ESP32播放网络音乐与麦克风接收

本文使用esp32结合MAX98357音频放大器模块播放网络音乐,同时用INMP441模块作为语音输入进行测试

第一部分：播放网络音乐

需要用到esp32开发板、 MAX98357模块、喇叭、连接线

一、准备工作

• 库安装

1，首先到GITHUB下载「ESP32-audioI2S」

https://github.com/schreibfaul1/ESP32-audioI2S/

2，解压。

3，把解压的文件放进Arduino IDE的libraries文件夹

• 接线

MAX98357与单片机接线如下：

VIN ---------- 5V

GND----------GND

DIN------------25

BCLK----------27

LRC------------26

这里注意esp32开发板在arduino框架下，34 35 36 39 脚只能作为输入，将他们作为输出引脚会报错

接下来将喇叭正负极接到放大模块对应位置

二、软件部分

实例代码如下，注意将ssid与password更换为自己的WIFI名称和密码

#include "Arduino.h"
#include "WiFiMulti.h"
#include "Audio.h"

// Digital I/O used
#define I2S_DOUT      25
#define I2S_BCLK      27
#define I2S_LRC       26

Audio audio;
WiFiMulti wifiMulti;

// config your wifi
String ssid =     "xxxxx";
String password = "xxxxx";

void setup() {

    Serial.begin(115200);

    WiFi.mode(WIFI_STA);
    wifiMulti.addAP(ssid.c_str(), password.c_str());
    wifiMulti.run();
    if(WiFi.status() != WL_CONNECTED){
        WiFi.disconnect(true);
        wifiMulti.run();
    }
    audio.setPinout(I2S_BCLK, I2S_LRC, I2S_DOUT);
    audio.setVolume(12); // 0...21

    audio.connecttohost("http://mp3.ffh.de/radioffh/hqlivestream.mp3"); //  128k mp3
}

void loop()
{
    audio.loop();
    if(Serial.available()){ // put streamURL in serial monitor
        audio.stopSong();
        String r=Serial.readString(); r.trim();
        if(r.length()>5) audio.connecttohost(r.c_str());
        log_i("free heap=%i", ESP.getFreeHeap());
    }
}

// optional
void audio_info(const char *info){
    Serial.print("info        "); Serial.println(info);
}
void audio_id3data(const char *info){  //id3 metadata
    Serial.print("id3data     ");Serial.println(info);
}
void audio_eof_mp3(const char *info){  //end of file
    Serial.print("eof_mp3     ");Serial.println(info);
}
void audio_showstation(const char *info){
    Serial.print("station     ");Serial.println(info);
}
void audio_showstreamtitle(const char *info){
    Serial.print("streamtitle ");Serial.println(info);
}
void audio_bitrate(const char *info){
    Serial.print("bitrate     ");Serial.println(info);
}
void audio_commercial(const char *info){  //duration in sec
    Serial.print("commercial  ");Serial.println(info);
}
void audio_icyurl(const char *info){  //homepage
    Serial.print("icyurl      ");Serial.println(info);
}
void audio_lasthost(const char *info){  //stream URL played
    Serial.print("lasthost    ");Serial.println(info);
}

这里将这一网址发给esp32播放 http://mp3.ffh.de/radioffh/hqlivestream.mp3，当然可以更换为其他mp3地址

烧录后开始播放！

第二部分：INMP麦克风测试

SCK：I2S时钟线，是由主机产生的高频方波，用来控制每位数据的传输时序
SD：I2S数据线，从机通过这根线把AD采样值发送给主机
WS：I2S声道选择线，I2S协议可以传输左右两个声道的数据，WS信号是由主机发送给从机的，从机根据WS的电平高低，判断当前数据帧发送左声道还是右声道数据，WS低电平时，从机发送左声道数据，高电平发送右声道。
L/R：芯片左右声道选择线，每个麦克风只能检测一处声源，因此若要进行双声道录音，就要使用两个模块，一左一右放置。

需要：esp32开发板、INMP441模块、连接线

一、硬件连接

I2S_WS ----------------32

I2S_SD-----------------35

I2S_SCK-------------- 33

VDD---------------------VCC

GND--------------------GND

注意INMP441的 L/R接地之后才稳定输出数据 否则一直都是0，尤其是自己画板子

二、麦克风测试

// 头文件
#include <driver/i2s.h>
 
//按照接线确定编号
#define I2S_WS 32
#define I2S_SD 35
#define I2S_SCK 33
 
// 使用I2S处理器
#define I2S_PORT I2S_NUM_0
 
// 定义缓冲区长度
#define bufferLen 64
int16_t sBuffer[bufferLen];
 
void i2s_install() {
  //设置I2S处理器配置
  const i2s_config_t i2s_config = {
    .mode = i2s_mode_t(I2S_MODE_MASTER | I2S_MODE_RX),
    .sample_rate = 44100,
    .bits_per_sample = i2s_bits_per_sample_t(16),
    .channel_format = I2S_CHANNEL_FMT_ONLY_LEFT,
    .communication_format = i2s_comm_format_t(I2S_COMM_FORMAT_STAND_I2S),
    .intr_alloc_flags = 0,
    .dma_buf_count = 8,
    .dma_buf_len = bufferLen,
    .use_apll = false
  };
 
  i2s_driver_install(I2S_PORT, &i2s_config, 0, NULL);
}
 
void i2s_setpin() {
  // 设置I2S引脚配置
  const i2s_pin_config_t pin_config = {
    .bck_io_num = I2S_SCK,
    .ws_io_num = I2S_WS,
    .data_out_num = -1,
    .data_in_num = I2S_SD
  };
 
  i2s_set_pin(I2S_PORT, &pin_config);
}
 
void setup() {
  // 设置串口监视器
  Serial.begin(115200);
  Serial.println(" ");
  delay(1000);
  // 设置I2S
  i2s_install();
  i2s_setpin();
  i2s_start(I2S_PORT);
  delay(500);
}
 
void loop() {
 
  // 获取I2S数据并将其放入数据缓冲区
  size_t bytesIn = 0;
  esp_err_t result = i2s_read(I2S_PORT, &sBuffer, bufferLen, &bytesIn, portMAX_DELAY);
 
  if (result == ESP_OK)
  {
    // 读取I2S数据缓冲区
    int16_t samples_read = bytesIn / 8;
    if (samples_read > 0) {
      float mean = 0;
      for (int16_t i = 0; i < samples_read; ++i) {
        mean += (sBuffer[i]);
      }
       // 取数据读数的平均值
      mean /= samples_read;
      // 串口绘图   
      Serial.println(mean);
    }
  }
}

本代码通过调用

i2s_read()

函数从 I2S 接口读取音频数据，并计算了读取数据的均值，最后通过串口输出均值

成功烧录后，打开串口监视器，可以看到打印出的数据，可以用来表征一段时间内的音频信号强度或者音量大小。打开串口绘图仪，可以看到画出图像

这样就是代表麦克风成功运转了！可以用它进行进一步的开发……

第三部分：