增加 通信软件技术（C++） 的课程实验资料

Author: ZheFeng7110

课程目录/通信软件技术（C++版）/README.md

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+# 课程
+
+通信软件技术（C++）
+
+注意：本课程实际使用的教材是 《嵌入式Linux系统开发——基于ARM处理器通用平台》（冯新宇 著，清华大学出版社），课程内容是Linux开发，并没有讲C++。

课程目录/通信软件技术（C++版）/实验/参考代码/lab1/record.c

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+#include <alsa/asoundlib.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <time.h>
+#include <string.h>
+#include <sys/time.h>
+
+// WAV文件头结构
+typedef struct {
+    char     chunk_id[4];     // "RIFF"
+    int      chunk_size;      // 文件总长度 - 8
+    char     format[4];       // "WAVE"
+    
+    char     subchunk1_id[4]; // "fmt "
+    int      subchunk1_size;  // 16 (PCM格式)
+    short    audio_format;    // 1 (PCM)
+    short    num_channels;    // 声道数
+    int      sample_rate;     // 采样率
+    int      byte_rate;       // 每秒字节数
+    short    block_align;     // 每个样本的字节数
+    short    bits_per_sample; // 位深度
+    
+    char     subchunk2_id[4]; // "data"
+    int      subchunk2_size;  // 音频数据长度
+} WavHeader;
+
+// 获取当前时间（毫秒级精度）
+double get_current_time_ms() {
+    struct timeval tv;
+    gettimeofday(&tv, NULL);
+    return (tv.tv_sec * 1000.0) + (tv.tv_usec / 1000.0);
+}
+
+int main() {
+    // ALSA设备参数
+    const char *device = "default";
+    snd_pcm_t *capture_handle;
+    snd_pcm_hw_params_t *hw_params;
+    int err;
+    
+    // 音频参数
+    unsigned int sample_rate = 44100;   // 44.1 kHz
+    int channels = 2;                   // 立体声
+    snd_pcm_uframes_t frames = 1024;    // 每周期帧数
+    int bits_per_sample = 16;           // 16位采样
+    
+    // 计算录制时间（5秒）
+    const int duration_sec = 5;
+    const double duration_ms = duration_sec * 1000.0;  // 转换为毫秒
+    const size_t total_frames = sample_rate * duration_sec;
+    const size_t buffer_size = frames * channels * (bits_per_sample / 8);
+    
+    // 打开PCM设备
+    if ((err = snd_pcm_open(&capture_handle, device, SND_PCM_STREAM_CAPTURE, 0)) < 0) {
+        fprintf(stderr, "无法打开设备: %s\n", snd_strerror(err));
+        return 1;
+    }
+    
+    // 分配硬件参数结构
+    if ((err = snd_pcm_hw_params_malloc(&hw_params)) < 0) {
+        fprintf(stderr, "无法分配参数: %s\n", snd_strerror(err));
+        return 1;
+    }
+    
+    // 初始化参数
+    if ((err = snd_pcm_hw_params_any(capture_handle, hw_params)) < 0) {
+        fprintf(stderr, "无法初始化参数: %s\n", snd_strerror(err));
+        return 1;
+    }
+    
+    // 设置参数：交错模式
+    if ((err = snd_pcm_hw_params_set_access(capture_handle, hw_params, SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED)) < 0) {
+        fprintf(stderr, "无法设置访问模式: %s\n", snd_strerror(err));
+        return 1;
+    }
+    
+    // 设置采样格式
+    snd_pcm_format_t format = SND_PCM_FORMAT_S16_LE;
+    if ((err = snd_pcm_hw_params_set_format(capture_handle, hw_params, format)) < 0) {
+        fprintf(stderr, "无法设置格式: %s\n", snd_strerror(err));
+        return 1;
+    }
+    
+    // 设置声道数
+    if ((err = snd_pcm_hw_params_set_channels(capture_handle, hw_params, channels)) < 0) {
+        fprintf(stderr, "无法设置声道数: %s\n", snd_strerror(err));
+        return 1;
+    }
+    
+    // 设置采样率
+    unsigned int actual_rate = sample_rate;
+    if ((err = snd_pcm_hw_params_set_rate_near(capture_handle, hw_params, &actual_rate, 0)) < 0) {
+        fprintf(stderr, "无法设置采样率: %s\n", snd_strerror(err));
+        return 1;
+    }
+    if (actual_rate != sample_rate) {
+        fprintf(stderr, "警告：实际采样率 %u Hz (请求 %u Hz)\n", actual_rate, sample_rate);
+    }
+    
+    // 设置周期大小
+    if ((err = snd_pcm_hw_params_set_period_size_near(capture_handle, hw_params, &frames, 0)) < 0) {
+        fprintf(stderr, "无法设置周期大小: %s\n", snd_strerror(err));
+        return 1;
+    }
+    
+    // 应用参数
+    if ((err = snd_pcm_hw_params(capture_handle, hw_params)) < 0) {
+        fprintf(stderr, "无法应用参数: %s\n", snd_strerror(err));
+        return 1;
+    }
+    
+    // 释放参数结构
+    snd_pcm_hw_params_free(hw_params);
+    
+    // 准备设备
+    if ((err = snd_pcm_prepare(capture_handle)) < 0) {
+        fprintf(stderr, "无法准备设备: %s\n", snd_strerror(err));
+        return 1;
+    }
+    
+    // 创建输出文件
+    FILE *wav_file = fopen("recording.wav", "wb");
+    if (!wav_file) {
+        perror("无法创建WAV文件");
+        return 1;
+    }
+    
+    // 预留WAV文件头位置
+    WavHeader header;
+    memset(&header, 0, sizeof(header));
+    fwrite(&header, 1, sizeof(header), wav_file);
+    
+    // 分配音频缓冲区
+    char *buffer = malloc(buffer_size);
+    if (!buffer) {
+        perror("内存分配失败");
+        return 1;
+    }
+    
+    // 录制音频（改进时间显示逻辑）
+    size_t frames_recorded = 0;
+    double start_time_ms = get_current_time_ms();  // 录制开始时间
+    printf("开始录制...\n");
+
+    while (frames_recorded < total_frames) {
+        // 计算已录制时间（毫秒）
+        double current_time_ms = get_current_time_ms();
+        double elapsed_ms = current_time_ms - start_time_ms;
+        double remaining_ms = duration_ms - elapsed_ms;
+
+        double remain_time = remaining_ms / 1000.0;
+        if (remain_time < 0.0) {
+            remain_time = 0.0;
+        }
+        
+        // 显示倒计时（格式：剩余时间 秒.毫秒）
+        printf("\r剩余时间: %5.3lf秒", remain_time);
+        fflush(stdout);
+
+        // 从设备读取数据（保持不变）
+        snd_pcm_uframes_t frames_to_read = frames;
+        if (frames_recorded + frames_to_read > total_frames) {
+            frames_to_read = total_frames - frames_recorded;
+        }
+
+        if ((err = snd_pcm_readi(capture_handle, buffer, frames_to_read)) != frames_to_read) {
+            fprintf(stderr, "读取错误: %s\n", snd_strerror(err));
+            break;
+        }
+
+        // 写入文件（保持不变）
+        size_t bytes_to_write = frames_to_read * channels * (bits_per_sample / 8);
+        fwrite(buffer, 1, bytes_to_write, wav_file);
+        frames_recorded += frames_to_read;
+    }
+    
+    printf("\n录制完成\n");
+    
+    // 填充WAV文件头
+    size_t data_size = frames_recorded * channels * (bits_per_sample / 8);
+    
+    memcpy(header.chunk_id, "RIFF", 4);
+    header.chunk_size = 36 + data_size;
+    memcpy(header.format, "WAVE", 4);
+    
+    memcpy(header.subchunk1_id, "fmt ", 4);
+    header.subchunk1_size = 16;
+    header.audio_format = 1; // PCM
+    header.num_channels = channels;
+    header.sample_rate = sample_rate;
+    header.byte_rate = sample_rate * channels * (bits_per_sample / 8);
+    header.block_align = channels * (bits_per_sample / 8);
+    header.bits_per_sample = bits_per_sample;
+    
+    memcpy(header.subchunk2_id, "data", 4);
+    header.subchunk2_size = data_size;
+    
+    // 重写文件头
+    fseek(wav_file, 0, SEEK_SET);
+    fwrite(&header, 1, sizeof(header), wav_file);
+    
+    // 清理资源
+    fclose(wav_file);
+    free(buffer);
+    snd_pcm_close(capture_handle);
+    
+    printf("文件已保存为 recording.wav\n");
+    return 0;
+}