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音频-扬声器和麦克风

首先,我们先介绍一下音频芯片:开发板上带有一个麦克风,一个扬声器,音频编解码芯片使用ES8311。麦克风直接连接到了ES8311芯片上,ES8311和扬声器之间,还有一个音频驱动放大器。ES8311通过I2S接口与ESP32-C3连接。

ES8311这个芯片不仅使用I2S接口与ESP32连接,还有I2C接口与ESP32连接,I2C接口用于配置,I2S接口用于音频传输

点击打开example_config.h文件,I2C引脚相关代码在它24~35行之间,这里使用了条件编译,根据使用的ESP32不同型号,定义I2C引脚。针对开发板上ESP32-C3,应该修改它的33、34行,修改为开发板上使用的GPIO0和GPIO1引脚

#define I2C_SCL_IO      (GPIO_NUM_1)
#define I2C_SDA_IO      (GPIO_NUM_0)

I2S引脚相关代码在它的37~48之间,然后先修改39~41行

#define I2S_MCK_IO      (GPIO_NUM_10)
#define I2S_BCK_IO      (GPIO_NUM_8)
#define I2S_WS_IO       (GPIO_NUM_12)

然后修改46、47行,改完以后I2S的5个引脚就修改好了

#define I2S_DO_IO       (GPIO_NUM_11)
#define I2S_DI_IO       (GPIO_NUM_7)

特别要注意I2S引脚当中的GPIO11,这个引脚目前还是VDD_SPI引脚,默认是一个电源引脚,输出3.3V,需要把它变成GPIO11才可以使用,这个变化是不可逆的,变成GPIO11以后,就不能再变成VDD_SPI引脚,注意,如果这个引脚用作VDD_SPI给外部FLASH供电,千万不要把它搞成GPIO11,否则就得换芯片了,现在用的开发板上只把它用做GPIO11,I2S_DO引脚,把它变成GPIO11,需要调用一个函数即可

    printf("ESP_EFUSE_VDD_SPI_AS_GPIO start\n-----------------------------\n");
    esp_efuse_write_field_bit(ESP_EFUSE_VDD_SPI_AS_GPIO);

把上面两行代码放到app_main函数的最开始处。第一行语句是提示,第二行代码是把VDD_SPI引脚变成GPIO引脚的函数。使用这个函数,需要调用esp_efuse_table.h头文件

#include "esp_efuse_table.h"

接下来,还有一个引脚需要控制,就是音频放大器芯片NS4150B的EN引脚,这个引脚连接到了ESP32-C3的GPIO13,这个引脚通过下拉电阻接地,低电平关闭音频输出,高电平打开音频输出,这里需要把这个引脚变成高电平才可以

/* 初始化PA芯片NS4150B控制引脚 低电平关闭音频输出 高电平允许音频输出 */
    gpio_config_t io_conf = {
        .intr_type = GPIO_INTR_DISABLE, //disable interrupt
        .mode = GPIO_MODE_OUTPUT, //set as output mode
        .pin_bit_mask = 1<<13, //bit mask of the pins
        .pull_down_en = 0, //disable pull-down mode
        .pull_up_en = 1, //enable pull-up mode
    };
    //configure GPIO with the given settings
    gpio_config(&io_conf);

    gpio_set_level(GPIO_NUM_13, 1); // 输出高电平

把上面的代码,放到app_main函数中,就放到刚才添加的两行控制VDD_SPI引脚代码后面就可以

直到这里,代码就修改完毕了,接下来应该配置好左下角的串口号、芯片型号、menuconfig等

注意,配置menuconfig之前,一定要先选好芯片型号,否则menuconfig的内容会被复位,还得在配置一下。所以我们先把芯片配置成esp32-c3,然后打开menuconfig配置。这里需要配置两个地方,一个是FLASH容量改成8MB,另外一个是Example Configuration

Example Configuration这里的Example mode有两种,一种是music音乐播放模式,另外一种是echo回声模式,这里先选music音乐模式,Voice volume是声音大小,改成80。改好后点击保存,然后关闭

然后编译下载到我们的开发板,就可以听到扬声器播放声音了。这里播放的声音是canon.pcm这个文件的声音。

同时,串口终端会输出:
I (10340) i2s_es8311: [music] i2s music played, 634240 bytes are written.

以上是音乐播放,接下来测试麦克风输入,这个只需要在menuconfig中把模式修改为echo回声模式就可以了

把Example mode修改为echo之后,在Set MIC gain这里修改麦克风的增益为0dB,再大的话,可能会引起啸叫,最后把Voice volume修改为80,就是扬声器的声音,然后保存,关闭

编译下载后,我们对着开发板说话,会在扬声器里面听到自己的声音。麦克风位于USB接口的左边。

注意:把VDD_SPI引脚修改为GPIO11的那条代码,只需要执行一次就可以,执行一次以后,就把它注释掉


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