基于ESP32-S2-Mini-1模塊的音頻處理平臺(tái)

發(fā)布時(shí)間：2022-03-18作者來(lái)源：薩科微瀏覽：5167

核心控制器介紹：

本平臺(tái)使用了樂(lè)鑫公司的ESP32-S2-Mini-1模塊，ESP32-S2-MINI-1是一顆通用型Wi-Fi MCU模組，功能強(qiáng)大，具有豐富的外設(shè)接口，可用于可穿戴電子設(shè)備、智能家居等場(chǎng)景。

ESP32-S2-MINI-1采用PCB板載天線，模組配置了4MB SPI flash，采用的是 ESP32-S2FN4 芯片。該芯片搭載了Xtensa® 32 位LX7 單核處理器，工作頻率高達(dá) 240 MHz。用戶可以關(guān)閉 CPU 的電源，利用低功耗協(xié)處理器監(jiān)測(cè)外設(shè)的狀態(tài)變化或某些模擬量是否超出閾值。ESP32-S2-FH4 還集成了豐富的外設(shè)接口。

ESP32-S2-MINI-1模塊的構(gòu)成

該模塊可以廣泛應(yīng)用于下面的一些領(lǐng)域：

通用低功耗 IoT 傳感器 Hub
通用低功耗 IoT 數(shù)據(jù)記錄器
USB 設(shè)備
語(yǔ)音識(shí)別
圖像識(shí)別
Mesh 網(wǎng)絡(luò)
家庭自動(dòng)化
智慧樓宇
工業(yè)自動(dòng)化
健康/醫(yī)療/看護(hù)
Wi-Fi 玩具
可穿戴電子產(chǎn)品
零售 & 餐飲
智能 POS 應(yīng)用

該模塊的性能：

Core: Xtensa® single-core 32-bit LX7 CPU, frequency up to 240MHz
Memories:
- 128 KB of ROM
- 320 KB of SRAM
- 16 KB of RTCSRAM
- 4 MB of Flash memory
Working Voltage: 3 V to 3.6 V
Up to 37 GPIOs
2*12-bit ADC (up to 20 channels)
Communication interfaces
- 2 I2C interfaces
- 1 I2S interface
- 4 SPI interfaces
- 2 UART interfaces
- 1 USB OTG interface
Security:
- 4096 bit OTP
- AES, SHA, RSA, ECC, RNG
- Secure Boot, Flash Encryption, Digital signature, HMAC module
Extended temperature range: -40 to 85 °C

關(guān)于該模塊更詳細(xì)的信息，參見(jiàn)ESP32-S2-Mini-1的選型頁(yè)面

本項(xiàng)目平臺(tái)的功能介紹：

1 系統(tǒng)框圖

音頻處理平臺(tái)的功能框圖

音頻處理平臺(tái)的電路板3D效果圖

2 核心功能介紹：

基于ESP32-S2 WiFi核心模塊
128*64 OLED顯示，SPI接口，顯示信息、參數(shù)、波形
4個(gè)按鍵，用于參數(shù)控制、菜單選擇
1路Mic音頻輸入 - 模擬電路，通過(guò)電位計(jì)可以調(diào)節(jié)增益0-40dB調(diào)節(jié)范圍，并有帶通濾波器
1路耳機(jī)插座音頻輸入 - 模擬電路，通過(guò)電位計(jì)可以調(diào)節(jié)增益 0-40dB調(diào)節(jié)范圍，并有帶通濾波器
2路音頻輸出，并有功率放大，可以驅(qū)動(dòng)喇叭和耳機(jī)插座
一個(gè)FM接收模塊，ESP32通過(guò)I2C接口對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，調(diào)節(jié)FM電臺(tái)以及設(shè)置音量大小
一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)切換來(lái)自ESP32產(chǎn)生的音頻還是FM輸出的音頻，模塊開(kāi)關(guān)的輸出送到喇叭或耳機(jī)輸出

3 利用此平臺(tái)能夠?qū)W習(xí)和提升的技能：

嵌入式系統(tǒng)/C編程或MicroPython編程
WiFi系統(tǒng)使用及編程
嵌入式系統(tǒng)中總線的使用和編程 - SPI、I2C
按鍵信息輸入（包括消抖）和OLED參數(shù)顯示、波形顯示、菜單設(shè)計(jì)
模擬電路 - 音頻運(yùn)算放大器的使用、模擬濾波器、模擬開(kāi)關(guān)的使用
ADC、DAC的使用，PWM的使用
數(shù)字信號(hào)處理 - 音頻處理、FFT、數(shù)字濾波、音效合成等

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