3. Bluetooth Audio Sink Sample

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3.1. 功能说明

本示例演示了如何使用 ARCS SDK 的蓝牙音频框架在 Sink 模式下工作，从远程设备（如手机）接收音频数据并播放。

示例实现了以下功能：

  • 蓝牙经典音频 Sink 模式初始化

  • A2DP Sink 配置（音乐接收）

  • HFP HF 配置（语音通话，可选）

  • 虚拟声卡接口注册

  • 音频数据接收与解码（SBC → PCM）

  • Shell 命令控制音频接收

3.2. 硬件连接

  • ARCS 开发板（支持蓝牙经典功能）

  • 音频播放设备（可选：扬声器、耳机等）

  • 手机或其他蓝牙音频源设备

3.3. 软件依赖

  • FreeRTOS

  • Lisa Bluetooth 组件

  • Lisa Bluetooth Audio Framework

  • Lisa Shell

  • Lisa Audio Device（用于音频播放）

3.4. 示例内容

  1. 初始化蓝牙音频框架（Sink 模式）

  2. 注册虚拟声卡接口

  3. 初始化蓝牙并进入可发现和可连接状态

  4. 等待蓝牙设备连接

  5. 通过 Shell 命令启动音频接收

  6. 接收并解码蓝牙音频数据

3.5. 编译

重要提示：在编译前，请先确认您使用的开发板型号。SDK 目前支持以下开发板：

  • arcs_evb - ARCS EVB 评估板

  • arcs_mini - ARCS Mini 开发板

根据您的开发板型号，选择对应的编译命令：

在示例目录下执行编译:

# 使用 arcs_evb 开发板
./build.sh -C -DBOARD=arcs_evb

# 或使用 arcs_mini 开发板
./build.sh -C -DBOARD=arcs_mini

Note

如果在 SDK 根目录执行，需要指定示例路径:

# 使用 arcs_evb 开发板
./build.sh -C -S samples/<示例路径> -DBOARD=arcs_evb

# 或使用 arcs_mini 开发板
./build.sh -C -S samples/<示例路径> -DBOARD=arcs_mini

Note

确保已安装对应的工具链。

3.6. 烧录

编译完成后，使用 SDK tools 目录下的 cskburn 工具烧录固件:

./tools/burn/cskburn -s /dev/ttyUSB0 -b 3000000 0x0 build/arcs.bin -C arcs

Note

烧录参数说明：

  • -s /dev/ttyUSB0：串口设备路径，需要根据实际情况修改 - Linux 系统：通常是 /dev/ttyUSB0 或 /dev/ttyACM0 - 可通过 ls /dev/tty* 命令查看可用串口设备 - 不同开发板或 USB 转串口芯片可能使用不同的设备名

  • -b 3000000：烧录波特率（3Mbps）

  • 0x0：烧录起始地址

  • build/arcs.bin：编译生成的固件路径

  • -C arcs：芯片类型

注意事项：

  • 确保开发板已正确连接到电脑

  • 如果无法识别串口设备，请检查 USB 连接线是否正常，或尝试其他 USB 端口

3.7. 预期输出

设备启动后控制台输出：

=== Bluetooth Audio Sink Sample ===
Initializing system components...
Bluetooth audio framework initialized (Sink mode)
Virtual soundcard interface registered
Bluetooth initialized successfully
Device name: ARCS_BT_SINK
Waiting for connection from audio source...
Use 'bt_audio_start' command to start audio receiving

3.8. 使用方法

3.8.1. 1. 启动设备

设备启动后会自动初始化蓝牙，并进入可发现和可连接状态。

控制台输出示例：

=== Bluetooth Audio Sink Sample ===
Initializing system components...
Bluetooth audio framework initialized (Sink mode)
Virtual soundcard interface registered
Bluetooth initialized successfully
Device name: ARCS_BT_SINK
Waiting for connection from audio source...
Use 'bt_audio_start' command to start audio receiving

3.8.2. 2. 连接蓝牙设备

使用您的手机或其他蓝牙设备搜索并连接到 “ARCS_BT_SINK”。

3.8.3. 3. 启动音频接收

连接成功后，在串口控制台输入以下命令启动音频接收：

bt_audio_start

输出示例：

Mode: Decode SBC to PCM
Virtual interface opened successfully
Waiting for audio data from remote device...
BT audio sink started successfully
Audio format: sample_rate=48000, channels=2, bits=16

现在您可以在手机上播放音乐，设备将接收并解码音频数据。

3.8.4. 4. 查看状态

bt_audio_status

输出示例：

=== Bluetooth Audio Sink Status ===
Audio receiving: ENABLED
====================================

3.8.5. 5. 停止音频接收

bt_audio_stop

3.9. 配置选项

3.9.1. prj.conf 关键配置

配置项

说明

默认值

CONFIG_BT_CLASSIC_ROLE_SINK

启用 Sink 模式

y

CONFIG_LISA_BLUETOOTH_CLASSIC_A2DP_SINK

启用 A2DP Sink

y

CONFIG_LISA_BLUETOOTH_CLASSIC_HFP_HF

启用 HFP HF（可选）

y

CONFIG_BT_AUDIO_CODEC_SBC

SBC 编解码器

y

CONFIG_LISA_BLUETOOTH_DEVICE_NAME

蓝牙设备名称

“ARCS_BT_SINK”

CONFIG_LISA_AUDIO_DEVICE

音频设备支持

y

3.9.2. 关键差异：Source vs Sink

特性

A2DP Source

A2DP Sink

角色

音频发送端

音频接收端

典型设备

手机、电脑

蓝牙耳机、音箱

数据流向

发送音频 → 远程设备

接收音频 ← 远程设备

Interface 类型

VINTF_PROFILE_PLAYBACK

VINTF_PROFILE_CAPTURE

编解码方向

PCM → SBC

SBC → PCM

配置宏

CONFIG_BT_CLASSIC_ROLE_SOURCE

CONFIG_BT_CLASSIC_ROLE_SINK

3.10. 代码架构

3.10.1. 数据流程

远程设备（手机）
    ↓
蓝牙栈接收 A2DP 数据
    ↓
适配器接收
    ↓
会话解码 (SBC → PCM)
    ↓
虚拟接口处理 (bt_audio_interface_virtual)
    ↓
音频数据回调 (audio_data_callback)
    ↓
音频播放设备 (DAC/I2S)

3.10.2. 关键函数

3.10.2.1. 1. 音频数据回调

static void audio_data_callback(const uint8_t *data, size_t len, void *user_data)

当从蓝牙接收并解码音频数据后，该回调函数会被调用。接收到的是 PCM 数据，可以直接发送到音频播放设备。

3.10.2.2. 2. 打开完成回调

static void open_complete_handler(const bt_audio_format_t format)

当虚拟接口打开完成时被调用，可以获取音频格式信息（采样率、声道数等）。

3.10.2.3. 3. Shell 命令

  • bt_inquiry: 扫描周围的蓝牙设备

  • bt_connect <device_name>: 连接到指定设备

  • bt_audio_start: 启动音频接收

  • bt_audio_stop: 停止音频接收

  • bt_audio_status: 显示当前状态

3.11. 扩展开发

3.11.1. 1. 添加音频播放支持

在 audio_data_callback 中添加音频播放代码：

static void audio_data_callback(const uint8_t *data, size_t len, void *user_data)
{
    // 将 PCM 数据发送到音频设备
    lisa_audio_play_write(data, len);
}

3.11.2. 2. 音频处理

在播放前对音频数据进行处理：

static void audio_data_callback(const uint8_t *data, size_t len, void *user_data)
{
    // 音量调节
    adjust_volume((int16_t*)data, len / 2, volume_level);
    
    // 音效处理
    apply_equalizer((int16_t*)data, len / 2);
    
    // 播放
    lisa_audio_play_write(data, len);
}

3.11.3. 3. 保存接收的音频

将接收到的音频保存到文件：

static FILE *audio_file = NULL;

static void audio_data_callback(const uint8_t *data, size_t len, void *user_data)
{
    if (audio_file) {
        fwrite(data, 1, len, audio_file);
    }
    
    // 同时播放
    lisa_audio_play_write(data, len);
}

3.11.4. 4. 支持多种音频格式

示例默认支持 SBC 编解码，可以通过配置添加更多格式：

  • AAC: 更高的音质

  • LC3: 低延迟编解码

  • AptX/AptX HD: 高质量编解码（需要授权）

3.12. 故障排除

3.12.1. 1. 无法连接

  • 确认设备名称配置正确

  • 检查蓝牙是否已初始化

  • 查看是否有配对信息冲突

3.12.2. 2. 没有音频输出

  • 检查 audio_data_callback 是否被调用

  • 确认音频播放设备已正确初始化

  • 检查音频格式是否匹配

3.12.3. 3. 音频断续

  • 增加音频缓冲区大小

  • 检查系统负载

  • 优化任务优先级

3.13. 性能优化

3.13.1. 1. 降低延迟

  • 使用低延迟编解码器（LC3）

  • 减小音频缓冲区

  • 提高音频任务优先级

3.13.2. 2. 提高音质

  • 使用高质量编解码器（AAC、AptX）

  • 增加编码比特率

  • 减少音频处理环节

3.13.3. 3. 降低功耗

  • 在空闲时关闭音频接收

  • 使用低功耗蓝牙编解码器

  • 优化音频处理算法

3.14. 相关示例

  • a2dp_source: A2DP Source 音频发送示例

  • hfp_hf: HFP Hands-Free 语音通话示例

  • audio_player: 音频播放器示例

3.15. 参考文档

3.16. 许可证

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