有幾種方法可以將模擬音頻數(shù)據(jù)輸入到ESP32中。

直接從內(nèi)置的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）讀取

這對(duì)于一次性讀取很有用，但不適用于高采樣率。

使用I2S通過DMA讀取內(nèi)置ADC

適用于模擬麥克風(fēng)，例如MAX4466和MAX9814

使用I2S直接從I2S兼容外設(shè)讀取

對(duì)于SPH0645LM4H，INPM441，ICS43432和ICS43434等麥克風(fēng)有用

直接從ADC讀取

ESP32上有兩個(gè)內(nèi)置ADC，ADC1和ADC2。

ADC1具有8個(gè)通道：

渠道	通用輸入輸出	渠道	通用輸入輸出
ADC1_CHANNEL_0	GPIO36	ADC1_CHANNEL_4	GPIO32
ADC1_CHANNEL_1	GPIO37	ADC1_CHANNEL_5	GPIO33
ADC1_CHANNEL_2	GPIO38	ADC1_CHANNEL_6	GPIO34
ADC1_CHANNEL_3	GPIO39	ADC1_CHANNEL_7	GPIO35

ADC2有10個(gè)通道：

渠道	通用輸入輸出	渠道	通用輸入輸出
ADC2_CHANNEL_0	GPIO4	ADC2_CHANNEL_5	GPIO12
ADC2_CHANNEL_1	GPIO0	ADC2_CHANNEL_6	GPIO14
ADC2_CHANNEL_2	GPIO2	ADC2_CHANNEL_7	GPIO27
ADC2_CHANNEL_3	GPIO15	ADC2_CHANNEL_8	GPIO25
ADC2_CHANNEL_4	GPIO13	ADC2_CHANNEL_9	GPIO26

盡管有一些限制-WiFi子系統(tǒng)也使用ADC2，并且某些引腳還用于控制啟動(dòng)行為的捆綁引腳。這意味著在項(xiàng)目中堅(jiān)持使用ADC1是最安全的。

從ADC讀取非常簡單-您可以使用Arduino函數(shù)或直接使用Espressif函數(shù)：

// read using Arduino
int sample = analogRead(35)

// read using Espressif
int sample = adc1_get_raw(ADC1_CHANNEL_7);

ESP32 ADC非常不準(zhǔn)確，如果您想獲得準(zhǔn)確的讀數(shù)，可以使用校準(zhǔn)設(shè)置。現(xiàn)在，這些操作大多在工廠完成，因此您的ESP32應(yīng)該已經(jīng)具有一些校準(zhǔn)設(shè)置。也可以手動(dòng)校準(zhǔn)ADC。

要讀取校準(zhǔn)值，請(qǐng)使用以下代碼，它將為您提供以毫伏為單位的值。這兩個(gè)調(diào)用adc1_config_width和adc1_config_channel_atten是至關(guān)重要的，因?yàn)樾?zhǔn)特性需要匹配ADC配置。

// calibration values for the adc
#define DEFAULT_VREF 1100
esp_adc_cal_characteristics_t *adc_chars;

//Range 0-4096
adc1_config_width(ADC_WIDTH_BIT_12);

// full voltage range
adc1_config_channel_atten(ADC1_CHANNEL_7, ADC_ATTEN_DB_11);

// get the ADC characteristics
esp_adc_cal_characterize(
  ADC_UNIT_1,
  ADC_ATTEN_DB_11,
  ADC_WIDTH_BIT_12,
  DEFAULT_VREF,
  adc_chars);

// read a sample from the ADC
int sample = adc1_get_raw(ADC1_CHANNEL_7);

// get the calibrated value
int milliVolts = esp_adc_cal_raw_to_voltage(sample, adc_chars);

使用I2S和DMA的高速ADC采樣

直接使用ADC可以進(jìn)行低頻和一次性采樣。為了采樣高質(zhì)量的音頻數(shù)據(jù)，您將需要以16-40KHz的頻率采樣。您可以使用計(jì)時(shí)器來執(zhí)行此操作，但這并不是ESP32的CPU資源的最佳用途。

更好的方法是使用內(nèi)置的I2S外設(shè)將ADC的樣本直接讀取到內(nèi)存中。

這是使用I2S讀取內(nèi)置ADC的基本設(shè)置。

i2s_config_t i2s_config = {
    .mode = (i2s_mode_t)(I2S_MODE_MASTER | I2S_MODE_RX | I2S_MODE_ADC_BUILT_IN),
    .sample_rate = 40000,
    .bits_per_sample = I2S_BITS_PER_SAMPLE_16BIT,
    .channel_format = I2S_CHANNEL_FMT_ONLY_LEFT,
    .communication_format = I2S_COMM_FORMAT_I2S_LSB,
    .intr_alloc_flags = ESP_INTR_FLAG_LEVEL1,
    .dma_buf_count = 2,
    .dma_buf_len = 1024,
    .use_apll = false,
    .tx_desc_auto_clear = false,
    .fixed_mclk = 0};

//install and start i2s driver
i2s_driver_install(I2S_NUM_0, &i2s_config, 4, &i2s_queue);

//init ADC pad
i2s_set_adc_mode(ADC_UNIT_1, ADC1_CHANNEL_7);

// enable the ADC
i2s_adc_enable(I2S_NUM_0);

// start a task to read samples from I2S
TaskHandle_t readerTaskHandle;
xTaskCreatePinnedToCore(readerTask, "Reader Task", 8192, this, 1, &readerTaskHandle, 0);

然后，您可以使用以下任務(wù)從ADC讀取樣本：

void readerTask(void *param)
{
    I2SSampler *sampler = (I2SSampler *)param;
    while (true)
    {
        // wait for some data to arrive on the queue
        i2s_event_t evt;
        if (xQueueReceive(sampler->i2s_queue, &evt, portMAX_DELAY) == pdPASS)
        {
            if (evt.type == I2S_EVENT_RX_DONE)
            {
                size_t bytesRead = 0;
                do
                {
                    // try and fill up our audio buffer
                    size_t bytesToRead = (ADC_SAMPLES_COUNT - sampler->audioBufferPos) * 2;
                    void *bufferPosition = (void *)(sampler->currentAudioBuffer + sampler->audioBufferPos);
                    // read from i2s
                    i2s_read(I2S_NUM_0, bufferPosition, bytesToRead, &bytesRead, 10 / portTICK_PERIOD_MS);
                    sampler->audioBufferPos += bytesRead / 2;
                    if (sampler->audioBufferPos == ADC_SAMPLES_COUNT)
                    {
                        // do something with the sample - e.g. notify another task to do some processing
                   }
                } while (bytesRead > 0);
            }
        }
    }
}

閱讀完樣本后，您可以執(zhí)行所需的任何處理，I2S外設(shè)將在后臺(tái)繼續(xù)將樣本從ADC讀取到DMA緩沖區(qū)中。

MA4466的接線非常簡單，只需將VCC連接至3v3，將GND連接至GND，將Out連接至與您要從其采樣的ADC通道相對(duì)應(yīng)的GPIO引腳。

嘗試MAX9814的方法相同-您也可以通過將增益引腳連接至VCC或GND來發(fā)揮MAX9814的增益。

原文地址：https://blog.cmgresearch.com/2020/09/12/esp32-audio-input.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ESP32音频输入-MAX4466，MAX9814，SPH0645LM4H，INMP441(翻译)的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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