esp32 s3麦克风

### ESP32-S3 上使用麦克风的教程 #### 1. 硬件连接 为了使ESP32-S3能够与数字麦克风通信，硬件连接至关重要。对于Seeed Studio XIAO ESP32S3开发板而言，其具备丰富的外设接口支持多种传感器接入[^1]。 通常情况下，数字麦克风会通过I2S总线与ESP32-S3相连。具体来说，需要将麦克风的数据线（SD）、时钟线（SCK）以及帧同步线（WS/LRCLK）分别对接到ESP32-S3对应的GPIO引脚上。此外，还需确保电源和地线正确无误地接通[^2]。 #### 2. 软件配置 软件部分主要涉及初始化I2S模块并设置参数来匹配所使用的麦克风规格。下面是一个简单的Arduino IDE代码示例用于启动I2S接收来自麦克风的声音样本： ```cpp #include "driver/i2s.h" #define I2S_NUM I2S_NUM_0 // 使用I2S通道号定义 #define SAMPLE_RATE (16000) // 设置采样率为16kHz #define BUFFER_SIZE (2048) void setup() { Serial.begin(115200); 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_I2S_MSB, .intr_alloc_flags = 0, .dma_buf_count = 8, .dma_buf_len = BUFFER_SIZE/8, .use_apll = false, .tx_desc_auto_clear = true, .fixed_mclk = 0 }; i2s_pin_config_t pin_config = { .bck_io_num = 27, // BCLK GPIO编号 .ws_io_num = 26, // LRCLK GPIO编号 .data_out_num = I2S_PIN_NO_CHANGE,// 不适用此引脚 .data_in_num = 22 // 数据输入GPIO编号 }; i2s_driver_install(I2S_NUM, &i2s_config, 0, NULL); i2s_set_pin(I2S_NUM, &pin_config); } void loop() { size_t bytes_read; static int16_t data[BUFFER_SIZE]; i2s_read(I2S_NUM, data, sizeof(data), &bytes_read, portMAX_DELAY); } ``` 这段程序实现了基本的功能——即从指定的I2S端口读取音频流并将它们存储在一个缓冲区内等待进一步处理。 #### 3. 处理采集到的数据 当成功获取到了原始PCM格式的数据之后，如果想要将其保存为WAV文件或者其他形式，则可能需要用到额外的数据转换逻辑。例如，在某些应用场景下，可能会涉及到将二进制编码表示的声音强度值映射回实际物理量级的过程，这可以通过特定的比例因子完成缩放操作[^3]。 ```cpp // 数字转模拟：把麦克风传来的数字化声音信号转化为可以播放的形式 void scale_digital_to_analog(uint8_t *dest_buffer, const uint8_t* source_buffer, uint32_t length) { for (size_t i = 0; i < length / 2; ++i){ uint16_t sample = ((source_buffer[i * 2 + 1] << 8) | source_buffer[i * 2]); dest_buffer[i * 2] = (sample >> 4) & 0xFF; dest_buffer[i * 2 + 1] = sample & 0xFF; } } ``` 上述函数展示了如何将两个连续字节组成的单声道16位整数型声压等级重新排列以便后续作为波形数据输出给扬声器或其他设备解读。