录音

一、录音概述

录音技术是通过麦克风将声波振动转换为模拟电信号，经模数转换（ADC）采样、量化后编码为数字音频（如 WAV、MP3 格式），并存储于磁带、光盘或闪存介质中的过程，核心环节包括声学采集（指向性麦克风）、信号放大、降噪处理（如 DSP 算法）、动态范围压缩及编解码优化，现代技术进一步融合高保真（Hi-Res）、空间音频（3D 录音）与云端同步能力，广泛应用于音乐制作、通信、安防及多媒体领域。

二、演示功能概述

本篇文章演示的内容为：Air780EHV 核心板，外接 AirAUDIO_1000 音频扩展板，接上喇叭，录制音频，提供了两种录制方式：第一种是录制成文件，第二种是录制到内存，然后进行录音的播放，然后提供了两种录音处理方式，第一种是发送到服务器，第二种是发送到串口。

三、准备硬件环境

参考：Air780EHV 硬件环境清单，准备好硬件环境，本篇文档使用的是 AirEHV 核心板和 AirAUDIO_1000 音频扩展板，如下图所示：

连接图：

780EHV 核心板 连接 AirAUDIO_1000

3/MIC+ ———————— MIC+

4/MIC- ————————MIC-

5/SPK+ ————————SPK+

6/SPK- ————————SPK-

20/GPIO22 ————————PA_EN

3V3 ————————VCC

GND ————————GND

四、准备软件环境

烧录工具：Luatools 工具

Air780EHV 烧录需要的固件和脚本文件：

LuatOS 运行所需要的 lib 文件：

使用 Luatools 烧录时，勾选 添加默认 lib 选项，使用默认 lib 脚本文件

五、代码 API 和代码解析

5.1 代码 API

API 链接：

audio

codec

5.2 代码解析

1.设置 audio.on 的回调函数，根据 event 对录音数据的 point 存在对应的 buff 里面，再根据 event 判断是否为录音完成，录音完成通过 sys.publish 发送内部消息，激活录音完成之后的等待，然后根据播放结果，返回对应内容

--代码提供了2种方式录音，对应recordmode的值
--1:直接录音到文件
--2:录音到内存，然后保存到文件
local recordmode = 1
--代码提供了2种方式对录音文件做处理
--1:发送到服务器
--2:发送到串口
local recordhandle = 1
local taskName = "task_audio"

local MSG_MD = "moreData" -- 播放缓存有空余
local MSG_PD = "playDone" -- 播放完成所有数据

-- amr数据存放buffer，尽可能地给大一些
amr_buff = zbuff.create(20 * 1024)
-- 创建一个amr的encoder
encoder = nil
pcm_buff0 = zbuff.create(16000)
pcm_buff1 = zbuff.create(16000)
audio.on(0,function(id, event, point)
        -- 使用play来播放文件时只有播放完成回调
        if event == audio.RECORD_DATA then -- 录音数据
            if point == 0 then
                log.info("buff", point, pcm_buff0:used())
                codec.encode(encoder, pcm_buff0, amr_buff)
            else
                log.info("buff", point, pcm_buff1:used())
                codec.encode(encoder, pcm_buff1, amr_buff)
            end
        elseif event == audio.RECORD_DONE then -- 录音完成
            sys.publish("AUDIO_RECORD_DONE")
        else
            local succ, stop, file_cnt = audio.getError(0)
            if not succ then
                if stop then
                    log.info("用户停止播放")
                else
                    log.info("第", file_cnt, "个文件解码失败")
                end
            end
            -- log.info("播放完成一个音频")
            sysplus.sendMsg(taskName, MSG_PD)
        end
    end
)

2.通过 HTTP 的 post 方式，利用 multipart/form-data 的方式，把录音文件传到服务器上。

---- MultipartForm上传文件
-- url string 请求URL地址
-- filename string 上传服务器的文件名
-- filePath string 待上传文件的路径
local function postMultipartFormData(url, filename, filePath)
    local boundary = "----WebKitFormBoundary"..os.time()
    local req_headers = {
        ["Content-Type"] = "multipart/form-data; boundary=" .. boundary,
    }
    local body = {}
    table.insert(body, "--"..boundary.."\r\nContent-Disposition: form-data; name=\"file\"; filename=\"".. filename .."\"\r\n\r\n")
    table.insert(body, io.readFile(filePath))
    table.insert(body, "\r\n")
    table.insert(body, "--"..boundary.."--\r\n")
    body = table.concat(body)
    log.info("headers: ", "\r\n" .. json.encode(req_headers), type(body))
    log.info("body: " .. body:len() .. "\r\n" .. body)
    local code, headers, body = http.request("POST",url,
            req_headers,
            body
    ).wait()   
    log.info("http.post", code, headers, body)
end

-- 下面的演示是将音频文件发送到服务器上，如有需要，可以将下面代码注释打开，这里的url是合宙的文件上传测试服务器，上传的文件到http://tools.openluat.com/tools/device-upload-test查看
    --[[ 
        local timeTable = os.date("*t", os.time())
        local nowTime = string.format("%4d%02d%02d_%02d%02d%02d", timeTable.year, timeTable.month, timeTable.day, timeTable.hour, timeTable.min, timeTable.sec)
        local filename = mobile.imei() .. "_" .. nowTime .. ".amr"
        postMultipartFormData("http://tools.openluat.com/api/site/device_upload_file", filename, recordPath)
    ]]

3.设置 i2s 和 audio 的一些参数，控制 8311 上电，拉高 PA 使能脚，然后设置 i2c，i2s，audio 的一些基础配置。

function audio_setup()
    local i2c_id = 0 -- i2c_id 0

    local pa_pin = gpio.AUDIOPA_EN -- 喇叭pa功放脚
    local power_pin = 20 -- es8311电源脚

    local i2s_id = 0 -- i2s_id 0
    local i2s_mode = 0 -- i2s模式 0 主机 1 从机
    local i2s_sample_rate = 16000 -- 采样率
    local i2s_bits_per_sample = 16 -- 数据位数
    local i2s_channel_format = i2s.MONO_R -- 声道, 0 左声道, 1 右声道, 2 立体声
    local i2s_communication_format = i2s.MODE_LSB -- 格式, 可选MODE_I2S, MODE_LSB, MODE_MSB
    local i2s_channel_bits = 16 -- 声道的BCLK数量

    local multimedia_id = 0 -- 音频通道 0
    local pa_on_level = 1 -- PA打开电平 1 高电平 0 低电平
    local power_delay = 3 -- 在DAC启动前插入的冗余时间，单位100ms
    local pa_delay = 100 -- 在DAC启动后，延迟多长时间打开PA，单位1ms
    local power_on_level = 1 -- 电源控制IO的电平，默认拉高
    local power_time_delay = 100 -- 音频播放完毕时，PA与DAC关闭的时间间隔，单位1ms

    local voice_vol = 80 -- 喇叭音量
    local mic_vol = 80 -- 麦克风音量

    gpio.setup(power_pin, 1, gpio.PULLUP)   -- 设置ES83111电源脚
    gpio.setup(pa_pin, 1, gpio.PULLUP)      -- 设置功放PA脚

    sys.wait(200)

    i2c.setup(i2c_id, i2c.FAST) -- 设置i2c
    i2s.setup(i2s_id, i2s_mode, i2s_sample_rate, i2s_bits_per_sample, i2s_channel_format, i2s_communication_format,
        i2s_channel_bits) -- 设置i2s

    audio.config(multimedia_id, pa_pin, pa_on_level, power_delay, pa_delay, power_pin, power_on_level, power_time_delay)
    audio.setBus(multimedia_id, audio.BUS_I2S, {
        chip = "es8311",
        i2cid = i2c_id,
        i2sid = i2s_id,
    }) -- 通道0的硬件输出通道设置为I2S

    audio.vol(multimedia_id, voice_vol)
    audio.micVol(multimedia_id, mic_vol)
    sys.publish("AUDIO_READY")
end

-- 配置好audio外设
sys.taskInit(audio_setup)

4.本函数主要有两种录音的方式，第一种是直接录音到文件里面，然后等待录音完成的激活，然后播放音频，等待播放完成的激活，第二种方式是录音到内存，通过数据处理的方式保存成文件，等待录音完成的激活，然后播放音频，等待播放完成的激活，最后有两个对录音文件的扩展，第一个是上面已经讲解过的：利用 http 的方式把文件传到服务器上。第二个是：把录音文件通过串口 1，传到串口上。

local function audio_task()
    sys.waitUntil("AUDIO_READY")
    sys.wait(5000)
    local result

    -- 下面为录音demo，根据适配情况选择性开启
    local recordPath = "/record.amr"
    if recordmode == 1 then
        -- -- 直接录音到文件
        err = audio.record(0, audio.AMR, 5, 7, recordPath)
        sys.waitUntil("AUDIO_RECORD_DONE")
        log.info("record", "录音结束")
    elseif recordmode == 2 then
        -- 录音到内存自行编码
        encoder = codec.create(codec.AMR, false, 7)
        log.info("encoder", encoder)
        log.info("开始录音")
        err = audio.record(0, audio.AMR, 5, 7, nil, nil, pcm_buff0, pcm_buff1)
        sys.waitUntil("AUDIO_RECORD_DONE")
        log.info("record", "录音结束")
        os.remove(recordPath)
        io.writeFile(recordPath, "#!AMR\n")
        io.writeFile(recordPath, amr_buff:query(), "a+b")
    end

    result = audio.play(0, {recordPath})
    if result then
        -- 等待音频通道的回调消息，或者切换歌曲的消息
        while true do
            msg = sysplus.waitMsg(taskName, nil)
            if type(msg) == "table" then
                if msg[1] == MSG_PD then
                    log.info("播放结束")
                    break
                end
            else
                log.error(type(msg), msg)
            end
        end
    else
        log.debug("解码失败!")
        sys.wait(1000)
    end

    -- 下面的演示是将音频文件发送到服务器上，如有需要，可以将下面代码注释打开，这里的url是合宙的文件上传测试服务器，上传的文件到http://tools.openluat.com/tools/device-upload-test查看
    if recordhandle == 1 then
        local timeTable = os.date("*t", os.time())
        local nowTime =
            string.format(
            "%4d%02d%02d_%02d%02d%02d",
            timeTable.year,
            timeTable.month,
            timeTable.day,
            timeTable.hour,
            timeTable.min,
            timeTable.sec
        )
        local filename = mobile.imei() .. "_" .. nowTime .. ".amr"
        postMultipartFormData("http://tools.openluat.com/api/site/device_upload_file", filename, recordPath)
    elseif recordhandle == 2 then
        -- 该方法为从串口1，把录音数据传给串口1
        uart.setup(1, 115200) -- 开启串口1
        uart.write(1, io.readFile(recordPath)) -- 向串口发送录音文件
    end
end

sysplus.taskInitEx(audio_task, taskName)

六、运行结果展示

6.1 完整代码

-- LuaTools需要PROJECT和VERSION这两个信息
PROJECT = "record"
VERSION = "1.0.0"

--[[]
运行环境：Air780EHV核心板+AirAUDIO_1000配件板
最后修改时间：2025-6-17
使用了如下IO口：
[3, "MIC+", " PIN3脚, 用于麦克风正极"],
[4, "MIC-", " PIN4脚, 用于麦克风负极"],
[5, "spk+", " PIN5脚, 用于喇叭正极"],
[6, "spk-", " PIN6脚, 用于喇叭负极"],
[20, "AudioPA_EN", " PIN20脚, 用于PA使能脚"],
3.3V
GND
执行逻辑为：
设置i2s和音频参数，提供了两种录音方式，录音到文件区或者录音到内存，然后播放，然后
]]
-- sys库是标配
_G.sys = require("sys")
_G.sysplus = require("sysplus")
--代码提供了2种方式录音，对应recordmode的值
--1:直接录音到文件
--2:录音到内存，然后保存到文件
local recordmode = 1
--代码提供了2种方式对录音文件做处理
--1:发送到服务器
--2:发送到串口
local recordhandle = 1
local taskName = "task_audio"

local MSG_MD = "moreData" -- 播放缓存有空余
local MSG_PD = "playDone" -- 播放完成所有数据

-- amr数据存放buffer，尽可能地给大一些
amr_buff = zbuff.create(20 * 1024)
-- 创建一个amr的encoder
encoder = nil
pcm_buff0 = zbuff.create(16000)
pcm_buff1 = zbuff.create(16000)
audio.on(0,function(id, event, point)
        -- 使用play来播放文件时只有播放完成回调
        if event == audio.RECORD_DATA then -- 录音数据
            if point == 0 then
                log.info("buff", point, pcm_buff0:used())
                codec.encode(encoder, pcm_buff0, amr_buff)
            else
                log.info("buff", point, pcm_buff1:used())
                codec.encode(encoder, pcm_buff1, amr_buff)
            end
        elseif event == audio.RECORD_DONE then -- 录音完成
            sys.publish("AUDIO_RECORD_DONE")
        else
            local succ, stop, file_cnt = audio.getError(0)
            if not succ then
                if stop then
                    log.info("用户停止播放")
                else
                    log.info("第", file_cnt, "个文件解码失败")
                end
            end
            -- log.info("播放完成一个音频")
            sysplus.sendMsg(taskName, MSG_PD)
        end
    end
)

---- MultipartForm上传文件
-- url string 请求URL地址
-- filename string 上传服务器的文件名
-- filePath string 待上传文件的路径
local function postMultipartFormData(url, filename, filePath)
    local boundary = "----WebKitFormBoundary" .. os.time()
    local req_headers = {
        ["Content-Type"] = "multipart/form-data; boundary=" .. boundary
    }
    local body = {}
    table.insert(
        body,
        "--" .. boundary .. '\r\nContent-Disposition: form-data; name="file"; filename="' .. filename .. '"\r\n\r\n'
    )
    table.insert(body, io.readFile(filePath))
    table.insert(body, "\r\n")
    table.insert(body, "--" .. boundary .. "--\r\n")
    body = table.concat(body)
    log.info("headers: ", "\r\n" .. json.encode(req_headers), type(body))
    log.info("body: " .. body:len() .. "\r\n" .. body)
    local code, headers, body = http.request("POST", url, req_headers, body).wait()
    log.info("http.post", code, headers, body)
end

function audio_setup()
    local i2c_id = 0 -- i2c_id 0

    local pa_pin = gpio.AUDIOPA_EN -- 喇叭pa功放脚
    local power_pin = 20 -- es8311电源脚

    local i2s_id = 0 -- i2s_id 0
    local i2s_mode = 0 -- i2s模式 0 主机 1 从机
    local i2s_sample_rate = 16000 -- 采样率
    local i2s_bits_per_sample = 16 -- 数据位数
    local i2s_channel_format = i2s.MONO_R -- 声道, 0 左声道, 1 右声道, 2 立体声
    local i2s_communication_format = i2s.MODE_LSB -- 格式, 可选MODE_I2S, MODE_LSB, MODE_MSB
    local i2s_channel_bits = 16 -- 声道的BCLK数量

    local multimedia_id = 0 -- 音频通道 0
    local pa_on_level = 1 -- PA打开电平 1 高电平 0 低电平
    local power_delay = 3 -- 在DAC启动前插入的冗余时间，单位100ms
    local pa_delay = 100 -- 在DAC启动后，延迟多长时间打开PA，单位1ms
    local power_on_level = 1 -- 电源控制IO的电平，默认拉高
    local power_time_delay = 100 -- 音频播放完毕时，PA与DAC关闭的时间间隔，单位1ms

    local voice_vol = 80 -- 喇叭音量
    local mic_vol = 80 -- 麦克风音量

    gpio.setup(power_pin, 1, gpio.PULLUP) -- 设置ES83111电源脚
    gpio.setup(pa_pin, 1, gpio.PULLUP) -- 设置功放PA脚

    sys.wait(200)

    i2c.setup(i2c_id, i2c.FAST) -- 设置i2c
    i2s.setup(
        i2s_id,
        i2s_mode,
        i2s_sample_rate,
        i2s_bits_per_sample,
        i2s_channel_format,
        i2s_communication_format,
        i2s_channel_bits
    ) -- 设置i2s

    audio.config(multimedia_id, pa_pin, pa_on_level, power_delay, pa_delay, power_pin, power_on_level, power_time_delay)
    audio.setBus(
        multimedia_id,
        audio.BUS_I2S,
        {
            chip = "es8311",
            i2cid = i2c_id,
            i2sid = i2s_id
        }
    ) -- 通道0的硬件输出通道设置为I2S

    audio.vol(multimedia_id, voice_vol)
    audio.micVol(multimedia_id, mic_vol)
    sys.publish("AUDIO_READY")
end

-- 配置好audio外设
sys.taskInit(audio_setup)

local function audio_task()
    sys.waitUntil("AUDIO_READY")
    sys.wait(5000)
    local result

    -- 下面为录音demo，根据适配情况选择性开启
    local recordPath = "/record.amr"
    if recordmode == 1 then
        -- -- 直接录音到文件
        err = audio.record(0, audio.AMR, 5, 7, recordPath)
        sys.waitUntil("AUDIO_RECORD_DONE")
        log.info("record", "录音结束")
    elseif recordmode == 2 then
        -- 录音到内存自行编码
        encoder = codec.create(codec.AMR, false, 7)
        log.info("encoder", encoder)
        log.info("开始录音")
        err = audio.record(0, audio.AMR, 5, 7, nil, nil, pcm_buff0, pcm_buff1)
        sys.waitUntil("AUDIO_RECORD_DONE")
        log.info("record", "录音结束")
        os.remove(recordPath)
        io.writeFile(recordPath, "#!AMR\n")
        io.writeFile(recordPath, amr_buff:query(), "a+b")
    end

    result = audio.play(0, {recordPath})
    if result then
        -- 等待音频通道的回调消息，或者切换歌曲的消息
        while true do
            msg = sysplus.waitMsg(taskName, nil)
            if type(msg) == "table" then
                if msg[1] == MSG_PD then
                    log.info("播放结束")
                    break
                end
            else
                log.error(type(msg), msg)
            end
        end
    else
        log.debug("解码失败!")
        sys.wait(1000)
    end

    -- 下面的演示是将音频文件发送到服务器上，如有需要，可以将下面代码注释打开，这里的url是合宙的文件上传测试服务器，上传的文件到http://tools.openluat.com/tools/device-upload-test查看
    if recordhandle == 1 then
        local timeTable = os.date("*t", os.time())
        local nowTime =
            string.format(
            "%4d%02d%02d_%02d%02d%02d",
            timeTable.year,
            timeTable.month,
            timeTable.day,
            timeTable.hour,
            timeTable.min,
            timeTable.sec
        )
        local filename = mobile.imei() .. "_" .. nowTime .. ".amr"
        postMultipartFormData("http://tools.openluat.com/api/site/device_upload_file", filename, recordPath)
    elseif recordhandle == 2 then
        -- 该方法为从串口1，把录音数据传给串口1
        uart.setup(1, 115200) -- 开启串口1
        uart.write(1, io.readFile(recordPath)) -- 向串口发送录音文件
    end
end

sysplus.taskInitEx(audio_task, taskName)

-- 用户代码已结束---------------------------------------------
-- 结尾总是这一句
sys.run()
-- sys.run()之后后面不要加任何语句!!!!!

6.2 结果演示

七、总结

本文演示如何 Air780EHV 核心板外接 AirAUDIO_1000 音频扩展板然后录音，提供了两种录音方式，

1：录音到文件,通过使用 audio.record，填写文件地址的方式，保存到文件

2：录音到内存，利用存到 zbuf 的方式录音，然后写入文件

然后编码存储到文件。然后进行播放，最后提供了两种扩展的应用方式

1：把录音文件发送到服务器

2：把录音文件发送到串口。

八、常见问题

后续在此扩展补充，敬请期待......