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立创开发板入门第六课音频-扬声器和麦克风 I2S驱动

article 2025/1/18 2:47:13

音频芯片介绍

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。

配置文件example_config.h

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。针对我们开发板上ESP32-C3，我们应该修改它的33、34行，我们修改为开发板上使用的GPIO0和GPIO1引脚。

I2C，共四个接线，VCC（正极）, SCL，SDA，GND（负极），所以需要定义的只有SCL和SDA。

/* I2C端口和GPIO */
#define I2C端口号         (0)
#define I2C_串行时钟线      (GPIO_NUM_1)
#define I2C_串行数据线      (GPIO_NUM_0)

I2S引脚相，共五个接线，MCK主时钟引脚，BCK时钟引脚，WS左右声道引脚，SDI串行数据输入引脚用于接收音频数据，SDO串行数据输出引脚用于发送音频数据，

例如： 44.1kHz(音频的采样频率)×16(位数据）×2(对于立体声，由WS决定）=1.4112MHz（BCK），然后MCK通常是BCK的整数倍 256 倍或 384 倍等，例如1。4112MHz x 256 ≈361.27MHz

关代码在它的37~48之间。先修改39~41行。

/* I2S端口和GPIO */
#define I2S端口号         (0)               //I2S_NUM
#define I2S_主时钟线      (GPIO_NUM_10)
#define I2S_位时钟线      (GPIO_NUM_8)
#define I2S_帧同步线       (GPIO_NUM_12)
#define I2S_数据输出线       (GPIO_NUM_11)
#define I2S_数据输入线       (GPIO_NUM_7)

main文件块区：

1、换VDD_SPI引脚替换成GPIO11。

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电子熔丝VDD-SPI作为GPIO开始\n-----------------------------\n");
esp_efuse_write_field_bit(ESP_EFUSE_VDD_SPI_AS_GPIO);

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，只需要运行一次，就可以将上面的两行代码注释起来。

2、音频放大器芯片配置

gpio_config_t io_conf = {
        .intr_type = GPIO_INTR_DISABLE, // 禁止中断
        .mode = GPIO_MODE_OUTPUT,       // 设置为输出模式
        .pin_bit_mask = 1 << 13,        // 引脚的位掩模
        .pull_down_en = 0,              // 禁用下拉模式
        .pull_up_en = 1,                // 启用上拉模式
    };
  //使用给定设置配置GPIO
    gpio_config(&io_conf);

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

3、i2s es8311编解码器

printf("i2s es8311编解码器示例启动\n-----------------------------\n");
    /* 初始化i2s外设 */
    if (i2s_driver_init() != ESP_OK) {
        ESP_LOGE(标签, "i2s驱动初始化失败");
        abort();
    } else {
        ESP_LOGI(标签, "i2s驱动初始化成功");
    }
    /* 初始化i2c外设并通过i2c配置es8311编解码器 */
    if (es8311_codec_init() != ESP_OK) {
        ESP_LOGE(标签, "es8311编解码器初始化失败");
        abort();
    } else {
        ESP_LOGI(标签, "es8311编解码器初始化成功");
    }

4、选择是播音乐，还是测试麦克风的（回声机）。

#if CONFIG_EXAMPLE_MODE_MUSIC
    /* 在音乐模式下播放一段音乐 */
    xTaskCreate(i2s_music, "i2s_music", 4096, NULL, 5, NULL);
#else
    /* 在回声模式下回声来自MIC的声音 */
    xTaskCreate(i2s_echo, "i2s_echo", 8192, NULL, 5, NULL);
#endif