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偶然发现有一个产品，可以通过蓝牙连接手机，在播放音乐的同时，显示歌词。于是查找了一下资料，发现有很多用ESP32实现的例子，但无一例外都基于Arduino，调用大神提供的库实现歌词获取和显示。

为了节约硬盘空间，前不久Arduino已经被我从硬盘上删掉了，无法利用现成的了，所以只能用IDF实现一下。

一、蓝牙歌词显示原理

如果没接触过传统蓝牙，可能要实现在一个屏幕显示歌词，需要在手机播放歌曲的同时，将歌词字幕通过蓝牙以字符串的形式发送给单片机，然后再由单片机对字符串解析查找字库字模，在LCD上显示。这里面涉及手机上的歌词字幕获取，以及发送字符串的手机蓝牙编程，感觉难度不小。

但实际上，蓝牙标准化组织早已考虑到大众对显示歌词的需求，在传统蓝牙中提供了相关协议A2DP和AVRCP。利用这两个协议，可以实现音频和控制传输，实现蓝牙歌词显示。

A2DP（Advanced Audio Distribution Profile蓝牙音频传输模型协定）和AVRCP（Audio/Video Remote Control Profile音频/视频远程控制协议）是传统蓝牙的两种高层应用协议：

在市面上的应用产品中，支持A2DP的蓝牙产品通常也支持AVRCP。A2DP负责高质量音频数据的传输，而AVRCP则负责对这些音频数据进行远程控制。例如，在使用蓝牙耳机听音乐时，A2DP负责将音乐数据从手机传输到耳机，而AVRCP则允许用户通过耳机上的按钮来控制音乐的播放、暂停和切换等操作。

另外，AVRCP也可以传输歌词、歌名、作者等信息，而且手机上大部分音乐播放软件都已实现AVRCP。所以，只需在单片机端实现AVRCP协议，就可以和手机对话，获取歌词。

二、为什么选择ESP32？

其一，ESP32不是乐鑫最高性能的模块，和ESP32 S3相比真的很难用，但ESP32支持传统蓝牙，而ESP32 S3只支持BLE。

其二，ESP32有A2DP的例程，可以拿来直接利用。

三、实现方案

为了达到目标，需要完成以下工作：

• 驱动一个屏幕，可以是LED、LCD，这个决定最终的显示效果；

• 需要一个GBK汉字字模库，用来获取显示汉字；

• 需要一个UTF转GBK的函数，因为AVRCP是UTF-8格式的，需要转换成GBK格式，才能通过GBK汉字字模库获取字模；

• 读懂A2DP例程，加入适当的功能。

四、屏幕驱动

篇幅有限，这部分略，大家根据自已手头的屏幕情况驱动就好。

但需要注意的是，ESP32引脚资源有限，并且34-39引脚只能做为输入，00、02、05、12、15不推荐使用，如果还要支持I2S外放音乐，就剩不了太多引脚，可能刚好够一个8位并口屏驱动。

五、GBK汉字字模库

1、汉字库

可以从网上找一个gb2312.bin的标准汉字库，也可以用一些字库工具生成一个，比如高通字库。

2、自定义烧录分区表

为了将gb2312.bin烧录到ESP32中，需要为gb2312.bin分配一个分区，在烧录的时候和固件一起烧录到ESP32中：

idf.py menuconfig

Partition Table选择"Custom partition table CSV"

设置Custom partition table CSV名称：

partitions_singleapp_large.csv内容：

hzk是用于放汉字库的分区，0x50,0x32是自定义的类型和子类型用于和其他分区区别便于查找，300k为分区大小，汉字库200多k，大小足够了。

3、烧录命令和烧录地址

每次idf.py build编译后，都会给出烧录命令和烧录地址，比如：

nvs,data,nvs,0x9000,24K,phy_init,data,phy,0xf000,4K,factory,app,factory,0x10000,3000K,hzk,80,50,0x2fe000,300K,

其中，0x2fe000是烧录hzk的烧录地址。

编译后给出的烧录命令：

C:\Espressif\python_env\idf5.1_py3.11_env\Scripts\python.exe C:\Espressif\frameworks\esp-idf-v5.1.2\components\esptool_py\esptool\esptool.py -p (PORT) -b 460800 --before default_reset --after hard_reset --chip esp32 write_flash --flash_mode dio --flash_size 4MB --flash_freq 40m 0x1000 build\bootloader\bootloader.bin 0x8000 build\partition_table\partition-table.bin 0x10000 build\a2dp-demo.bin

需要修改下，把gb2312.bin也一起烧录。为了方便，可以将下面内容放到一个bat文件中。

C:\Espressif\python_env\idf5.1_py3.11_env\Scripts\python.exe C:\Espressif\frameworks\esp-idf-v5.1.2\components\esptool_py\esptool\esptool.py -p COM10 -b 460800 --before default_reset --after hard_reset --chip esp32 write_flash --flash_mode dio --flash_size 4MB --flash_freq 40m 0x1000 build\bootloader\bootloader.bin 0x8000 build\partition_table\partition-table.bin 0x10000 build\a2dp-demo.bin 0x2fe000 gb2312_80.bin

COM10酌情修改，gb2312_80.bin放到工程根目录。

4、读取汉字库，并在LCD上显示

通过前面操作可以在每次烧录时，将汉字库烧录到0x2fe000的起始位置。要读取它，需要利用2个函数：

• esp_partition_find_first：Find first partition based on one or more parameters。通过类型、子类型、标识获取分区句柄。

• esp_partition_read：Read data from the partition。从分区上读取指定字节数据。

实现函数：

获取分区句柄：

void getHzkPartition(void){ hzkPartition= esp_partition_find_first(0x50,0x32,"hzk");}

获取字模数据：

void getMatrix(const unsigned short nmCode){ uint32_t offset; unsigned char GBH,GBL; unsigned short nm=nmCode; GBH=nm>>8; GBL=nm; if(GBH>=0xb0) { offset=((GBH-0xa7)*94+GBL-0xa1)*32; }else { offset=((GBH-0xa1)*94+GBL-0xa1)*32; } esp_partition_read(hzkPartition,offset,MatrixBuff,32);}

通过GB2312汉字编码获取在字库中的偏移量，然后通过esp_partition_read读取字模数据。

将字模在LCD上显示函数：

void GUI_Write16CnCharMatrix(unsigned char x, unsigned char y, char *cn, unsigned short wordColor, unsigned short backColor){ uint8_t i=0, j,mx,my,wordByte; uint16_t zm; uint16_t color; uint8_t wordNum; mx=x; my=y; while (*cn != '\0') { if(mx>170){ mx=x; my+=16; } if(*cn<128){ wordNum = *cn - 32; setXY(mx,my,mx+7, my+15); for (wordByte=0; wordByte<16; wordByte++) { color = Font_Data[wordNum].dat[wordByte]; for (j=0; j<8; j++) { if ((color&0x80) == 0x80) { setPixel(wordColor); } else { setPixel(backColor); } color <<= 1; } } cn++; mx +=8; } else { setXY(mx, my, mx+15, my+15); zm=*cn; zm<<=8; zm|=*(cn+1); getMatrix(zm); for(i=0; i<32; i++) { //MSK的位数 color=MatrixBuff[i]; for(j=0;j<8;j++) { if((color&0x80)==0x80) { setPixel(wordColor); } else { setPixel(backColor); } color<<=1; }//for(j=0;j<8;j++)结束 } cn += 2; mx += 16; } }}

可以显示ASCII和汉字。

六、UTF转GBK的函数

UTF汉字不能直接转换为GBK，需要先将UTF转换为unicode，再将unicode通过查表法转换为GBK。

这部分不用自己实现，网上有现成的：https://gitee.com/zhangkt1995/my-code/tree/master/utf8_gb2312_switch

使用起来很方便！

七、实现蓝牙歌词功能

ESP IDF下有一个传统蓝牙接收设备（sink）例程：esp-idf-v5.1.2\examples\bluetooth\bluedroid\classic_bt\a2dp_sink

可以选择这个做为模板新建一个工程，然后将前面四、五、六步的程序加到这个工程中，再打开其中bt_app_av.c，在430行左右，修改：

memset(gb2312Data,' ',sizeof(gb2312Data)); size_t gb2312DataLen = utf8_to_gb2312((uint8_t *)rc->meta_rsp.attr_text, strlen((char*)rc->meta_rsp.attr_text), (uint8_t *)gb2312Data, sizeof(gb2312Data)); if((rc->meta_rsp.attr_id==0x01)&&(gb2312DataLen>0)){ gb2312Data[gb2312DataLen]=' '; gb2312Data[128]='\0'; printf("%s",gb2312Data); GUI_Write16CnCharMatrix(10,90,gb2312Data,VGA_WHITE,VGA_RED); }

当收到ESP_AVRC_CT_METADATA_RSP_EVT消息后，将收到的AVRCP协议数据显示出来。

为什么要在这里添加？如果想深入了解，还是需要参考AVRCP协议相关内容。rc->meta_rsp.attr_id==0x01，标识接收的是歌曲TITLE信息，同时歌词也复用该字段。

通过utf8_to_gb2312将收到的歌词，由UTF-8转换为gb2312编码。

通过GUI_Write16CnCharMatrix将歌词显示在LCD上。

八、运行效果

手机打开蓝牙，连接ESP_SPEAKER。打开搜狗音乐，找一首歌播放。

这时LCD上歌词会实时显示：

以上就是今天的分享，如果有需要查看原图、代码的小伙伴，请点击底部“阅读原文”进行下载。

END

作者：sujingliang

来源：21ic论坛