声卡作为语音信号与计算机的接口卡件，其最基本的一项功能就是A/D转换。实际,除了语音外，很多信号的频率都落在音频范围内（比如机械量信号，过程量信号等，当我们需要对这些信号进行采集时，使用声卡作为采集卡是一种相当令人满意的解决方 案，其理由如下：

1． 价格便宜。一般声卡的价格才一百多元，比起自己从头到尾开发一块采集卡的成本 低 得多。比起目前市场上的采集卡的价格，更是不可同日而语。相应地，产品成本也会降低。

2． 即买即用。完全省略了A/D卡的的硬件开发过程，很大程度上缩短了产品的开发周期

3． 灵活性好。量化位数可编程（8位或16位）；采样频率可编程（一般声卡的最高采样频率可达200KHz，并且连续可调）；采样通道可编程（1通道或2通道）；由于可以使用在Windows操作系统下，可以用通用的软件开发工具对其进行开发（如Delphi,VB，VC等）。

当然也有其局限性，那就是声卡一般只能作为PC插卡用在PC机上，很难用微控制器对其进行控制（因为要用到中断和DMA技术），因而很难用在小型的仪器仪表里。再者由于声卡是专门针对音频信号而设计的，所以它的采样速率不可能很高。

既然声卡本身就是一块很好的A/D卡，硬件部分已经不需操心了，那么最终的问题就是怎样对其编程才能够取得A/D的数据。

事实上，声卡是PC的一种多媒体设备，所以可以用Windows 的MCI（Media Control I nterface）命令来控制声卡。MCI它提供了一组与设备无关的控制命令，是一种访问多媒体设备的高层次方法。也正因为它属于一种高层次方法，所以它提供给程序员的灵活性有限，利用MCI命令来控制声卡录音时，程序员不能在录音的过程中访问内存中的采样数据，只有在录音完成后通过访问*.WAV文件才可以得到采样数据，尽管最终还是得到了采样数据，但是这样做一方面嫌其麻烦，更重要的是存取文件需要耗费时间，声卡在采样的过程中有可能会停止下来等待文件操作，造成了采样的断续。在一些实时性要求比较高的场合（比如波形分析，实时控制等），断续的采样明显是不行的。 Windows的低级波形音频函数提供了对声卡的最大灵活性的操作，它允许在采样过程中随机地访问内存中的每个采样数据，完全可以克服使用MCI命令所遇到的实时性问题。 Windows以动态连接库Mmsystem.dll的形式提供低级波形音频函数，在Mmsystem.dll中总共包括了以下几个有关波形录入的函数：

waveInAddBuffer ：向声音输入设备发送缓冲区 ；waveInClose ：关闭声音输入设备
waveInGetDevCaps：获取声音输入设备性能； waveInGetErrorText：获取声音出错信息文本
waveInGetID ：获取声音输入设备ID； waveInGetNumDevs：返回声音输入设备数量
waveInGetPosition ：获取声音设备输入位置； waveInMessage ：向声音输入设备发送信息
waveInOpen ：打开声音输入设备； waveInPrepareHeader：预备声音输入缓冲区
waveInReset ：停止声音输入设备工作； waveInStart ：停止声音输入设备工作
waveInStop ：停止声音输入； waveInUnprepareHeader ： 清除预备的声音文件头

type
TRecorder = class
private
…
FWaveFmt : TWaveFormatEx;//Delphi中，WAVEFORMAT和PCMWAVEFORMAT合为TwaveFor
matEx。
WaveHandle : HWaveIn;
WaveHdr1 : PWAVEHDR; //数据缓冲区头结构的指针 （见下文）
WaveBuffer1 : lpstr; //数据缓冲区的指针 （见下文）
procedure CallBack(uMsg,dwInstance,dwParam1,dwParam2 : DWORD); stdcall;
…
end;
…
Recorder:=TRecorder.Create;
…
Recorder.FWaveFmt.wFormatTag:=WAVE_FORMAT_PCM;
Recorder.FWaveFmt.wBitsPerSample:=16;
Recorder.FWaveFmt.nSamplesPerSec:=11025;
Recorder.FWaveFmt.nAvgBytesPerSec:=22050；
Recorder.FWaveFmt.nBlockAlign:=2;
WaveInOpen(@Recorder.WaveHandle,Wave_Mapper,mailto:@Recorder.FWaveFmt,
DWORD(@TRecorder.CallBack),DWORD(@Recorder),CALLBACK_FUNCTION + WAVE_ALLOW
SYNC);
…

在Windows环境，可以用GlobalAllocPtr来获取一段内存空间，但是由于Windows操作系统采用了虚拟存储管理机制，这块内存空间随时有可能会被置换到硬盘上，读写硬盘所耗费的时间会造成采样的不连续。因此，在将缓冲区送往波形输入设备之前，必须调用WaveInPrepareHeader函数以保证缓冲区不会被置换到硬盘上。当然在用GlobalFreeP tr来释放缓冲区之前，必须先要用WaveInUnprepareHeader函数来解除这种保护。

下面几行Delphi语句说明了使用录音缓冲区的过程。

…
Recorder.WaveHdr1:=GlobalAllocPtr(GHND or GMEM_SHARE,Sizeof(WAVEHDR));
Recorder.WaveBuffer1:=GlobalAllocPtr(GHND or GMEM_SHARE,1024);
Recorder.WaveHdr1.lpData := Recorder.WaveBuffer1;
Recorder.WaveHdr1.dwBufferLength:=1024;
WaveInPrepareHeader(Recorder.WaveHandle, Recorder.WaveHdr1, sizeof(WAVEHDR
));
WaveInAddBuffer(Recorder.WaveHandle, Recorder.WaveHdr1, sizeof(WAVEHDR));
…
WaveInUnprepareHeader(Recorder.WaveHandle, Recorder.WaveHdr1, sizeof(TWAVE
HDR));
GlobalFreePtr(Recorder.WaveBuffer1);
…

但是，如果只为波形输入设备开辟一个缓冲区，则当该缓冲区被采样数据填满后，波形输入设备就无缓冲区可用，不得不停止采样，从而造成了采样的断续。所以在实际应用中，至少要为波形输入设备准备两个缓冲区，用上述方法同时送给波形输入设备。

当上述一切都准备好后，用WaveInStart启动波形输入设备，即可开始进行数据采集，在采集的过程中，一旦有缓冲区被采样数据填满，系统就回调WaveInOpen中指定的dwCa llback函数（或向指定的窗口发送消息）。在Delphi4.0中，回调函数的格式是这样的： procedure CallBack(uMsg,dwInstance,dwParam1,dwParam2 : DWORD); stdcall; 其中uMsg是Windows的消息标记号，有三种情况：

MM_WIM_OPEN 表示波形输入设备开启成功
MM_WIM_DATA 表示一个缓冲区已满。
此时dwParam1中携带有数据缓冲区头结的指针。正是通过这个指针，才可以随机地访问缓冲区中的每一个采样数据。如下面程序所示：

…
procedure TRecorder.CallBack(uMsg,dwInstance,dwParam1,dwParam2 : DWORD); 
stdcall;
var i:Integer;
SPByte : ^Byte; //假设在打开设备时采用8位量化
SingleData : Integer;
BEGIN
case uMsg of //uMsg是Windows的消息标记号
MM_WIM_OPEN : //波形输入设备开启成功发回的消息
…
MM_WIM_DATA : //一个缓冲区已满发回的消息
begin
SPByte := Pointer(dwParam1);
for i :=0 to Recorder.DataLength-1 do
begin
SingleData := SPByte^; //通过SPByte来访问缓冲区中的数据
…
Inc(SPByte);
end;
end;
MM_WIM_CLOSE : //波形输入设备关闭成功发回的消息
…
end;
END;
…

MM_WIM_CLOSE 表示波形输入设备关闭成功。当波形输入设备关闭后，别忘了用Wave InPrepareHeader和GlobalFreePtr来释放缓冲区内存。

waveInStop(hWaveIn) 停止语音输入
waveInReset(hWaveIn) 重置语音输入设备
waveInClose(hWaveIn) 关闭语音输入设备。其中hWaveIn是WaveInOpen得到的设备句柄。
在关闭语音输入设备前，必须重置语音输入设备，否则系统会出现这样的错误提示： "MMSYSTEM033 媒体数据仍在播放中，请重置设备或等到数据播放完毕"。但是只有当一个缓冲区填满数据后，才能重置语音输入设备
以上波形输入函数，若调用成功则返回0；否则返回非0，此时可以用waveInGetErrorText函数来得到出错信息，这样做的目的是方便调试。

以上阐述了作为A/D卡的声卡编程技术，但是还必须注意以下几点

1． 声卡的采样频率并不只限于11025Hz，22050Hz，44100 Hz三种，大多数声卡的采样频率在一定的范围内是可调的（当然会存在一定的偏差）。有的声卡的最高采样频率可达200K Hz（有可能随不同品牌而异）。
2． 缓冲区不能设得太小，否则也会造成采样的不连续。在作者的声卡上，若采用16为量化，22050Hz的采样速率，缓冲区设为1K字节，理论上每秒钟可以得到22050*2个字节的数据，实际上每秒钟只能得到大约16000*2个字节的数据。若缓冲区设为2K字节，则与理论值一致。
3． A/D转化后的数据格式是PCM格式，即：若是8位量化，对应着8位无符号数据，0对应着负满幅值，128对应着零电平，255对应着正满幅值；若是16位量化，对应着16位有符号数据，-32768对应着负满幅值，0对应着零电平，32767对应着正满幅值。编程过程中应注意所声明的数据类型是否与之相符合，比如在Delphi4.0中，8位无符号数据对应着 Byte型数据,16位有符号数据对应着SmallInt型数据。
4． 由于声卡的输入端往往带有隔直电容，所以不能用声卡直接对直流量进行采集。解决的办法就是将这个隔直电容短接。
5． 同样地，利用windows的API函数和声卡的D/A功能也可以使声卡产生模拟音频信号输出。