ESP32S3播放音频文件
硬件基于立创实战派esp32s3
软件代码基于立创实战派教程修改，分析
播放PCM格式音频
原理图分析
音频芯片ES8311
ES8311_I2C_ADD：0x18
音频功放芯片NS4150B
由于esp引脚数量不够，音频功放芯片使能脚由IO拓展芯片PCA9557控制，要使喇叭输出还需开启
PCA9557,IO拓展芯片
该芯片可以拓展为8位IO输出或输入
IIC高位地址0011 低位地址由A2,A1,A0和控制位控制
PCA9557通过IIC总线写入数据控制8位IO口输出，A0,A1,A2可通过接上拉电阻或接地，改变PCA9557的IIC的器件地址，避免冲突
软件分析：
流程：
初始化：
初始化IO拓展芯片PCA9557 ——》IIC
初始化音频芯片ES8311 —— 》IIS（数据），IIC（初始化配置）
通过IO拓展芯片使能音频功放芯片NS4150B
播放音频
创建播放音乐任务
将音频通过IIS通道传入音频芯片
代码
初始化IIS
#include "BSP_I2S.h" #include "driver/i2s.h" #include "sdkconfig.h" #include "driver/i2s_std.h" #include "esp_system.h" #include "esp_check.h" i2s_chan_handle_t tx_handle = NULL; /* I2S port and GPIOs */ #define I2S_NUM (0) #define I2S_MCK_IO (GPIO_NUM_38) #define I2S_BCK_IO (GPIO_NUM_14) #define I2S_WS_IO (GPIO_NUM_13) #define I2S_DO_IO (GPIO_NUM_45) #define I2S_DI_IO (-1) // 初始化I2S外设 esp_err_t i2s_driver_init(void) { /* 配置i2s发送通道 */ i2s_chan_config_t chan_cfg = I2S_CHANNEL_DEFAULT_CONFIG(I2S_NUM, I2S_ROLE_MASTER); chan_cfg.auto_clear = true; // Auto clear the legacy data in the DMA buffer ESP_ERROR_CHECK(i2s_new_channel(&chan_cfg, &tx_handle, NULL)); /* 初始化i2s为std模式 并打开i2s发送通道 */ i2s_std_config_t std_cfg = { .clk_cfg = I2S_STD_CLK_DEFAULT_CONFIG(16000), .slot_cfg = I2S_STD_PHILIPS_SLOT_DEFAULT_CONFIG(I2S_DATA_BIT_WIDTH_16BIT, I2S_SLOT_MODE_STEREO), .gpio_cfg = { .mclk = I2S_MCK_IO, .bclk = I2S_BCK_IO, .ws = I2S_WS_IO, .dout = I2S_DO_IO, .din = I2S_DI_IO, .invert_flags = { .mclk_inv = false, .bclk_inv = false, .ws_inv = false, }, }, }; std_cfg.clk_cfg.mclk_multiple = 384;// If not using 24-bit data width, 256 should be enough ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_init_std_mode(tx_handle, &std_cfg)); ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_enable(tx_handle)); return ESP_OK; } 初始化IIC
#include "BSP_IIC.h" // 包含ESP-IDF错误代码定义的头文件 #include "esp_err.h" // 包含ESP-IDF日志记录功能的头文件 #include "esp_log.h" // 包含I2C驱动程序的头文件，用于I2C通信 #include "driver/i2c.h" // 再次包含ESP-IDF日志记录功能的头文件，可能是为了确保在其他地方也能使用 #include "esp_log.h" // 包含FreeRTOS实时操作系统的头文件，用于任务管理和调度 #include "freertos/FreeRTOS.h" // 包含FreeRTOS任务相关的头文件，用于创建和管理任务 #include "freertos/task.h" // 包含数学函数的头文件，用于数学计算 #include "math.h" #define BSP_I2C_SDA 1 //IO1 #define BSP_I2C_SCL 2 #define BSP_I2C_NUM 0 // I2C外设，选择IIC0 #define BSP_IIC_FREQ_HZ 100000 // 100kHz #define I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE 0 /*!< I2C master doesn't need buffer */ #define I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE 0 esp_err_t bsp_i2c_init(void)//初始化i2c { i2c_config_t conf = { // 设置I2C模式为主机模式 .mode = I2C_MODE_MASTER, .sda_io_num = BSP_I2C_SDA, .scl_io_num = BSP_I2C_SCL, // 启用I2C数据线（SDA）的内部上拉电阻 .sda_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE, // 启用I2C时钟线（SCL）的内部上拉电阻 .scl_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE, .master.clk_speed = BSP_IIC_FREQ_HZ, }; i2c_param_config(BSP_I2C_NUM, &conf);//选择IIC0初始化 //通常用来检查驱动程序是否成功安装。确保在调用 i2c_driver_install 之前，已经正确配置了 conf.mode 等参数。 return i2c_driver_install(BSP_I2C_NUM, conf.mode, I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE, I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE, 0); } 初始化ES8311音频芯片（IIS，IIC）
添加ES8311组件和依赖
乐鑫组件管理器官网：https://components.espressif.com/
搜索ES8311，找到命令下载并复制
esp-idf终端通过命令添加组件
idf.py add-dependency "espressif/es8311^1.0.0~1" 注意：添加组件后需重新选择芯片，才能使组件成功添加，然后再检查flash配置是否还是16M
参考es8311.c编写音频驱动文件user_es8311.c
#include "es8311.h" #include "BSP_I2S.h" #include "BSP_I2C.h" #include "user_es8311.h" #include "esp_check.h" /* Example configurations */ // 定义接收缓冲区的大小为2400字节 #define EXAMPLE_RECV_BUF_SIZE (2400) // 定义采样率为16000赫兹 #define EXAMPLE_SAMPLE_RATE (16000) // 定义MCLK（主时钟）的倍数为384，如果不使用24位数据宽度，256就足够了 #define EXAMPLE_MCLK_MULTIPLE (384) // If not using 24-bit data width, 256 should be enough // 计算MCLK的频率，MCLK频率 = 采样率 * MCLK倍数 #define EXAMPLE_MCLK_FREQ_HZ (EXAMPLE_SAMPLE_RATE * EXAMPLE_MCLK_MULTIPLE) // 定义语音音量为70 #define EXAMPLE_VOICE_VOLUME (70) static const char *TAG = "es8311"; // 初始化es8311芯片（前提初始化I2C接口） esp_err_t es8311_codec_init(void) { /* 初始化es8311芯片 */ es8311_handle_t es_handle = es8311_create(BSP_I2C_NUM, ES8311_ADDRRES_0); ESP_RETURN_ON_FALSE(es_handle, ESP_FAIL, TAG, "es8311 create failed"); const es8311_clock_config_t es_clk = { .mclk_inverted = false, .sclk_inverted = false, .mclk_from_mclk_pin = true, .mclk_frequency = EXAMPLE_MCLK_FREQ_HZ, .sample_frequency = EXAMPLE_SAMPLE_RATE }; // 检查ES8311初始化函数的返回值，确保初始化成功 ESP_ERROR_CHECK(es8311_init(es_handle, &es_clk, ES8311_RESOLUTION_16, ES8311_RESOLUTION_16)); // 设置ES8311的采样频率 ESP_RETURN_ON_ERROR(es8311_sample_frequency_config(es_handle, EXAMPLE_SAMPLE_RATE * EXAMPLE_MCLK_MULTIPLE, EXAMPLE_SAMPLE_RATE), TAG, "set es8311 sample frequency failed"); // 设置ES8311的音量 ESP_RETURN_ON_ERROR(es8311_voice_volume_set(es_handle, EXAMPLE_VOICE_VOLUME, NULL), TAG, "set es8311 volume failed"); // 配置ES8311的麦克风 ESP_RETURN_ON_ERROR(es8311_microphone_config(es_handle, false), TAG, "set es8311 microphone failed"); return ESP_OK; } 初始化PCA9557,IO拓展芯片
#include "pca9557.h" #include "BSP_I2C.h" #define PCA9557_INPUT_PORT 0x00 #define PCA9557_OUTPUT_PORT 0x01 #define PCA9557_POLARITY_INVERSION_PORT 0x02 #define PCA9557_CONFIGURATION_PORT 0x03 #define LCD_CS_GPIO BIT(0) // PCA9557_GPIO_NUM_1 #define PA_EN_GPIO BIT(1) // PCA9557_GPIO_NUM_2 #define DVP_PWDN_GPIO BIT(2) // PCA9557_GPIO_NUM_3 #define PCA9557_SENSOR_ADDR 0x19 /*!< Slave address of the MPU9250 sensor */ #define SET_BITS(_m, _s, _v) ((_v) ? (_m)|((_s)) : (_m)&~((_s))) void pca9557_init(void); void lcd_cs(uint8_t level); void pa_en(uint8_t level); void dvp_pwdn(uint8_t level); // 读取PCA9557寄存器的值 esp_err_t pca9557_register_read(uint8_t reg_addr, uint8_t *data, size_t len) { return i2c_master_write_read_device(BSP_I2C_NUM, PCA9557_SENSOR_ADDR, ®_addr, 1, data, len, 1000 / portTICK_PERIOD_MS); } // 给PCA9557的寄存器写值 esp_err_t pca9557_register_write_byte(uint8_t reg_addr, uint8_t data) { uint8_t write_buf[2] = {reg_addr, data}; return i2c_master_write_to_device(BSP_I2C_NUM, PCA9557_SENSOR_ADDR, write_buf, sizeof(write_buf), 1000 / portTICK_PERIOD_MS); } // 初始化PCA9557 IO扩展芯片 void pca9557_init(void) { pca9557_register_write_byte(PCA9557_OUTPUT_PORT, 0x05); pca9557_register_write_byte(PCA9557_CONFIGURATION_PORT, 0xf8); } // 设置PCA9557芯片的某个IO引脚输出高低电平 esp_err_t pca9557_set_output_state(uint8_t gpio_bit, uint8_t level) { uint8_t data; esp_err_t res = ESP_FAIL; pca9557_register_read(PCA9557_OUTPUT_PORT, &data, 1); res = pca9557_register_write_byte(PCA9557_OUTPUT_PORT, SET_BITS(data, gpio_bit, level)); return res; } // 控制 PCA9557_PA_EN 引脚输出高低电平 参数0输出低电平 参数1输出高电平 void pa_en(uint8_t level) { pca9557_set_output_state(PA_EN_GPIO, level); } 多个文件同时使用一个句柄，不能声明在被多方引用的头文件
否则报错：
解决办法，只在一个.c文件中声明句柄（不能在.h中声明），在其他文件通过extern引用
主程序：
#include <stdio.h> #include "freertos/FreeRTOS.h" #include "driver/gpio.h" #include "freertos/task.h" #include "esp_wifi.h" #include "esp_log.h" #include "BSP_I2S.h" #include "BSP_I2C.h" #include "user_es8311.h" #include "pca9557.h" static const char *TAG = "main"; extern i2s_chan_handle_t tx_handle; void Init(void) { printf("i2s Initn-----------------------------n"); /* 初始化I2S总线设备 */ if (i2s_driver_init() != ESP_OK) { ESP_LOGE(TAG, "i2s driver init failed"); abort();//用于立即终止当前程序的执行， } else { ESP_LOGI(TAG, "i2s driver init success"); } /* 初始化I2C总线设备 */ if (bsp_i2c_init() != ESP_OK) { ESP_LOGE(TAG, "i2c driver init failed"); abort(); } else { ESP_LOGI(TAG, "i2c driver init success"); } /* 初始化es8311音频芯片*/ if (es8311_codec_init() != ESP_OK) { ESP_LOGE(TAG, "es8311 driver init failed"); abort(); } else { ESP_LOGI(TAG, "es8311 driver init success"); } pca9557_init(); //初始化IO扩展芯片 pa_en(1); // 打开音频 } static const char err_reason[][30] = {"input param is invalid", "operation timeout" }; /* Import music file as buffer */ extern const uint8_t music_pcm_start[] asm("_binary_canon_pcm_start"); extern const uint8_t music_pcm_end[] asm("_binary_canon_pcm_end"); // 定义一个静态函数i2s_music，用于播放音乐，参数args为传入的参数 static void i2s_music(void *args) { esp_err_t ret = ESP_OK; // 定义一个esp_err_t类型的变量ret，用于存储函数返回的错误码，初始值为ESP_OK size_t bytes_write = 0; // 定义一个size_t类型的变量bytes_write，用于存储每次写入的字节数 uint8_t *data_ptr = (uint8_t *)music_pcm_start; // 定义一个uint8_t指针data_ptr，指向音乐数据的起始地址 /* (Optional) Disable TX channel and preload the data before enabling the TX channel, * so that the valid data can be transmitted immediately */ // 可选操作：禁用TX通道并在启用TX通道之前预加载数据，以便立即传输有效数据 //预加载数据(禁用TX通道，写入数据，启用TX通道)，以便立即传输有效数据 ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_disable(tx_handle)); // 禁用TX通道 ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_preload_data(tx_handle, data_ptr, music_pcm_end - data_ptr, &bytes_write));//IIS预加载数据 //用于向 I2S 通道的 DMA 缓冲区预加载音频数据，通常用于实现连续音频流的播放 // esp_err_t i2s_channel_preload_data( // i2s_chan_handle_t handle, // I2S 通道句柄 // const void *data, // 音频数据指针 // size_t size, // 数据长度（字节） // size_t *bytes_preloaded // 实际预加载的字节数（输出参数） // ); /* Import music file as buffer */ // extern const uint8_t music_pcm_start[] asm("_binary_canon_pcm_start"); // extern const uint8_t music_pcm_end[] asm("_binary_canon_pcm_end"); data_ptr += bytes_write; // Move forward the data pointer /* Enable the TX channel */ ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_enable(tx_handle));// 使能 TX通道 while (1) { /* Write music to earphone */ ret = i2s_channel_write(tx_handle, data_ptr, music_pcm_end - data_ptr, &bytes_write, portMAX_DELAY); if (ret != ESP_OK) { /* Since we set timeout to 'portMAX_DELAY' in 'i2s_channel_write' so you won't reach here unless you set other timeout value, if timeout detected, it means write operation failed. */ ESP_LOGE(TAG, "[music] i2s write failed, %s", err_reason[ret == ESP_ERR_TIMEOUT]); abort(); } if (bytes_write > 0) { ESP_LOGI(TAG, "[music] i2s music played, %d bytes are written.", bytes_write); } else { ESP_LOGE(TAG, "[music] i2s music play failed."); abort(); } data_ptr = (uint8_t *)music_pcm_start; vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS); } vTaskDelete(NULL); } void app_main(void) { Init(); /* 创建播放音乐任务 */ xTaskCreate(i2s_music, "i2s_music", 4096, NULL, 5, NULL); } 音频文件添加进编译链的原理细节
将音频文件添加进编译
| 文件目录 | CMakeLists文件 |
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代码实现：
extern const uint8_t music_pcm_start[] asm("_binary_music3_pcm_start");//访问音频起始地址 extern const uint8_t music_pcm_end[] asm("_binary_music3_pcm_end");//访问音频结束地址 这是用于在嵌入式系统（如基于ESP32的乐鑫开发板）中嵌入二进制音频数据（PCM格式）的常见方法。这段代码通过链接器将二进制文件直接嵌入到固件中，并通过符号（Symbol）访问数据。以下是详细解释
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作用
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声明两个外部常量数组
music_pcm_start和music_pcm_end，分别指向二进制音频文件（music3.pcm）在内存中的起始地址和结束地址。 -
通过这两个指针可以访问完整的音频数据，例如：
size_t music_pcm_length = music_pcm_end - music_pcm_start; // 计算音频数据长度
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关键语法
extern const uint8_t: 声明外部常量数组，表示数据存储在只读区域（如Flash）。asm("符号名"): 强制指定数组对应的汇编符号名，确保链接器能正确关联二进制文件。
实现原理
- 二进制文件嵌入
- 在编译时，工具链（如ESP-IDF）会将二进制文件（
music3.pcm）转换为目标文件（.o），并自动生成符号_binary_music3_pcm_start和_binary_music3_pcm_end。 - 文件名
music3.pcm会被转换为符号前缀_binary_music3_pcm_，附加start和end表示首尾地址。
- 在编译时，工具链（如ESP-IDF）会将二进制文件（
- 链接器处理
- 链接器将二进制数据分配到Flash的只读段（如
.rodata），开发者无需手动管理地址。
- 链接器将二进制数据分配到Flash的只读段（如
播放MP3格式音频
参考乐鑫官方例程esp-box（乐鑫ESP-BOX是乐鑫信息科技推出的AIoT（人工智能物联网）开发平台系列）
https://github.com/espressif/esp-box 拉取代码
git clone https://github.com/espressif/esp-box.git 需要参考examples下的mp3demo
移植文件系统：SPIFFS（在esp-bsp中）
路径：
D:Esp_ALL_ProjectESP官方组件例程esp-bsp-masteresp-bsp-masterbspesp-box-3esp-box-3.c
添加分区表partitions.csv
# Note: if you have increased the bootloader size, make sure to update the offsets to avoid overlap # Name, Type, SubType, Offset, Size, Flags nvs, data, nvs, 0x9000, 24k phy_init, data, phy, 0xf000, 4k factory, app, factory, , 3M storage, data, spiffs, , 3M, IIS和IIC驱动文件无需修改，但音频芯片驱动不使用组件es8311,更改为
espressif/esp_codec_dev组件，里面包含es8311驱动
路径：managed_componentsespressif__esp_codec_devdevicees8311es8311.c
chmorgan/esp-audio-player: "~1.0.7" # 音频播放 chmorgan/esp-file-iterator: "1.0.0" # 获取文件 espressif/esp_codec_dev: "~1.3.0" # 音频驱动 组件chmorgan/esp-file-iterator 提供文件系统的操作函数（文件操作）
组件espressif/esp_codec_dev 音频驱动有驱动层的函数供调用（硬件对接）
组件chmorgan/esp-audio-player 封装了音频播放器函数（播放器软件函数）
[程序启动] ↓ [初始化 I2C 总线设备] ↓ [初始化 IO 扩展芯片] ↓ [挂载 SPIFFS 文件系统] ↓ [初始化音频芯片] ↓ [程序进入主循环或任务调度] 原例程程序通过lvgl的按键控件实现用户操作，在此简化为按键的长短按和双击触发
新建10ms定时器，用作实现
按键状态机（长短按+双击）
按键gpio和定时器初始化
void key_gpio_time_init(void) { // 配置GPIO结构体 gpio_config_t io_conf = { .intr_type = GPIO_INTR_DISABLE, // 禁用中断 .mode = GPIO_MODE_INPUT, // 输入模式 .pin_bit_mask = 1ULL << GPIO_NUM_0,// GPIO0 .pull_down_en = 0, // 禁用下拉 .pull_up_en = 1 // 启用上拉（默认高电平） }; // 应用GPIO配置(上拉) gpio_config(&io_conf); // 创建定时器 x10msTimer = xTimerCreate( "10msTimer", // 定时器名称 x10msPeriod, // 定时周期（已转换为ticks） pdTRUE, // 自动重载（周期模式） (void *)0, // 定时器ID（可用于传递参数） vTimerCallback // 回调函数 ); // 检查定时器是否创建成功 if (x10msTimer == NULL) { printf("Timer creation failed!n"); return; } // 启动定时器（必须在调度器启动后调用） if (xTimerStart(x10msTimer, 0) != pdPASS) { printf("Timer start failed!n"); return; } } 定时器回调函数
int keytime,s; void vTimerCallback(TimerHandle_t xTimer) { // 在此处执行周期性操作（注意不要阻塞！） keytime++; key_T_process();//案按键状态机 key_w_process();//按键事件处理 }//10ms 按键状态机
struct key { uint8_t key_val;//当前电平 uint8_t key_state;//按脚循环状态 uint8_t key_long_flag;//长按标志位 uint8_t key_double_flag;//双击前置标志位 uint8_t key_one_flag;//单击标志位 uint8_t long_time;//长按计时 uint8_t double_time;//双击计时 uint8_t key_double;//双击触发 }; struct key keys; void key_T_process(void)//放在10ms定时器回调函数中 { keys.key_val=gpio_get_level(GPIO_NUM_0); switch(keys.key_state) { case 0://状态0：初始检测 if(keys.key_val==0)keys.key_state=1; break; case 1://状态1：消抖确认 if(keys.key_val==0)keys.key_state=2; else keys.key_state=0; break; case 2://状态2：长按检测 if(keys.key_val==1) { if(keys.long_time>100) { keys.key_long_flag=1;//长按 keys.key_state=0; } else keys.key_state=3;//检测跳转短按或双击检测 keys.long_time=0; } else keys.long_time++; break; case 3://状态3：双击(短按)检测 if(keys.key_val==0) { if(keys.double_time<=35) keys.key_double_flag=1;// } else { keys.double_time++; if(keys.double_time>35) { keys.key_one_flag=1;//短按 keys.double_time=0; keys.key_state=0; } } if(keys.key_double_flag==1&&keys.key_val==1) { keys.key_double=1;//双击 keys.double_time=0; keys.key_state=0; keys.key_double_flag=0; } break; } } 按键处理
uint8_t keynum; // 定义一个函数用于处理按键W的事件 void key_w_process(void) { // 检查按键1的标志位是否为1，表示按键1被按下 if(keys.key_one_flag==1) { keynum++; keys.key_one_flag=0; } if(keys.key_long_flag==1) { keynum--; keys.key_long_flag=0; } if(keys.key_double==1) { keynum+=10; keys.key_double=0; } } 初始化SPIFFS文件系统
头文件：
#include "esp_spiffs.h"// 包含ESP-IDF的SPIFFS文件系统库 #include "esp_vfs_fat.h"// 包含ESP-IDF的FAT文件系统库 #include "sdmmc_cmd.h"// 包含SDMMC命令库 #include "driver/sdmmc_host.h"// 包含SDMMC主机驱动库 #include "esp_log.h"// 包含ESP-IDF的日志库 挂载点（宏定义）
#define SPIFFS_BASE "/spiffs" //文件系统的基路径
SPIFFS文件系统初始化
// 定义一个函数用于挂载SPIFFS文件系统 esp_err_t bsp_spiffs_mount(void) { // 定义并初始化SPIFFS配置结构体 esp_vfs_spiffs_conf_t conf = { .base_path ="/spiffs", // 设置SPIFFS的挂载路径#define SPIFFS_BASE "/spiffs" .partition_label = "storage", // 设置SPIFFS的分区标签(分区表中的标签) .max_files = 5, // 设置最大同时打开的文件数 .format_if_mount_failed = false, // 设置在挂载失败时是否格式化SPIFFS }; // 注册SPIFFS文件系统 esp_err_t ret_val = esp_vfs_spiffs_register(&conf); // 检查注册SPIFFS文件系统的返回值，如果出错则打印错误信息并终止程序 ESP_ERROR_CHECK(ret_val); // 定义变量用于存储SPIFFS的总大小和已使用大小 size_t total = 0, used = 0; // 获取SPIFFS分区的信息 ret_val = esp_spiffs_info(conf.partition_label, &total, &used); // 如果获取信息失败，则打印错误信息 if (ret_val != ESP_OK) { ESP_LOGE(TAG, "Failed to get SPIFFS partition information (%s)", esp_err_to_name(ret_val)); } else { // 如果获取信息成功，则打印SPIFFS分区的总大小和已使用大小 ESP_LOGI(TAG, "Partition size: total: %d, used: %d", total, used); } // 返回操作结果 return ret_val; } 分区表体现
挂载 SPIFFS 文件系统的作用：
1. 挂载 SPIFFS 文件系统的作用
SPIFFS（SPI Flash File System）是为嵌入式设备设计的轻量级文件系统，主要用于管理 SPI Flash 存储器中的文件。挂载 SPIFFS 的作用包括：
- 持久化存储：允许在 Flash 中存储配置文件、网页资源、日志等数据，即使设备断电后数据仍能保留。
- 文件操作接口：提供类似 POSIX 的文件读写接口（
fopen、fwrite、fread等），简化数据管理。- 资源管理：适合存储静态资源（如 HTML/CSS/JS 文件），常用于 Web 服务器或 IoT 设备。
- 分区隔离：通过分区表将 Flash 划分为不同区域，实现代码、文件系统的物理隔离。
2. 关键参数解析
在 ESP-IDF 中挂载 SPIFFS 时，需配置
esp_vfs_spiffs_conf_t结构体参数：(1)
.base_path = "/spiffs"
- 作用：定义文件系统的逻辑挂载点（虚拟目录路径）。
- 示例：若设置
base_path为/spiffs，则所有文件操作需基于此路径（如/spiffs/config.json）。- 意义：
- 提供统一的访问入口，类似 Linux 的挂载点（如
/mnt）。- 允许多个文件系统挂载到不同路径（如同时挂载 SPIFFS 和 SD 卡）。
(2)
.partition_label = "storage"
作用：指定 SPIFFS 对应的物理分区标签（需与分区表中的标签一致）。
意义：
- 分区表（
partitions.csv）中需存在名为storage的data类型分区，例如：# Name, Type, SubType, Offset, Size, Flags storage, data, spiffs, 0x200000, 1M,- ESP32 根据此标签找到对应的 Flash 物理地址和大小，确保文件系统操作在正确区域进行。
(3)
#define SPIFFS_BASE "/spiffs"
- 作用：通过宏定义简化路径引用，避免硬编码。
- 示例：
FILE *fp = fopen(SPIFFS_BASE "/data.txt", "r");
3. 参数间的关系
- 物理层：
partition_label关联 Flash 中的实际存储分区（物理地址和大小）。- 逻辑层：
base_path定义文件系统的访问路径（虚拟目录）。- 协作流程：
- 根据
partition_label找到对应的 Flash 物理分区。- 将该分区挂载到
base_path指定的路径，建立物理存储与逻辑路径的映射。
4. 典型问题与注意事项
- 挂载失败：
- 检查分区表中是否存在
partition_label指定的分区。- 确认分区类型为
spiffs，且大小足够。- 路径冲突：避免多个文件系统挂载到同一
base_path。- 格式化：首次使用或分区损坏时需调用
spiffs_format()。
初始化I2C总线设备
与前文一致
初始化IO扩展芯片
与前文一致
初始化音频芯片(总)
// 音频芯片初始化 // 定义一个函数 bsp_codec_init 用于初始化音频编解码器 esp_err_t bsp_codec_init(void) { // 调用 bsp_audio_codec_speaker_init 函数初始化扬声器，并将返回的设备句柄赋值给 play_dev_handle play_dev_handle = bsp_audio_codec_speaker_init(); // 使用 assert 断言确保 play_dev_handle 已成功初始化，否则输出错误信息 "play_dev_handle not initialized" assert((play_dev_handle) && "play_dev_handle not initialized"); // 调用 bsp_codec_set_fs 函数设置音频编解码器的采样率、位宽和声道数 bsp_codec_set_fs(CODEC_DEFAULT_SAMPLE_RATE, CODEC_DEFAULT_BIT_WIDTH, CODEC_DEFAULT_CHANNEL); return ESP_OK; } 初始化音频芯片(ES8311)
bsp_audio_codec_speaker_init()
// 初始化音频输出芯片 // 定义函数 bsp_audio_codec_speaker_init，用于初始化音频编码器并配置扬声器 esp_codec_dev_handle_t bsp_audio_codec_speaker_init(void) { // 检查 i2s_data_if 是否为 NULL，如果是，则初始化音频接口和功放 if (i2s_data_if == NULL) { /* Configure I2S peripheral and Power Amplifier */ ESP_ERROR_CHECK(bsp_audio_init()); } // 断言 i2s_data_if 不为 NULL，确保音频接口已初始化 assert(i2s_data_if); // 创建一个新的 GPIO 接口用于音频编解码器 const audio_codec_gpio_if_t *gpio_if = audio_codec_new_gpio(); // 配置 I2C 接口 audio_codec_i2c_cfg_t i2c_cfg = { .port = BSP_I2C_NUM, // I2C 端口号 .addr = ES8311_CODEC_DEFAULT_ADDR, // ES8311 编解码器的默认 I2C 地址 }; // 创建一个新的 I2C 控制接口 const audio_codec_ctrl_if_t *i2c_ctrl_if = audio_codec_new_i2c_ctrl(&i2c_cfg); // 断言 i2c_ctrl_if 不为 NULL，确保 I2C 控制接口已创建 assert(i2c_ctrl_if); // 配置硬件增益 esp_codec_dev_hw_gain_t gain = { .pa_voltage = 5.0, // 功放电压为 5.0V .codec_dac_voltage = 3.3, // 编解码器 DAC 电压为 3.3V }; // 配置 ES8311 编解码器 es8311_codec_cfg_t es8311_cfg = { .ctrl_if = i2c_ctrl_if, // 控制接口 .gpio_if = gpio_if, // GPIO 接口 .codec_mode = ESP_CODEC_DEV_WORK_MODE_DAC, // 工作模式为 DAC .pa_pin = GPIO_PWR_CTRL, // 功放控制引脚 .pa_reverted = false, // 功放控制引脚未反转 .master_mode = false, // 从模式 .use_mclk = true, // 使用主时钟 .digital_mic = false, // 不使用数字麦克风 .invert_mclk = false, // 主时钟不反转 .invert_sclk = false, // 串行时钟不反转 .hw_gain = gain, // 硬件增益配置 }; // 创建一个新的 ES8311 编解码器设备 const audio_codec_if_t *es8311_dev = es8311_codec_new(&es8311_cfg); // 断言 es8311_dev 不为 NULL，确保编解码器设备已创建 assert(es8311_dev); // 配置编解码器设备 esp_codec_dev_cfg_t codec_dev_cfg = { .dev_type = ESP_CODEC_DEV_TYPE_OUT, // 设备类型为输出 .codec_if = es8311_dev, // 编解码器接口 .data_if = i2s_data_if, // 数据接口 }; // 创建并返回一个新的编解码器设备句柄 return esp_codec_dev_new(&codec_dev_cfg); } 设置采样率
bsp_codec_set_fs():
// 函数声明：设置编解码器的采样率、采样位宽和声道模式 esp_err_t bsp_codec_set_fs(uint32_t rate, uint32_t bits_cfg, i2s_slot_mode_t ch) { // 初始化返回值为ESP_OK，表示操作成功 esp_err_t ret = ESP_OK; // 创建一个采样信息结构体，并初始化采样率、声道模式和采样位宽 esp_codec_dev_sample_info_t fs = { .sample_rate = rate, // 采样率 .channel = ch, // 声道模式 .bits_per_sample = bits_cfg, // 采样位宽 }; // 如果播放设备句柄有效，则关闭播放设备 if (play_dev_handle) { ret = esp_codec_dev_close(play_dev_handle); } // 注释掉的代码：如果录音设备句柄有效，则关闭录音设备，并设置默认的ADC音量 // if (record_dev_handle) { // ret |= esp_codec_dev_close(record_dev_handle); // ret |= esp_codec_dev_set_in_gain(record_dev_handle, CODEC_DEFAULT_ADC_VOLUME); // } // 如果播放设备句柄有效，则重新打开播放设备，并设置新的采样信息 if (play_dev_handle) { ret |= esp_codec_dev_open(play_dev_handle, &fs); } // 注释掉的代码：如果录音设备句柄有效，则重新打开录音设备，并设置新的采样信息 // if (record_dev_handle) { // ret |= esp_codec_dev_open(record_dev_handle, &fs); // } // 返回操作结果 return ret; } 初始化MP3播放器
mp3_player_init()：
// mp3播放器初始化 void mp3_player_init(void) { // 获取文件信息 file_iterator = file_iterator_new(SPIFFS_BASE); assert(file_iterator != NULL); // 初始化音频播放 // 将音频播放器的静音功能函数设置为 _audio_player_mute_fn player_config.mute_fn = _audio_player_mute_fn; // 将音频播放器的写入数据功能函数设置为 _audio_player_write_fn player_config.write_fn = _audio_player_write_fn; // 将音频播放器的时钟设置功能函数设置为 _audio_player_std_clock player_config.clk_set_fn = _audio_player_std_clock; // 设置音频播放器的优先级为 1 player_config.priority = 1; // 检查 audio_player_new 函数的返回值，确保音频播放器创建成功 ESP_ERROR_CHECK(audio_player_new(player_config)); ESP_ERROR_CHECK(audio_player_callback_register(_audio_player_callback, NULL)); pa_en(1); // 打开音频功放 for(int i = 0; i < 3; i++) { play_index(0); vTaskDelay(5000 / portTICK_PERIOD_MS); // 延时5秒 play_index(1); vTaskDelay(5000 / portTICK_PERIOD_MS); // 延时5秒 play_index(2); } } 
