营销型网站典型深圳手机网站建设服务

当前位置： 首页 > news >正文

营销型网站典型,深圳手机网站建设服务,企业品牌网站源码,全国最新实时大数据简介 在这个系列的上一篇文章中#xff0c;我们介绍了ESP32 I2S音频总线的相关知识#xff0c;简要了解了什么是I2S总线、它的通信格式#xff0c;以及相关的底层API函数。没有看过上篇文章的可以点击文章进行回顾#xff1a; ESP32 I2S音频总线学习笔记#xff08;一我们介绍了ESP32 I2S音频总线的相关知识简要了解了什么是I2S总线、它的通信格式以及相关的底层API函数。没有看过上篇文章的可以点击文章进行回顾 ESP32 I2S音频总线学习笔记一初识I2S通信与配置基础 这篇文章将介绍一个小案例——ESP32驱动INMP441读取音频数据它是关于如何使用I2S读取数据的一个应用主要是将ESP32读取到的音频数据发送到串口上并实时显示波形这个我们可以通过串口绘图仪来实现。在这之前先来看一下INMP441这个模块吧 INMP441全向麦克风模块 NMP441是一款高性能、低功耗、数字输出带底部端口的全向MEMS麦克风。该完整的INMP441解决方案由一个MEMS传感器、信号调节模块、数字混合滤波器、电源管理和行业标准的24位I²S接口组成。I²S接口允许INMP441直接连接到数字处理器如DSP和微控制器无需额外的音频解码器。NMP441具有高信噪比是一种适用于近场应用的理想选择。 产品特性 具有高精度24位数据的数字I²S接口 高信噪比为61 dBA 高灵敏度-26 dBFS 从60 Hz到15 kHz的稳定频率响应 低功耗低电流消耗1.4 mA 高PSR-75 dBFS 功能框图 INMP441模块使用到的芯片内置ADC用于将采集到的模拟信号转换成数字信号上面还有滤波器和硬件控制、电源相关的引脚。
引脚定义 VDD输入电源1.8V至3.3VGND电源地SCKI²S接口的串行数据时钟WS用于I²S接口的串行数据字选择SDI²S接口的串行数据输出L/R左/右声道选择 其中L/R是 左/右声道选择。设置为低电平时麦克风在I²S帧的左声道输出信号。设置为高电平时麦克风在右声道输出信号。 安装I2S驱动 上篇文章我们在介绍I2S底层API函数提到在使用I2S通信时需要加载I2S驱动不知道小伙伴们还记不记得。这个加载I2S驱动的函数就是esp_err_t i2s_driver_install(i2s_port_t i2s_num, const i2s_config_t *i2s_config, int queue_size, void i2s_queue)里面有4个参数需要配置在上次都有提到每个参数的意义。 其中比较复杂的是i2s_config这个结构体变量我们需要对结构体的每个参数进行配置如下 typedef struct {i2s_mode_t mode; / 设置 I2S 的工作模式 /uint32_t sample_rate; /! 设置音频采样率 /i2s_bits_per_sample_t bits_per_sample; /! 设置采样位数 /i2s_channel_fmt_t channel_format; /! 设置数据通道格式./i2s_comm_format_t communication_format; /! 设置I2C数据传输格式 /int intr_alloc_flags; /! 设置中断相关标志位/int dma_buf_count; dma缓存个数 int dma_buf_len;
} i2s_driver_config_t;typedef i2s_driver_config_t i2s_config_t; 除了后面几个整型变量每个结构体成员其实是一个枚举类型 I2S工作模式mode typedef enum {I2S_MODE_MASTER (0x1 0), /! Master mode/I2S_MODE_SLAVE (0x1 1), /! Slave mode/I2S_MODE_TX (0x1 2), /! TX mode/I2S_MODE_RX (0x1 3), /! RX mode/ #if SOC_I2S_SUPPORTS_DAC//built-in DAC functions are only supported on I2S0 for ESP32 chip.I2S_MODE_DAC_BUILT_IN (0x1 4), /! Output I2S data to built-in DAC, no matter the data format is 16bit or 32 bit, the DAC module will only take the 8bits from MSB/ #endif // SOC_I2S_SUPPORTS_DAC #if SOC_I2S_SUPPORTS_ADCI2S_MODE_ADC_BUILT_IN (0x1 5), /! Input I2S data from built-in ADC, each data can be 12-bit width at most/ #endif // SOC_I2S_SUPPORTS_ADC// PDM functions are only supported on I2S0 (all chips).I2S_MODE_PDM (0x1 6), /! I2S PDM mode/ } i2s_mode_t;音频采样率bits_per_sample typedef enum {I2S_BITS_PER_SAMPLE_8BIT 8, /! data bit-width: 8 /I2S_BITS_PER_SAMPLE_16BIT 16, /! data bit-width: 16 /I2S_BITS_PER_SAMPLE_24BIT 24, /! data bit-width: 24 /I2S_BITS_PER_SAMPLE_32BIT 32, /! data bit-width: 32 / } i2s_bits_per_sample_t;通道格式channel_format typedef enum {I2S_CHANNEL_FMT_RIGHT_LEFT, /! Separated left and right channel /I2S_CHANNEL_FMT_ALL_RIGHT, /! Load right channel data in both two channels /I2S_CHANNEL_FMT_ALL_LEFT, /! Load left channel data in both two channels /I2S_CHANNEL_FMT_ONLY_RIGHT, /! Only load data in right channel (mono mode) /I2S_CHANNEL_FMT_ONLY_LEFT, /! Only load data in left channel (mono mode) / #if SOC_I2S_SUPPORTS_TDM// Multiple channels are available with TDM featureI2S_CHANNEL_FMT_MULTIPLE, /! More than two channels are used / #endif } i2s_channel_fmt_t;通信传输格式communication_format typedef enum {I2S_COMM_FORMAT_STAND_I2S 0X01, /! I2S communication I2S Philips standard, data launch at second BCK/I2S_COMM_FORMAT_STAND_MSB 0X02, /! I2S communication MSB alignment standard, data launch at first BCK/I2S_COMM_FORMAT_STAND_PCM_SHORT 0x04, /! PCM Short standard, also known as DSP mode. The period of synchronization signal (WS) is 1 bck cycle./I2S_COMM_FORMAT_STAND_PCM_LONG 0x0C, /! PCM Long standard. The period of synchronization signal (WS) is channel_bitbck cycles./I2S_COMM_FORMAT_STAND_MAX, /! standard max///old definition will be removed in the future.I2S_COMM_FORMAT_I2S attribute((deprecated)) 0x01, /! I2S communication format I2S, correspond to I2S_COMM_FORMAT_STAND_I2S/I2S_COMM_FORMAT_I2S_MSB attribute((deprecated)) 0x01, /! I2S format MSB, (I2S_COMM_FORMAT_I2S |I2S_COMM_FORMAT_I2S_MSB) correspond to I2S_COMM_FORMAT_STAND_I2S/I2S_COMM_FORMAT_I2S_LSB attribute((deprecated)) 0x02, /! I2S format LSB, (I2S_COMM_FORMAT_I2S |I2S_COMM_FORMAT_I2S_LSB) correspond to I2S_COMM_FORMAT_STAND_MSB/I2S_COMM_FORMAT_PCM attribute((deprecated)) 0x04, /! I2S communication format PCM, correspond to I2S_COMM_FORMAT_STAND_PCM_SHORT/I2S_COMM_FORMAT_PCM_SHORT attribute((deprecated)) 0x04, /! PCM Short, (I2S_COMM_FORMAT_PCM | I2S_COMM_FORMAT_PCM_SHORT) correspond to I2S_COMM_FORMAT_STAND_PCM_SHORT/I2S_COMM_FORMAT_PCM_LONG attribute((deprecated)) 0x08, /! PCM Long, (I2S_COMM_FORMAT_PCM | I2S_COMM_FORMAT_PCM_LONG) correspond to I2S_COMM_FORMAT_STAND_PCM_LONG/ } i2s_comm_format_t; 知道了每个参数的含义以及知道它可以配置哪些参数就可以调用i2s_driver_install这个函数了。 这里我们举一个安装I2S驱动的例子就比较容易理解了。同时配置的时候我们把它放在一个函数里面起名为i2s_install( )。 // 安装I2S驱动void i2s_install(){// 配置I2S接收i2s_config_t i2s_config {.mode (i2s_mode_t)(I2S_MODE_MASTER | I2S_MODE_RX),.sample_rate SAMPLE_RATE,.bits_per_sample I2S_BITS_PER_SAMPLE_16BIT, .channel_format I2S_CHANNEL_FMT_ONLY_LEFT,.communication_format (i2s_comm_format_t)(I2S_COMM_FORMAT_I2S | I2S_COMM_FORMAT_I2S_MSB),.intr_alloc_flags 0,.dma_buf_count 16,.dma_buf_len bufferLen,.use_apll false };if (ESP_OK ! i2s_driver_install(I2S_PORT, i2s_config, 0, NULL)) {Serial.println(Install I2S driver failed);return;}
}配置I2S引脚 I2S通信最重要的三个信号是位时钟BCK、字时钟WS、数据引脚SD因此我们需要对其引脚进行配置设置I2S引脚的函数是 esp_err_t i2s_set_pin(i2s_port_t i2s_num, const i2s_pin_config_t pin)第一个参数传入I2S端口填I2S_NUM_0或I2S_NUM_1 第二个参数是结构体如下 typedef struct {int mck_io_num; /! MCK in out pin. Note that ESP32 supports setting MCK on GPIO0/GPIO1/GPIO3 only/int bck_io_num; /! BCK in out pin/int ws_io_num; /! WS in out pin/int data_out_num; /! DATA out pin/int data_in_num; /! DATA in pin/ } i2s_pin_config_t; 其中mck_io_num; bck_io_numws_io_num等都是整型变量data_out_num如果我们没有用到就传入-1在driver/i2s.h头文件定义了 #define I2S_PIN_NO_CHANGE (-1) /! Use in i2s_pin_config_t for pins which should not be changed */假设我们要配置的引脚位时钟BCK、字时钟WS、数据引脚SD分别是D13, D12, D14同样把要配置的参数写入一个函数i2s_setpin()里面配置I2S引脚示例如下 // 配置I2S引脚 #define I2S_MIC_WS 12 #define I2S_MIC_SD 14 #define I2S_MIC_BCK 13void i2s_setpin(){i2s_pin_config_t pin_config {};pin_config.bck_io_num I2S_MIC_BCK;pin_config.ws_io_num I2S_MIC_WS;pin_config.data_out_num I2S_PIN_NO_CHANGE;pin_config.data_in_num I2S_MIC_SD;if (ESP_OK ! i2s_set_pin(I2S_PORT, pin_config)) {Serial.println(I2S set pin failed);return;}}安装完I2S驱动和配置好I2S引脚后我们只要在setup()函数里面调用这两个函数就可以了。 void setup() {Serial.begin(115200);Serial.println(Setup I2S …);delay(1000);i2s_install();i2s_setpin();delay(500);
}读取I2S数据 上面只是对I2S进行了一下初始化要通过INMP441读取i2s数据我们只需要调用esp_err_t i2s_read(i2s_port_t i2s_num, void *dest, size_t size, size_t *bytes_read, TickType_t ticks_to_wait);这个函数。因为前面在初始化I2S时的量化位数是16位所以每个采样点的数据大小为2字节我们将读取到的数据放入一个缓存区数组sBuffer将数组长度bufferLen定义为64确保每次从I2S接口读取时能获得足够的音频数据。 如果读取成功2s_read这个函数会返回一个ESP_OK成功后就进入数据处理部分。这里我们将读取到的音频数据求均值然后可以用串口绘图仪观察它的数据波形代码如下 void loop() {size_t bytesIn 0;esp_err_t result i2s_read(I2S_PORT, sBuffer, bufferLen, bytesIn, portMAX_DELAY);if (result ESP_OK){int samples_read bytesIn / 2;if (samples_read 0) {float mean 0;for (int i 0; i samples_read; i) {mean (sBuffer[i]);}mean / samples_read;Serial.println(mean);delay(50);}} }完整代码 #include driver/i2s.h #define SAMPLE_RATE (44100)#define I2S_MIC_WS 12 #define I2S_MIC_SD 14 #define I2S_MIC_BCK 13 #define I2S_PORT I2S_NUM_0 #define bufferLen 64int16_t sBuffer[bufferLen];// 安装I2S驱动void i2s_install(){// 配置I2S接收i2s_config_t i2s_config {.mode (i2s_mode_t)(I2S_MODE_MASTER | I2S_MODE_RX),.sample_rate SAMPLE_RATE,.bits_per_sample I2S_BITS_PER_SAMPLE_16BIT, .channel_format I2S_CHANNEL_FMT_ONLY_LEFT,.communication_format (i2s_comm_format_t)(I2S_COMM_FORMAT_I2S | I2S_COMM_FORMAT_I2S_MSB),.intr_alloc_flags 0,.dma_buf_count 16,.dma_buf_len bufferLen,.use_apll false };if (ESP_OK ! i2s_driver_install(I2S_PORT, i2s_config, 0, NULL)) {Serial.println(Install I2S driver failed);return;}
}// 配置I2S引脚void i2s_setpin(){i2s_pin_config_t pin_config {};pin_config.bck_io_num I2S_MIC_BCK;pin_config.ws_io_num I2S_MIC_WS;pin_config.data_out_num I2S_PIN_NO_CHANGE;pin_config.data_in_num I2S_MIC_SD;if (ESP_OK ! i2s_set_pin(I2S_PORT, pin_config)) {Serial.println(I2S set pin failed);return;}}void setup() {Serial.begin(115200);Serial.println(Setup I2S …);delay(1000);i2s_install();i2s_setpin();i2s_start(I2S_PORT);delay(500);
}void loop() {size_t bytesIn 0;esp_err_t result i2s_read(I2S_PORT, sBuffer, bufferLen, bytesIn, portMAX_DELAY);if (result ESP_OK){int samples_read bytesIn / 2;if (samples_read 0) {float mean 0;for (int i 0; i samples_read; i) {mean (sBuffer[i]);}mean / samples_read;Serial.println(mean);delay(50);}}} 接线图 写完代码后就可以开始接线了接线图如下图所示供电这里接3.3VL/R接地。
实验效果 一开始接收到的是外界的声音波形是杂乱无章的。后面用嘴吹气波形会跟着吹气变化不吹气波形是平缓不变的后面大概吹了几次可以看到波形变化如下图 总结 本篇文章介绍了通过ESP32的I2S通信实时读取INMP441麦克风模块的音频数据并通过串口绘图仪显示音频数据波形。后面我们还会介绍使用INMP441采集音频并实时播放音频感兴趣的可以先关注收藏一下