传感器使用——ESP-WROOM-32 and INMP441麦克风音频采集

一、接线说明

         使用不同传感器前需要了解其连接及通信方式。对于ESP-WROOM-32 and INMP441麦克风是通过I2S方式进行通信。具体连接引脚参照下图：

ESP-WROOM-32引脚示意图

         使用的麦克风为MEMS麦克风，具体规格可参照芯片规格数说明。

INMP441麦克风

        I2S音频连接：

        PIN 14——SCK；PIN 15——WS；PIN 32——SD；VDD——3.3；GND——GND

实物连接图

---

二、数据采集测试

        确定接线完成后，这里利用Arduino IDE进行数据采集测试，代码如下：

// 头文件
#include <driver/i2s.h>
 
//按照接线确定编号
#define I2S_WS 15
#define I2S_SD 32
#define I2S_SCK 14
 
// 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);
    }
  }
}

        在串口监视器处能够看到实时读取的声音数据：

        当打开串口绘图时，可以观察到实时采集的声学数据图：

三、Matlab上位机读取串口数

        接下来通过Matlab中的APP designer实现数据的读取和显示，并编写了一个简易的操作界面

        需要定制不同传感器操作界面可联系~

---