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基于ESP32-S2-Mini-1模塊的音頻處理平臺

發布時間：2022-03-18作者來源：薩科微瀏覽：5664

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，具有豐富的外設接口，可用于可穿戴電子設備、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。用戶可以關閉 CPU 的電源，利用低功耗協處理器監測外設的狀態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接口。

ESP32-S2-MINI-1模塊的構成

該模塊可以廣泛應用于下面的一些領域：

  • 通用低功耗 IoT 傳感器 Hub
  • 通用低功耗 IoT 數據記錄器
  • USB 設備
  • 語音識別
  • 圖像識別
  • Mesh 網絡
  • 家庭自動化
  • 智慧樓宇
  • 工業自動化
  • 健康/醫療/看護
  • Wi-Fi 玩具
  • 可穿戴電子產品
  • 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、波形
  • 4個按鍵，用于參數控制、菜單選擇
  • 1路Mic音頻輸入 - 模擬電路，通過電位計可以調節增益0-40dB調節范圍，并有帶通濾波器
  • 1路耳機插座音頻輸入 - 模擬電路，通過電位計可以調節增益 0-40dB調節范圍，并有帶通濾波器
  • 2路音頻輸出，并有功率放大，可以驅動喇叭和耳機插座
  • 一個FM接收模塊，ESP32通過I2C接口對其進行參數設置，調節FM電臺以及設置音量大小
  • 一個模擬開關切換來自ESP32產生的音頻還是FM輸出的音頻，模塊開關的輸出送到喇叭或耳機輸出

3 利用此平臺能夠學習和提升的技能：


  • 嵌入式系統/C編程或MicroPython編程
  • WiFi系統使用及編程
  • 嵌入式系統中總線的使用和編程 - SPI、I2C
  • 按鍵信息輸入（包括消抖）和OLED參數顯示、波形顯示、菜單設計
  • 模擬電路 - 音頻運算放大器的使用、模擬濾波器、模擬開關的使用
  • ADC、DAC的使用，PWM的使用

  • 數字信號處理 - 音頻處理、FFT、數字濾波、音效合成等




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