ESP32 005 MicroPython I2S 实现音频传输与播放

  • I²S(Inter-IC Sound) 是一种专用于数字音频传输的串行总线标准,广泛用于微控制器(如 ESP32)与音频 DAC(如 PCM5102)之间传输音频数据。

I2S 主要信号线

信号线名称 全称/别名 功能描述
BCLK Bit Clock / SCK 每一位数据的时钟,用于数据同步
LRCLK Left-Right Clock / WS 左右声道选择,High 表示右声道,Low 表示左声道
DATA Serial Data / SD / DIN 音频的实际数据流
MCLK Master Clock (可选) 主系统时钟(部分 DAC 可不接,PCM5102 内置 PLL 可省略)

上传 wav到 SPIFFS(Thonny)

  1. 打开 视图 > 文件
  2. 拖拽 ***.wav 到 MicroPython 设备(根目录)
  3. 等待上传成功

python函数接口说明

python 复制代码
# https://github.com/micropython/micropython/blob/master/ports/esp32/machine_i2s.c

from machine import I2S, Pin

audio = I2S(
    0,
    sck=Pin(9),
    ws=Pin(10),
    sd=Pin(11),
    mode=I2S.TX,
    bits=16,
    format=I2S.STEREO,
    rate=16000,
    ibuf=40000
)
函数/参数 说明
I2S(id, **kwargs) 创建 I2S 对象。id 一般为 0 或 1,参数通过关键字传入。
id I2S 外设编号。ESP32 通常支持 0 或 1(部分板子支持 2)。
sck / bck Bit Clock(位时钟)引脚,接到 DAC 的 BCK 引脚。
ws / lrck Word Select / LRCK 引脚,接到 DAC 的 LCK 引脚。
sd Serial Data,引脚接到 DAC 的 DIN。
mode I2S.TX(发送)或 I2S.RX(接收)。
bits 采样精度,常用值为 16、24、32。需与 WAV 文件位深一致。
format 通道格式:I2S.MONO 或 I2S.STEREO。
rate 采样率(Hz),例如 16000、44100、48000 等。需与音频文件一致。
ibuf 内部缓冲区大小(字节),越大越平稳但占用 RAM。

CODE实现

c 复制代码
from machine import Pin, I2S
import ustruct
import time

# ======== 配置 I2S ========
SCK_PIN = 9   # Bit Clock (BCK)
WS_PIN  = 10   # Word Select (LRCK)
SD_PIN  = 11   # Data (DIN)

audio_out = I2S(
    0,                         # I2S peripheral ID
    sck=Pin(SCK_PIN),
    ws=Pin(WS_PIN),
    sd=Pin(SD_PIN),
    mode=I2S.TX,
    bits=16,
    format=I2S.STEREO,         # I2S.STEREO 或 I2S.MONO,取决于 WAV 文件
    rate=16000,                # 与音频采样率一致
    ibuf=40000
)
# ===========================

# # ======== 解析 WAV 头部并跳过 ========
# def skip_wav_header(f):
#     # 跳过 WAV 文件头部,找到数据段
#     while True:
#         chunk_id = f.read(4)
#         if chunk_id == b'data':
#             data_size = ustruct.unpack('<I', f.read(4))[0]
#             return data_size
#         else:
#             f.read(ustruct.unpack('<I', f.read(4))[0])

import ustruct

def skip_wav_header(f):
    # Read RIFF header
    if f.read(4) != b'RIFF':
        raise ValueError('Invalid WAV file: missing RIFF')
    f.read(4)  # Chunk size
    if f.read(4) != b'WAVE':
        raise ValueError('Invalid WAV file: missing WAVE')

    # Search for 'data' chunk
    while True:
        chunk_id = f.read(4)
        if len(chunk_id) < 4:
            raise ValueError("Reached end of file before finding 'data' chunk")
        chunk_size_bytes = f.read(4)
        if len(chunk_size_bytes) < 4:
            raise ValueError("Corrupted WAV file")
        chunk_size = ustruct.unpack('<I', chunk_size_bytes)[0]

        if chunk_id == b'data':
            return chunk_size  # return data size
        else:
            # skip over this chunk
            f.read(chunk_size)


# ======== 播放 WAV 文件 ========
wav_file = "/music-16k-16bits-mono.wav"

with open(wav_file, "rb") as f:
#     header = f.read(44)  # 假设标准 44 字节 WAV header
#     data_size = skip_wav_header(f)
#     print("Data size:", data_size)
    data_size = skip_wav_header(f)  # 不要再提前读 44 字节
    print("Data size:", data_size)

    # 循环读取并播放音频数据
    while True:
        wav_data = f.read(1024)
        if not wav_data:
            break
        audio_out.write(wav_data)

# ======== 释放 I2S ========
audio_out.deinit()
相关推荐
小豆庄1 小时前
监控视频脱敏的追踪漂移与ID撞号陷阱
目标跟踪·ffmpeg·音视频·视频·敏捷流程
原子延迟4 小时前
批量压缩视频会变大?HandBrake等3款(2026)
图像处理·人工智能·计算机视觉·音视频
TST-魚爷7 小时前
腾讯会议双机位同屏:前后两个摄像头画面合并显示方案(易视讯)
电脑·音视频·腾讯会议·zoom会议
闭包不眠8 小时前
批量压缩视频先分组,HandBrake等3种方法(2026)
图像处理·人工智能·计算机视觉·音视频
视频技术分享9 小时前
远程会诊产品设计复盘:音视频架构拆解与四大避坑
架构·音视频
听我哔哔11 小时前
口播视频唇形总对不上,Seedance 2.5在zeekeAI里同步
人工智能·音视频
伯奥克客服11 小时前
2026年视频矩阵厂家技术评估:从EDID到控制协议开放度的六维筛选法
线性代数·矩阵·音视频
指针向南11 小时前
批量压缩视频有文件没变小?HandBrake等3款对比
图像处理·人工智能·计算机视觉·音视频
Android系统攻城狮13 小时前
Linux FFmpeg深度解析之avcodec_parameters_copy调用流程与实战(二十五)
linux·运维·服务器·ffmpeg·音视频·车载音频
听我哔哔13 小时前
口播视频唇形总对不上?Seedance 2.5 在 zeekeAI 里的同步实操
人工智能·音视频