ESP32-S3_ES8311音频输出使用

ES8311是一款单声道音频编解码器，集成 ADC 和 DAC，专注于音频信号的双向处理：

• 双向编解码：包含 1 路 ADC（模拟输入转数字）和 1 路 DAC（数字转模拟输出），支持麦克风输入和扬声器输出。
• 低功耗设计：工作功耗仅 14mW，适合电池供电设备（如便携式音箱、智能耳机）。
• 高动态范围：DAC 信噪比达 110dB，ADC 为 100dB，兼顾录音和播放的音质平衡。
• 标准 I²S 接口：支持 Philips 标准 I²S、左对齐等格式，与主流主控芯片兼容性强。

电路图

程序编写

1.创建工程

复制官方给的例程文件中的sample_project工程到自建的例程文件夹中并将名字改为ES8311。

右键用VSCode打开,修改工程名字。

2.打开官网提供的外设

同样用VScode打开。

找到ES8311的例程，复制到main.c文件中。

3.修改例程

1.去掉用不到的条件编译

从上往下依次来修改
将static i2s_chan_handle_t rx_handle = NULL;和#if CONFIG_EXAMPLE_MODE_MUSIC条件编译去掉。

• rx_handle 是用来接收麦克风声音的，这里只用作输出声音，将rx_handle 给去掉。
• CONFIG_EXAMPLE_MODE_MUSIC 选着工作模块音乐模式和回声模式。将该条件编译去掉或者置一，使用音乐模式。
  
  这句话的意思是通过检查宏CONFIG_EXAMPLE_BSP是否未被定义的状态。(defined() 是预编译指令，用于检查宏是否存在)。来使用哪种IIC初始化的方式，这里我们使用这个上面的就行。为了简洁好看可以把红框框柱的条件编辑给删除掉。
  
  同样这里的回声模式也可以删除掉。
  
  在IIS初始化函数里将后面的初始化给去掉，使用上面的初始化。
  
  
  使用音乐模式，也就是使用上面的函数，删除掉下面的条件编译。
  
  主函数里面同样使用上面的音乐模式，删除掉下面的回声模式。
  
  这时所有的条件编译已经修改好了，下面添加程序里用到的宏定义。

2.配置宏定义

新建config.h文件在这个里面放置宏的定义。

更换main.c上面的头文件。按照下面图中进行修改

当你工程找不到头文件如上面图中的头文件下面有波浪线时，可以打开控制面板(ctrl+shift+p),选择添加VS Code配置文件

这样就可以正确找到头文件的路径了。

继续回到添加宏定义。
添加IIC引脚，从原理图上可以看到sda,scl引脚为GPIO_NUM_1和GPIO_NUM_2。

添加es8311配置。从原理图上可以看到EP接到地上，对应地址为0x18，填ES8311_ADDRRES_0即可。ES8311_ADDRRES_0在es8311.h文件里有定义。如果该引脚接VCC了，地址选择ES8311_ADDRRES_1，对应地址为0x19。

其他的参数可以直接复制官方例程上的。

添加IIS驱动函数。具体的引脚可查看原理图。I2S_DI_IO引脚没用到填-1即可。

取消接收通道。

3.添加音乐片段

将官网库里面的音乐片段复制到这个工程里。

4.添加ES8311库文件

到乐鑫提供的组件管理工具当中搜索ES8311。
选择第一个。

复制这串命令到ESP-IDF终端里运行

注意：这个终端别弄错了。不然运行不了

这时可以看到这里出现一个新的文件。

这个文件需要重新选择下目标芯片才能运行，生成es8311的库文件。

5.添加IO扩展芯片

由于esp32的引脚有限，这里使用了一款PCA9557PW的IO扩展芯片，来控制功放芯片的使能引脚。
该芯片通过IIC与ESP32通信，地址为0001 1A2A1A0。该图中A0脚被拉高所以地址为0001 1001即0x19。

我们来看一下这款芯片的使用规则。
控制寄存器
通过D1和D0这两位来决定使用哪个寄存器

0x00时：输入寄存器

只读（Read-Only）
存储当前 8 个 IO 口（P0~P7）的输入状态（无论 IO 口配置为输入还是输出，均可读取该寄存器获取引脚实时电平）。
位定义（每一位对应一个 IO 口）：位 7~ 位 0：对应 P7~P0 的输入状态

0x01时：输出寄存器

可读可写（Read/Write）
设置 IO 口为输出模式时的输出电平（仅当 IO 口通过配置寄存器设为输出时有效）。
位定义（每一位对应一个 IO 口）：位 7~ 位 0：对应 P7~P0 的输出电平。

0x02时：极性反转寄存器

可读可写（Read/Write）
反转输入寄存器（0x00）的读取极性（仅影响输入寄存器的数值，不改变实际引脚电平）。
位定义（每一位对应一个 IO 口）：位 7~ 位 0：对应 P7~P0 的极性反转控制.
即：高电平为0，低电平为一。

0x03时：配置寄存器

可读可写（Read/Write）
设置每个 IO 口的方向（输入或输出），是核心配置寄存器。
位定义（每一位对应一个 IO 口）：位 7~ 位 0：对应 P7~P0 的方向配置1：该 IO 口配置为输入模式（此时输出寄存器的设置无效）0：该IO 口配置为输出模式（受输出寄存器控制）
0xFF（复位后，所有 IO 口默认设为输入模式）

新建PCA9557PW.c和PCA9557PW.h文件。在CMakeLists.txt文件中加入PCA9557PW.c。

#include "PCA9557PW.h"/*****读寄存器******/
esp_err_t PCA9557PW_ReadRegister(uint8_t addr,uint8_t *date,size_t len)
{return i2c_master_write_read_device(I2C_NUM,PCA9557PW_I2C_ADDRESS,&addr,1,date,len,100);
}
/*****写寄存器******/
esp_err_t PCA9557PW_WriteRegister(uint8_t addr,uint8_t date)
{uint8_t data[2];data[0] = addr; // 寄存器地址data[1] = date; // 寄存器数据return i2c_master_write_to_device(I2C_NUM, PCA9557PW_I2C_ADDRESS, data, 2, 100);
}// 初始化PCA9557 IO扩展芯片
void PCA9557PW_Init(void) 
{// 写入控制引脚默认值 DVP_PWDN=1  PA_EN = 0  LCD_CS = 1  （0000 0101）PCA9557PW_WriteRegister(PCA9557PW_REG_OUTPUT, 0x05); // 设置输出寄存器// 把PCA9557芯片的IO1 IO1 IO2设置为输出 其它引脚保持默认的输入（1111 0111）PCA9557PW_WriteRegister(PCA9557PW_REG_CONFIG , 0xF8); // 设置配置寄存器
}// 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;PCA9557PW_ReadRegister(PCA9557PW_REG_INPUT, &data, 1); // 读取当前IO状态if(level){data |= (1<<gpio_bit); // 设置对应位为1}else{data &= ~(1<<gpio_bit); // 设置对应位为0}return PCA9557PW_WriteRegister(PCA9557PW_REG_OUTPUT, data); // 写入新的输出状态
}// 控制 PCA9557_LCD_CS 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 lcd_cs(uint8_t level)
{pca9557_set_output_state(LCD_CS_GPIO, level);
}// 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);
}// 控制 PCA9557_DVP_PWDN 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 dvp_pwdn(uint8_t level)
{pca9557_set_output_state(DVP_PWDN_GPIO, level);
}

#pragma once#include "driver/i2c.h"#define I2C_SDA_IO (GPIO_NUM_1)
#define I2C_SCL_IO (GPIO_NUM_2)
#define I2C_NUM (I2C_NUM_0)/*******PCA9557PW*******/
#define PCA9557PW_I2C_ADDRESS 0x19 // Default I2C address for PCA9557PW#define PCA9557PW_REG_INPUT 0x00    // Input register
#define PCA9557PW_REG_OUTPUT 0x01   // Output register
#define PCA9557PW_REG_POLARITY 0x02 // 极性翻转寄存器
#define PCA9557PW_REG_CONFIG 0x03   //配置寄存器#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_3void pa_en(uint8_t level);
void PCA9557PW_Init(void) ;

4.修改主函数并下载

1.添加PCA9557PW头文件

2.使能功放引用

3.下载运行

到此所有的程序已经完成了。