4. WM8960 寄存器配置：I2C 通信与关键寄存器初始化

好，这一章我们正式进入 WM8960 的配置环节。说实话，很多初学者拿到芯片手册就头大——几百页的文档，上百个寄存器，到底该配哪些？

我个人习惯是：先搭好通信链路，再按「时钟→接口→电源」的顺序逐个击破。你想想看，芯片没通电、时钟没跑起来，你配啥都没用，对吧？

4.1 I2C 通信初始化

WM8960 支持 I2C 和 SPI 两种控制接口。我一般用 I2C，因为它只需要两根线，省引脚。STM32 这边我们用 HAL 库的 I2C 外设来驱动。

4.1.1 硬件连接

4.1.2 I2C 初始化代码

我用 CubeMX 生成 I2C1 的初始化代码，然后自己封装一个写寄存器函数。嗯，这里要注意：WM8960 的寄存器是 7 位地址 + 9 位数据，总共 16 位，所以发送时要先发高 8 位，再发低 8 位。

// I2C 句柄定义
I2C_HandleTypeDef hi2c1;

// I2C 初始化（CubeMX 生成，略）
void MX_I2C1_Init(void)
{
    hi2c1.Instance = I2C1;
    hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000;          // 100kHz 标准模式
    hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;
    hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;
    hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
    hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
    hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;
    hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
    hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
    HAL_I2C_Init(&hi2c1);
}

// 写 WM8960 寄存器封装函数
// reg_addr: 7 位寄存器地址（0x00-0x7F）
// reg_val:  9 位寄存器数据
HAL_StatusTypeDef WM8960_WriteReg(uint8_t reg_addr, uint16_t reg_val)
{
    uint8_t buf[2];
    buf[0] = (reg_addr << 1) | ((reg_val >> 8) & 0x01);  // 高 8 位：7 位地址 + 数据 bit8
    buf[1] = reg_val & 0xFF;                                // 低 8 位：数据 bit7-bit0
    return HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, WM8960_I2C_ADDR, buf, 2, 100);
}

4.2 时钟配置——让芯片先跑起来

WM8960 内部有 PLL，可以对外部时钟进行倍频。我个人建议：如果板子上有 12.288MHz 或 24.576MHz 晶振，直接用它做 MCLK，省去 PLL 配置的麻烦。但很多开发板只给了 12MHz 晶振，那就得用 PLL 了。

4.2.1 时钟树分析

WM8960 的时钟路径是这样的：

• MCLK：主时钟输入，可以是外部晶振或来自 STM32 的 MCO 输出
• PLL：内部锁相环，将 MCLK 倍频到需要的频率
• BCLK：位时钟，由 MCLK 分频得到，决定采样率
• LRCLK：帧时钟，等于采样率（如 48kHz、44.1kHz）

举个例子：我们要实现 48kHz 采样率，16 位数据，双声道。那么 BCLK = 48k × 16 × 2 = 1.536MHz。如果 MCLK 是 12MHz，就需要配置分频器让 MCLK 分频得到 BCLK。

4.2.2 时钟寄存器配置

关键寄存器有两个：R2（0x02） 和 R3（0x03）。

// 配置时钟寄存器
// R2 (0x02): 时钟管理 1
// bit[5:4] = 00: MCLK 作为时钟源
// bit[3:2] = 00: 不使用 PLL
// bit[1:0] = 00: 无分频
WM8960_WriteReg(0x02, 0x0000);

// R3 (0x03): 时钟管理 2
// bit[6] = 0: 禁用 PLL
// bit[5:1] = 00000: 无额外分频
// bit[0] = 0: 正常模式
WM8960_WriteReg(0x03, 0x0000);

4.3 音频接口配置——告诉芯片怎么传数据

WM8960 支持多种音频接口格式：I2S、左对齐、右对齐、DSP 模式。我们最常用的是 I2S 标准格式，也就是飞利浦格式。

4.3.1 接口格式寄存器

R4（0x04） 是音频接口控制寄存器，这里面的配置决定了数据怎么在 STM32 和 WM8960 之间传输。

// R4 (0x04): 音频接口控制
// bit[7:6] = 10: I2S 标准格式（飞利浦格式）
// bit[5:4] = 00: 16 位数据长度
// bit[3]   = 0: 左声道在 LRCLK 低电平时有效
// bit[2]   = 0: 主模式（WM8960 产生 BCLK 和 LRCLK）
// bit[1:0] = 00: 无字长调整
WM8960_WriteReg(0x04, 0x0080);

这里有个坑：我刚开始做项目时，把主从模式搞反了。STM32 作为 I2S 主机，WM8960 作为从机，结果 WM8960 的 BCLK 和 LRCLK 引脚一直没信号。后来查手册才发现，WM8960 默认是从机模式，需要把 bit[2] 置 1 才能让它输出时钟。

4.3.2 数据路径配置

接口配好了，还得告诉芯片数据往哪走。R5（0x05） 和 R6（0x06） 控制左右声道的输入输出路径。

// R5 (0x05): 左声道输入路径
// bit[8] = 1: 使能左声道 PGA
// bit[7:4] = 0000: 选择 LINPUT1 作为输入
// bit[3:0] = 0000: PGA 增益 0dB
WM8960_WriteReg(0x05, 0x0100);

// R6 (0x06): 右声道输入路径
// bit[8] = 1: 使能右声道 PGA
// bit[7:4] = 0000: 选择 RINPUT1 作为输入
// bit[3:0] = 0000: PGA 增益 0dB
WM8960_WriteReg(0x06, 0x0100);

4.4 电源管理——别让芯片饿着

WM8960 的电源管理很灵活，可以单独开关各个模块。录音模式下，我们需要开启：

• 模拟电源（VMID）
• 输入 PGA（可编程增益放大器）
• ADC 模块
• 参考电压

4.4.1 电源管理寄存器

R1（0x01） 是电源管理寄存器 1，控制模拟部分的供电。

// R1 (0x01): 电源管理 1
// bit[7] = 1: 使能 VMID（模拟电源中值）
// bit[6] = 1: 使能参考电压
// bit[5] = 1: 使能左声道输入 PGA
// bit[4] = 1: 使能右声道输入 PGA
// bit[3] = 1: 使能左声道 ADC
// bit[2] = 1: 使能右声道 ADC
// bit[1] = 0: 禁用左声道输出
// bit[0] = 0: 禁用右声道输出
WM8960_WriteReg(0x01, 0x00FC);

4.4.2 上电时序

我总结了一个安全的电源上电顺序：

1. 使能 VMID 和参考电压（R1 bit[7:6]）
2. 延时 10ms
3. 使能输入 PGA（R1 bit[5:4]）
4. 使能 ADC 模块（R1 bit[3:2]）
5. 配置音频接口（R4）
6. 配置时钟（R2, R3）

4.5 完整初始化流程

好了，把上面这些串起来，就是一个完整的初始化函数。我个人习惯把初始化分成两步：先配电源和时钟，再配接口和路径。

void WM8960_Init(void)
{
    // 第一步：电源管理
    // 先开 VMID 和参考电压
    WM8960_WriteReg(0x01, 0x00C0);  // 只开 VMID 和参考
    HAL_Delay(10);                   // 等待稳定
    
    // 再开 PGA 和 ADC
    WM8960_WriteReg(0x01, 0x00FC);  // 开全部录音所需模块
    
    // 第二步：时钟配置
    // 使用外部 MCLK，不分频
    WM8960_WriteReg(0x02, 0x0000);
    WM8960_WriteReg(0x03, 0x0000);
    
    // 第三步：音频接口配置
    // I2S 格式，16 位，主模式
    WM8960_WriteReg(0x04, 0x0080);
    
    // 第四步：输入路径配置
    // 选择 LINPUT1/RINPUT1，PGA 增益 0dB
    WM8960_WriteReg(0x05, 0x0100);
    WM8960_WriteReg(0x06, 0x0100);
    
    // 第五步：取消静音
    // R47 (0x2F) bit[7:6] = 0: 左/右声道 ADC 取消静音
    WM8960_WriteReg(0x2F, 0x0000);
}

4.6 本章知识体系

下面这张图总结了 WM8960 初始化的核心流程和寄存器依赖关系，你可以对照着看：