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基于ESP32-S2-Mini-1模塊的音頻處理平臺

發(fā)布時間：2022-03-18作者來源：薩科微瀏覽：4438

核心控制器介紹：

本平臺使用了樂鑫公司的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 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
  • 語音識別
  • 圖像識別
  • Mesh 網(wǎng)絡
  • 家庭自動化
  • 智慧樓宇
  • 工業(yè)自動化
  • 健康/醫(yī)療/看護
  • Wi-Fi 玩具
  • 可穿戴電子產(chǎn)品
  • 零售 & 餐飲
  • 智能 POS 應用

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)于該模塊更詳細的信息，參見ESP32-S2-Mini-1的選型頁面

本項目平臺的功能介紹：

1 系統(tǒng)框圖

音頻處理平臺的功能框圖

音頻處理平臺的電路板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，通過電位計可以調(diào)節(jié)增益0-40dB調(diào)節(jié)范圍，并有帶通濾波器
  • 1路耳機插座音頻輸入 - 模擬電路，通過電位計可以調(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)動喇叭和耳機插座
  • 一個FM接收模塊，ESP32通過I2C接口對其進行參數(shù)設(shè)置，調(diào)節(jié)FM電臺以及設(shè)置音量大小
  • 一個模擬開關(guān)切換來自ESP32產(chǎn)生的音頻還是FM輸出的音頻，模塊開關(guān)的輸出送到喇叭或耳機輸出

3 利用此平臺能夠?qū)W習和提升的技能：


  • 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
  • 模擬電路 - 音頻運算放大器的使用、模擬濾波器、模擬開關(guān)的使用
  • ADC、DAC的使用，PWM的使用

  • 數(shù)字信號處理 - 音頻處理、FFT、數(shù)字濾波、音效合成等




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