ESP32S3 與 INMP441 麥克風模塊的集成通常涉及使用 I2S 接口進行數字音頻數據的傳輸。INMP441 是一款高性能的數字麥克風，它通過 I2S 接口輸出音頻數據。在 Arduino 環境中，ESP32S3 的開發通常使用 ESP-IDF（Espressif IoT Development Framework）或兼容的 Arduino Core for ESP32，后者允許你使用類似于 Arduino 的編程模型。

由于 Arduino Core for ESP32 對 I2S 的直接支持可能不如 ESP-IDF 那么全面，但你可以使用已有的庫或編寫自己的代碼來與 INMP441 通信。以下是一個簡化的步驟指南和示例代碼，用于在 Arduino 環境中使用 ESP32S3 讀取 INMP441 的數據信號。

軟件編程（Arduino 語言風格）

在 Arduino Core for ESP32 中，I2S 的支持可能不如 ESP-IDF 那么直接，但你可以使用現有的庫或自己編寫代碼來配置和使用 I2S 接口。以下是一個簡化的示例代碼框架，用于初始化 I2S 接口并嘗試讀取 INMP441 的數據。請注意，這個示例可能需要根據你的具體硬件連接進行調整。

硬件連接

1、電源和地線連接

• INMP441 VCC → ESP32的3.3V：為麥克風模塊提供工作電壓，確保其正常運行。
• INMP441 GND → ESP32的GND：完成電路的接地連接，確保電路的穩定性和可靠性。

2、I2S 信號線連接

• INMP441 SCK（時鐘）→ ESP32的GPIO 17：SCK是I2S通信的時鐘信號，用于同步數據傳輸。ESP32的GPIO 17被配置為I2S的時鐘引腳，以接收來自麥克風的時鐘信號。
• INMP441 WS（幀選擇）→ ESP32的GPIO 18：WS用于選擇左聲道或右聲道的數據幀。ESP32的GPIO 18被配置為I2S的幀選擇引腳，以識別當前數據幀的聲道信息。
• INMP441 SD（數據）→ ESP32的GPIO 16：SD是傳輸數字音頻數據的信號線。ESP32的GPIO 16被配置為I2S的數據引腳，以接收麥克風采集到的數字音頻信號。

連線依據總結

這種連線方式是基于I2S協議的標準連接方法，確保了ESP32S3能夠正確地與INMP441麥克風進行通信，實現音頻數據的采集和處理。通過將麥克風的I2S信號引腳連接到ESP32的相應GPIO引腳，并配置ESP32的I2S接口，可以實現高質量的音頻數據傳輸。

引腳名稱	功能描述
VDD	電源引腳，連接1.8V至3.3V的電源
GND	地引腳，連接電源地
SD	串行數據輸出引腳，通過I2S接口傳輸數字音頻數據
SCK	串行時鐘輸入引腳，用于I2S接口的時鐘信號
WS	字選擇輸入引腳，用于I2S接口的幀同步信號（也稱為LRCK）
L/R	左/右聲道選擇引腳。當該引腳設置為低電平時，麥克風在I2S幀中輸出其信號到左聲道；當該引腳設置為高電平時，麥克風在I2S幀中輸出其信號到右聲道

這些引腳通過I2S協議實現音頻數據的傳輸，其中SCK、WS和SD是I2S通信的關鍵引腳，L/R引腳用于選擇聲道。

Arduino代碼

#include <Arduino.h>
#include <driver/i2s.h>// 定義I2S引腳
#define I2S_WS 18
#define I2S_SD 16
#define I2S_SCK 17
#define I2S_PORT I2S_NUM_0
#define bufferLen 1024  // 緩沖區大小int16_t sBuffer[bufferLen];  // 存儲音頻數據的緩沖區void setup() {Serial.begin(115200);Serial.println("Setup I2S...");// 初始化I2Si2s_config_t i2s_config = {.mode = (i2s_mode_t)(I2S_MODE_MASTER | I2S_MODE_RX),.sample_rate = 48000,  // 采樣率.bits_per_sample = I2S_BITS_PER_SAMPLE_16BIT,.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 = 16,.dma_buf_len = bufferLen,.use_apll = false};i2s_driver_install(I2S_PORT, &i2s_config, 0, NULL);i2s_pin_config_t pin_config = {.bck_io_num = I2S_SCK,.ws_io_num = I2S_WS,.data_out_num = I2S_PIN_NO_CHANGE,.data_in_num = I2S_SD};i2s_set_pin(I2S_PORT, &pin_config);i2s_start(I2S_PORT);
}void loop() {// 從INMP441讀取數據size_t bytesIn = 0;esp_err_t result = i2s_read(I2S_PORT, &sBuffer, bufferLen * sizeof(int16_t), &bytesIn, portMAX_DELAY);if (result == ESP_OK && bytesIn > 0) {// 通過串口輸出數據Serial.print("[");for (int i = 0; i < bufferLen; i++) {Serial.print(sBuffer[i]);if (i < bufferLen - 1) {Serial.print(", ");}}Serial.println("]");}
}

代碼說明

1. I2S配置：

   • 使用I2S接口讀取INMP441的音頻數據。
   • 配置采樣率為48000Hz，16位深度，單聲道。

2. 音頻數據讀取：

   • 使用i2s_read函數從I2S接口讀取音頻數據。
   • 將數據通過UDP發送到接收端。

注意事項

• 如果需要本地處理音頻數據，可以將數據存儲到文件或進行實時分析。

通過上述代碼，你可以成功讀取INMP441麥克風的數據信號，并通過ESP32S3進行處理或傳輸。

實驗結果