【源码】基于Python和C语言的蓝牙低功耗音频传输系统

项目简介

本项目是基于Python和C语言开发的蓝牙低功耗（BLE）音频传输系统，专为nRF5340 Audio开发套件设计。依据蓝牙LE音频规范，借助LC3编解码器实现音频的压缩与解压缩，并通过等时通道进行音频播放。系统可作为网关或耳机使用，网关接收外部音频数据并转发给耳机，耳机负责播放接收到的音频，还支持双向模式，允许一个网关同时与一到两个耳机进行音频的收发。

项目的主要特性和功能

1. 多模式支持：支持连接等时流（CIS）和广播等时流（BIS）两种模式。CIS模式可实现立体声播放和同步；BIS模式可向多个未连接的接收器广播音频流。
2. 音频处理：利用LC3软件编解码器对音频数据进行编码和解码，保障音频质量。
3. 同步机制：通过同步模块实现音频同步播放，包含呈现补偿和漂移补偿，防止I2S溢出或欠载。
4. 用户界面：基于开发套件的PCB元素实现简单用户界面，通过开关、按钮控制应用程序，LED显示设备状态。
5. 配置灵活：可通过修改配置文件切换设备类型、应用模式、音频输入输出方式等。
6. 固件更新：支持固件空中升级（FOTA），可对应用核心和网络核心进行单独或同时更新。

安装使用步骤

环境准备

确保已下载本项目的源码文件，并准备好至少两个nRF5340 Audio开发套件（一个网关固件，一个耳机固件）。

构建和编程

使用脚本构建和编程（推荐）

1. 准备JSON文件：在nrf5340_audio_dk_devices.json文件中更新每个开发套件的信息，包括SEGGER序列号、设备类型和耳机通道。
2. 运行脚本：在buildprog目录下运行buildprog.py脚本，按需提供参数，如核心类型、应用版本、设备类型、DFU类型等。
   • 示例1：构建调试版本的应用核心，适用于耳机和网关 console python buildprog.py -c app -b debug -d both
   • 示例2：构建调试版本的应用和网络核心，启用内部DFU布局，使用最小尺寸的网络核心引导加载程序 console python buildprog.py -c both -b debug -d both -m internal -M
3. 编程：若要在构建后编程设备，可添加-p参数；若使用Windows子系统Linux（WSL）编程时遇到问题，可添加-s参数进行顺序编程。 console python buildprog.py -c both -b debug -d both -p

使用命令行构建和编程

1. 构建应用程序：选择设备类型和应用版本的构建标志，使用标准的west build命令进行构建。
   • 示例：构建发布版本的耳机应用核心固件 console west build -b nrf5340_audio_dk_nrf5340_cpuapp --pristine -- -DCONFIG_AUDIO_DEV=1 -DCONF_FILE=prj_release.conf
2. 编程应用程序：将设备插入USB端口，打开命令提示符，打印SEGGER序列号，分别对网络核心和应用核心进行编程。 console nrfjprog --program bin/*.hex --chiperase --coprocessor CP_NETWORK -r nrfjprog --program build/zephyr/zephyr.hex --coprocessor CP_APPLICATION --chiperase -r

测试

测试默认CIS模式

1. 确保开发套件已插入USB端口并开启。
2. 等待网关的LED1开始闪烁蓝色，表示已连接到至少一个耳机并准备发送数据。
3. 在操作系统的声音设置中选择“nRF5340 USB Audio”作为输出设备。
4. 将耳机连接到两个耳机设备的“HEADPHONE”音频插孔。
5. 在PC上开始播放音频。
6. 等待两个耳机的LED1闪烁蓝色，表示音频流已开始。
7. 等待耳机的LED2亮起绿色，表示音频同步已实现。
8. 测试音量控制、播放/暂停、重置等功能。

测试BIS模式

与测试默认CIS模式类似，但需要手动选择BIS模式，且在接收器上可独立控制音频设置。

测试对讲机演示

与测试默认CIS模式类似，但需要启用对讲机演示的Kconfig选项，通过PDM麦克风进行语音通信。

测试FOTA升级

1. 配置应用程序以支持FOTA。
2. 在Android或iOS设备上安装nRF Connect Device Manager应用程序。
3. 连接外部闪存屏蔽到耳机。
4. 确保耳机运行支持外部闪存DFU的固件。
5. 使用buildprog.py脚本创建包含新固件的zip文件。
6. 将生成的文件传输到移动设备。
7. 进入DFU模式，使用nRF Connect Device Manager应用程序进行固件升级。

下载地址

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