233 lines
8.3 KiB
C
233 lines
8.3 KiB
C
/**
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* @file i2s.c
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* @author 正点原子团队(ALIENTEK)
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* @version V1.0
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* @date 2025-01-01
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* @brief I2S驱动代码
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* @license Copyright (c) 2020-2032, 广州市星翼电子科技有限公司
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* @attention
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*
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* 实验平台:正点原子 ESP32-S3 开发板
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* 在线视频:www.yuanzige.com
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* 技术论坛:www.openedv.com
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* 公司网址:www.alientek.com
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* 购买地址:openedv.taobao.com
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*
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*/
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#include "myi2s.h"
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#include <stdbool.h>
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i2s_chan_handle_t tx_handle = NULL; /* I2S发送通道句柄 */
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i2s_chan_handle_t rx_handle = NULL; /* I2S接收通道句柄 */
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i2s_std_config_t my_std_cfg; /* 标准模式配置结构体 */
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static bool s_trx_enabled = false; /* 通道是否已经使能（避免重复 enable/disable） */
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/*
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* @brief 初始化I2S
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* @param 无
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* @retval ESP_OK:初始化成功;其他:失败
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*/
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esp_err_t myi2s_init(void)
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{
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i2s_chan_config_t chan_cfg = I2S_CHANNEL_DEFAULT_CONFIG(I2S_NUM, I2S_ROLE_MASTER); /* 默认的通道配置(I2S0,主机) */
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chan_cfg.auto_clear = true; /* 自动清除DMA缓冲区遗留的数据 */
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||
chan_cfg.dma_desc_num = 8; /* DMA 描述符数量 */
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chan_cfg.dma_frame_num = 480; /* 每个描述符的帧数（约 87ms 缓冲 @44.1kHz） */
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ESP_ERROR_CHECK(i2s_new_channel(&chan_cfg, &tx_handle, &rx_handle)); /* 分配新的I2S通道 */
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i2s_std_config_t std_cfg = { /* 标准通信模式配置 */
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.clk_cfg = { /* 时钟配置 可用I2S_STD_CLK_DEFAULT_CONFIG(I2S_SAMPLE_RATE)宏函数辅助配置 */
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.sample_rate_hz = I2S_SAMPLE_RATE, /* I2S采样率 */
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||
.clk_src = I2S_CLK_SRC_DEFAULT, /* I2S时钟源 */
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.mclk_multiple = I2S_MCLK_MULTIPLE, /* I2S主时钟MCLK相对于采样率的倍数(默认256) */
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},
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.slot_cfg = { /* 声道配置，保持 Philips I2S 标准相位，避免采样位移造成噪声 */
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.data_bit_width = I2S_DATA_BIT_WIDTH_16BIT, /* 声道支持16位宽的采样数据 */
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||
.slot_bit_width = I2S_SLOT_BIT_WIDTH_AUTO, /* 通道位宽 */
|
||
.slot_mode = I2S_SLOT_MODE_STEREO, /* 立体声 */
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||
.slot_mask = I2S_STD_SLOT_BOTH, /* 启用通道 */
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||
.ws_width = I2S_DATA_BIT_WIDTH_16BIT, /* WS信号位宽 */
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||
.ws_pol = false, /* WS信号极性 */
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||
.bit_shift = true, /* Philips 模式下需要位移位 */
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||
.left_align = false, /* 保持 Philips I2S 标准对齐，避免噪声 */
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.big_endian = false, /* 小端模式 */
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.bit_order_lsb = false /* MSB */
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},
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.gpio_cfg = { /* 引脚配置 */
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.mclk = I2S_MCK_IO, /* 主时钟线 */
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.bclk = I2S_BCK_IO, /* 位时钟线 */
|
||
.ws = I2S_WS_IO, /* 字(声道)选择线 */
|
||
.dout = I2S_DO_IO, /* 串行数据输出线 */
|
||
.din = I2S_DI_IO, /* 串行数据输入线 */
|
||
.invert_flags = { /* 引脚翻转(不反相) */
|
||
.mclk_inv = false,
|
||
.bclk_inv = false,
|
||
.ws_inv = false,
|
||
},
|
||
},
|
||
};
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||
|
||
my_std_cfg = std_cfg;
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||
|
||
ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_init_std_mode(tx_handle, &std_cfg)); /* 初始化TX通道 */
|
||
ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_init_std_mode(rx_handle, &std_cfg)); /* 初始化RX通道 */
|
||
ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_enable(tx_handle)); /* 启用TX通道 */
|
||
ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_enable(rx_handle)); /* 启用RX通道 */
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||
s_trx_enabled = true;
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||
|
||
return ESP_OK;
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||
}
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/**
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* @brief I2S TRX启动
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* @param 无
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* @retval 无
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*/
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void i2s_trx_start(void)
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{
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if (s_trx_enabled)
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||
{
|
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return;
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}
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||
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||
ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_enable(tx_handle));
|
||
ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_enable(rx_handle));
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||
s_trx_enabled = true;
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||
}
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/**
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* @brief I2S TRX停止
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* @param 无
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* @retval 无
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* @note 可重复调用（通道已关闭时直接返回），保证后续 reconfig 一定处于 READY 状态
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*/
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void i2s_trx_stop(void)
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{
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||
if (tx_handle != NULL)
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||
{
|
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esp_err_t err = i2s_channel_disable(tx_handle);
|
||
|
||
if ((err != ESP_OK) && (err != ESP_ERR_INVALID_STATE))
|
||
{
|
||
ESP_ERROR_CHECK(err);
|
||
}
|
||
}
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||
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||
if (rx_handle != NULL)
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||
{
|
||
esp_err_t err = i2s_channel_disable(rx_handle);
|
||
|
||
if ((err != ESP_OK) && (err != ESP_ERR_INVALID_STATE))
|
||
{
|
||
ESP_ERROR_CHECK(err);
|
||
}
|
||
}
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||
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||
s_trx_enabled = false;
|
||
}
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/**
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* @brief I2S卸载
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* @param 无
|
||
* @retval 无
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*/
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void i2s_deinit(void)
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{
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||
if (tx_handle != NULL)
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||
{
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||
i2s_channel_disable(tx_handle);
|
||
i2s_del_channel(tx_handle);
|
||
tx_handle = NULL;
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||
}
|
||
|
||
if (rx_handle != NULL)
|
||
{
|
||
i2s_channel_disable(rx_handle);
|
||
i2s_del_channel(rx_handle);
|
||
rx_handle = NULL;
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||
}
|
||
|
||
s_trx_enabled = false;
|
||
}
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/**
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* @brief 设置采样率和位宽
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* @param sampleRate :采样率
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* @param bits_sample :位宽（16 / 24 / 32）
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* @retval 无
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* @note 调用前会先关闭通道，调用后需要再调用 i2s_trx_start() 才能出声
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||
* @note ESP-IDF 限制：slot 位宽为 24bit 时 mclk_multiple 必须是 3 的倍数，
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||
* 因此 24bit 用 384 倍（MCLK=384fs，BCLK=48fs，分频比 8 整数），
|
||
* 16/32bit 保持 256 倍（分频比分别为 8 / 4）。
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||
*/
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||
void i2s_set_samplerate_bits_sample(int samplerate, int bits_sample)
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||
{
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||
i2s_data_bit_width_t data_width;
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||
i2s_mclk_multiple_t mclk_multiple;
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||
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||
switch (bits_sample)
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||
{
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||
case 24:
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data_width = I2S_DATA_BIT_WIDTH_24BIT;
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||
mclk_multiple = I2S_MCLK_MULTIPLE_384; /* 24bit slot 必须是 3 的倍数 */
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||
break;
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||
|
||
case 32:
|
||
data_width = I2S_DATA_BIT_WIDTH_32BIT;
|
||
mclk_multiple = I2S_MCLK_MULTIPLE_256;
|
||
break;
|
||
|
||
case 16:
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||
default:
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||
data_width = I2S_DATA_BIT_WIDTH_16BIT;
|
||
mclk_multiple = I2S_MCLK_MULTIPLE_256;
|
||
break;
|
||
}
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||
i2s_trx_stop(); /* 必须在 READY 状态才能重配 */
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||
/* 先更新我们自己的配置副本 */
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||
my_std_cfg.slot_cfg.data_bit_width = data_width; /* 数据位宽 */
|
||
my_std_cfg.slot_cfg.slot_bit_width = I2S_SLOT_BIT_WIDTH_AUTO; /* 跟随数据位宽 */
|
||
my_std_cfg.slot_cfg.ws_width = data_width; /* WS 宽度与位宽一致（50% 占空比） */
|
||
my_std_cfg.slot_cfg.left_align = false; /* Philips I2S 标准相位，左对齐会产生噪声 */
|
||
my_std_cfg.clk_cfg.sample_rate_hz = (uint32_t)samplerate;
|
||
my_std_cfg.clk_cfg.mclk_multiple = mclk_multiple;
|
||
ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_reconfig_std_clock(tx_handle, &my_std_cfg.clk_cfg));
|
||
|
||
ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_reconfig_std_slot(tx_handle, &my_std_cfg.slot_cfg));
|
||
}
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||
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/**
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* @brief I2S传输数据
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* @param buffer: 数据存储区的首地址
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* @param frame_size: 数据大小
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||
* @retval 发送的数据长度
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*/
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||
size_t i2s_tx_write(uint8_t *buffer, uint32_t frame_size)
|
||
{
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||
size_t bytes_written;
|
||
ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_write(tx_handle, buffer, frame_size, &bytes_written, 1000));
|
||
return bytes_written;
|
||
}
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||
|
||
/**
|
||
* @brief I2S读取数据
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||
* @param buffer: 读取数据存储区的首地址
|
||
* @param frame_size: 读取数据大小
|
||
* @retval 接收的数据长度
|
||
*/
|
||
size_t i2s_rx_read(uint8_t *buffer, uint32_t frame_size)
|
||
{
|
||
size_t bytes_written;
|
||
ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_read(rx_handle, buffer, frame_size, &bytes_written, 1000));
|
||
return bytes_written;
|
||
}
|