ESP32的I2S引脚及支持的音频标准使用说明

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ESP32 I2S 接口

ESP32 有 2 个标准 I2S 接口。这 2 个接口可以以主机或从机模式，在全双工或半双工模式下工作，并且可被配置为 8/16/32/48/64-bit 的输入输出通道，支持频率从 10 kHz 到 40 MHz 的 BCK 时钟。当 1 个或 2 个被配置为主机模式时，主机时钟可以输出到外部 DAC/CODEC。

2 个 I2S 接口都有专用的 DMA 控制器。支持 PDM 和 BT PCM 接口。

PDM可直接接入I2S，但只能接入I2S0。

用于串行立体声数据的输入输出，并行LCD 数据的输出，camera 并行数据的输入。

I2S第0通道接口

信号	管脚
I2S0I_DATA_in0~15	I2S除I2S_CLK，均支持映射（切换）到任意 GPIO 管脚
I2S0O_BCK_in
I2S0O_WS_in
I2S0I_BCK_in
I2S0I_WS_in
I2S0I_H_SYNC
I2S0I_V_SYNC
I2S0I_H_ENABLE
I2S0O_BCK_out
I2S0O_WS_out
I2S0I_BCK_out
I2S0I_WS_out
I2S0O_DATA_out0~23

I2S第1通道接口

信号	管脚
I2S1I_DATA_in0~15	I2S除I2S_CLK，均支持映射（切换）到任意 GPIO 管脚
I2S1O_BCK_in
I2S1O_WS_in
I2S1I_BCK_in
I2S1I_WS_in
I2S1I_H_SYNC
I2S1I_V_SYNC
I2S1I_H_ENABLE
I2S1O_BCK_out
I2S1O_WS_out
I2S1I_BCK_out
I2S1I_WS_out
I2S1O_DATA_out0~23

信号	管脚
I2S0_CLK	仅可通过GPIO0、U0RXD、或 U0TXD
I2S1_CLK	仅可通过GPIO0、U0RXD、或 U0TXD

注：I2S0_CLK 和 I2S1_CLK 仅可通过 IOMUX 映射至 GPIO0、U0RXD (GPIO3) 或U0TXD (GPIO1)，选择 GPIO 功能CLK_OUT1、CLK_OUT2 或 CLK_OUT3。这个CLK是高速CLK，主要是用于RGB接口的LCD液晶显示屏。每组I2S的DATA有0-23个信号，用于RGB接口液晶显示屏时，可连接18位或24位的LCD液晶显示屏。

12.4 I2S 模式

ESP32 I2S 模块内置数据 A 律压缩/解压缩模块，用于对接收到的音频数据进行 A 律缩/解压缩操作。如果要使用 A 律缩/解压缩模块，需要将 I2S_CONF1_REG 寄存器的 RX_PCM_BYPASS 比特和 TX_PCM_BYPASS 比特清零。

12.4.1 支持的音频标准

I2S 模式下，BCK 为串行时钟；WS 为通道选择信号，用于表示左右声道的切换；SD 为串行数据信号，传输音频数据。WS 信号和 SD 信号在 BCK 的下降沿发生变化，并在 BCK 的上升沿采样 SD 信号。如果将寄存器I2S_CONF_REG 的 I2S_RX_RIGHT_FIRST 比特和 I2S_TX_RIGHT_FIRST 比特都置 1，表示 I2S 模块首先接收和发送的是右声道数据，否则为首先接收和发送的是左声道数据。

12.4.1.1 Philips 标准

图 123. Philips 标准

如图 12-3 所示，在 Philips 标准下，在 BCK 的下降沿，WS 信号先于 SD 信号一个 BCK 时钟周期开始变化，即WS 信号从当前通道数据的第一个位之前的一个时钟开始有效，并在当前通道数据发送结束前一个 BCK 时钟周期变化。SD 信号线首先传输音频数据的最高有效位。如果分别将寄存器 I2S_CONF_REG 的I2S_RX_MSB_SHIFT 比特和 I2S_TX_MSB_SHIFT 比特置 1，I2S 模块接收数据和发送数据将使用 Philips 标准。

12.4.1.2 MSB 对齐标准

图 124. MSB 对齐标准

如图 12-4 所示，MSB 对齐标准下，在 BCK 下降沿，WS 信号和 SD 信号同时变化。WS 持续到当前通道数据发送结束，SD 信号线上首先传输音频数据的最高位。如果寄存器 I2S_CONF_REG 的 I2S_RX_MSB_SHIFT 比特和 I2S_TX_MSB_SHIFT 比特清零，则 I2S 模块接收数据和发送数据将使用 MSB 对齐标准。