-interfacing-pdm-digital-microphonesusing-stm32-mcus-and-mpus-stmicroelectronics.pdf
dc.relation.urihttps://www.st.com/resource/en/application_note/an3997-audio-playback-and-recording-using-the-stm32f4-
dc.relation.urihttps://www.st.com/resource/en/application_note/an3998-pdm-audio-software-decoding-on-stm32-microcontrollersstmicroelectronics.pdf
dc.rights.holder© Національний університет „Львівська політехніка“, 2024
dc.rights.holder© Holovatyy A., Łukaszewicz A., Holovata S., Klym N., Kolesnyk K., 2024
dc.subjectвбудована система реального часу
dc.subjectзбір і обробка аудіо
dc.subjectкомплект STM32F407G-DISC1 Discovery
dc.subjectSTM32F407VGT6
dc.subjectмікрофон MP45DT02 ST-MEMS
dc.subjectаудіо ЦАП CS43L22
dc.subjectLCD WH1602B-NYG-CT
dc.subjectI2S
dc.subjectSPI
dc.subjectPDM
dc.subjectPCM
dc.subjectформат аудіофайлу WAV
dc.subjectreal-time embedded system
dc.subjectaudio acquisition and processing
dc.subjectSTM32F407GDISC1 Discovery kit
dc.subjectSTM32F407VGT6
dc.subjectMP45DT02 ST-MEMS microphone
dc.subjectCS43L22 audio DAC
dc.subjectLCD WH1602B-NYG-CT
dc.subjectI2S
dc.subjectSPI
dc.subjectPDM
dc.subjectPCM
dc.subjectWAV audio file format
dc.titleDevelopment of embedded system for real-time audio acquisition and processing based on STM32 microcontroller
dc.title.alternativeРозроблення вбудованої системи збирання та оброблення звуку в реальному часі на базі мікроконтролера STM32
dc.typeArticle

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
2024v6n3_Holovatyy_A-Development_of_embedded_176-186.pdf
Size:
2.59 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
1.95 KB
Format:
Plain Text
Description:
Download

Collections

Комп'ютерні системи проектування теорія і практика. – 2024. – Том 6, № 3