wangzhibo
2026-10-08 220e4fab27b7f419b3e89e2f2d28ae789aac09d7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
#include "k10_audio_codec.h"
 
#include <esp_log.h>
#include <driver/i2c_master.h>
#include <driver/i2s_tdm.h>
#include <cmath>
 
static const char TAG[] = "K10AudioCodec";
 
K10AudioCodec::K10AudioCodec(void* i2c_master_handle, int input_sample_rate, int output_sample_rate,
    gpio_num_t mclk, gpio_num_t bclk, gpio_num_t ws, gpio_num_t dout, gpio_num_t din,
    gpio_num_t pa_pin, uint8_t es8311_addr, uint8_t es7210_addr, bool input_reference) {
    duplex_ = true; // 是否双工
    input_reference_ = input_reference; // 是否使用参考输入,实现回声消除
    input_channels_ = input_reference_ ? 2 : 1; // 输入通道数
    input_sample_rate_ = input_sample_rate;
    output_sample_rate_ = output_sample_rate;
 
    CreateDuplexChannels(mclk, bclk, ws, dout, din);
 
    // Do initialize of related interface: data_if, ctrl_if and gpio_if
    audio_codec_i2s_cfg_t i2s_cfg = {
        .port = I2S_NUM_0,
        .rx_handle = rx_handle_,
        .tx_handle = tx_handle_,
    };
    data_if_ = audio_codec_new_i2s_data(&i2s_cfg);
    assert(data_if_ != NULL);
 
    audio_codec_i2c_cfg_t i2c_cfg = {
        .port = I2C_NUM_1,
        .addr = es7210_addr,
        .bus_handle = i2c_master_handle,
    };
    const audio_codec_ctrl_if_t *in_ctrl_if_ = audio_codec_new_i2c_ctrl(&i2c_cfg);
    assert(in_ctrl_if_ != NULL);
 
    es7243e_codec_cfg_t es7243e_cfg = {
        .ctrl_if = in_ctrl_if_,
    };
    const audio_codec_if_t *in_codec_if_ = es7243e_codec_new(&es7243e_cfg);
    assert(in_codec_if_ != NULL);
 
    esp_codec_dev_cfg_t codec_es7243e_dev_cfg = {
        .dev_type = ESP_CODEC_DEV_TYPE_IN,
        .codec_if = in_codec_if_,
        .data_if = data_if_,
    };
    input_dev_ = esp_codec_dev_new(&codec_es7243e_dev_cfg);
 
    assert(input_dev_ != NULL);
 
    ESP_LOGI(TAG, "DF-K10 AudioDevice initialized");
}
 
K10AudioCodec::~K10AudioCodec() {
    ESP_ERROR_CHECK(esp_codec_dev_close(output_dev_));
    esp_codec_dev_delete(output_dev_);
    ESP_ERROR_CHECK(esp_codec_dev_close(input_dev_));
    esp_codec_dev_delete(input_dev_);
 
    audio_codec_delete_codec_if(in_codec_if_);
    audio_codec_delete_ctrl_if(in_ctrl_if_);
    audio_codec_delete_codec_if(out_codec_if_);
    audio_codec_delete_ctrl_if(out_ctrl_if_);
    audio_codec_delete_gpio_if(gpio_if_);
    audio_codec_delete_data_if(data_if_);
}
 
void K10AudioCodec::CreateDuplexChannels(gpio_num_t mclk, gpio_num_t bclk, gpio_num_t ws, gpio_num_t dout, gpio_num_t din) {
    assert(input_sample_rate_ == output_sample_rate_);
 
    i2s_chan_config_t chan_cfg = {
        .id = I2S_NUM_0,
        .role = I2S_ROLE_MASTER,
        .dma_desc_num = AUDIO_CODEC_DMA_DESC_NUM,
        .dma_frame_num = AUDIO_CODEC_DMA_FRAME_NUM,
        .auto_clear_after_cb = true,
        .auto_clear_before_cb = false,
        .intr_priority = 0,
    };
    ESP_ERROR_CHECK(i2s_new_channel(&chan_cfg, &tx_handle_, &rx_handle_));
 
    i2s_std_config_t std_cfg = {
        .clk_cfg = {
            .sample_rate_hz = (uint32_t)output_sample_rate_,
            .clk_src = I2S_CLK_SRC_DEFAULT,
            .ext_clk_freq_hz = 0,
            .mclk_multiple = I2S_MCLK_MULTIPLE_256
        },
        .slot_cfg = {
            .data_bit_width = I2S_DATA_BIT_WIDTH_16BIT,
            .slot_bit_width = I2S_SLOT_BIT_WIDTH_AUTO,
            .slot_mode = I2S_SLOT_MODE_MONO,
            .slot_mask = I2S_STD_SLOT_BOTH,
            .ws_width = I2S_DATA_BIT_WIDTH_16BIT,
            .ws_pol = false,
            .bit_shift = true,
            .left_align = true,
            .big_endian = false,
            .bit_order_lsb = false
        },
        .gpio_cfg = {
            // .mclk = mclk,
            .bclk = bclk,
            .ws = ws,
            .dout = dout,
            .din = I2S_GPIO_UNUSED,
            .invert_flags = {
                .mclk_inv = false,
                .bclk_inv = false,
                .ws_inv = false
            }
        }
    };
 
    i2s_tdm_config_t tdm_cfg = {
        .clk_cfg = {
            .sample_rate_hz = (uint32_t)input_sample_rate_,
            .clk_src = I2S_CLK_SRC_DEFAULT,
            .ext_clk_freq_hz = 0,
            .mclk_multiple = I2S_MCLK_MULTIPLE_256,
            .bclk_div = 8,
        },
        .slot_cfg = {
            .data_bit_width = I2S_DATA_BIT_WIDTH_16BIT,
            .slot_bit_width = I2S_SLOT_BIT_WIDTH_AUTO,
            .slot_mode = I2S_SLOT_MODE_STEREO,
            .slot_mask = i2s_tdm_slot_mask_t(I2S_TDM_SLOT0 | I2S_TDM_SLOT1 | I2S_TDM_SLOT2 | I2S_TDM_SLOT3),
            .ws_width = I2S_TDM_AUTO_WS_WIDTH,
            .ws_pol = false,
            .bit_shift = true,
            .left_align = false,
            .big_endian = false,
            .bit_order_lsb = false,
            .skip_mask = false,
            .total_slot = I2S_TDM_AUTO_SLOT_NUM
        },
        .gpio_cfg = {
            .mclk = mclk,
            .bclk = bclk,
            .ws = ws,
            .dout = I2S_GPIO_UNUSED,
            .din = din,
            .invert_flags = {
                .mclk_inv = false,
                .bclk_inv = false,
                .ws_inv = false
            }
        }
    };
 
    ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_init_std_mode(tx_handle_, &std_cfg));
    ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_init_tdm_mode(rx_handle_, &tdm_cfg));
    ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_enable(tx_handle_));
    ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_enable(rx_handle_));
    ESP_LOGI(TAG, "Duplex channels created");
}
 
void K10AudioCodec::SetOutputVolume(int volume) {
    AudioCodec::SetOutputVolume(volume);
}
 
void K10AudioCodec::EnableInput(bool enable) {
    if (enable == input_enabled_) {
        return;
    }
    if (enable) {
        esp_codec_dev_sample_info_t fs = {
            .bits_per_sample = 16,
            .channel = 4,
            .channel_mask = ESP_CODEC_DEV_MAKE_CHANNEL_MASK(0),
            .sample_rate = (uint32_t)output_sample_rate_,
            .mclk_multiple = 0,
        };
        if (input_reference_) {
            fs.channel_mask |= ESP_CODEC_DEV_MAKE_CHANNEL_MASK(1);
        }
        ESP_ERROR_CHECK(esp_codec_dev_open(input_dev_, &fs));
        ESP_ERROR_CHECK(esp_codec_dev_set_in_gain(input_dev_, 37.5)); //麦克风增益解决收音太小的问题
    } else {
        ESP_ERROR_CHECK(esp_codec_dev_close(input_dev_));
    }
    AudioCodec::EnableInput(enable);
}
 
void K10AudioCodec::EnableOutput(bool enable) {
    if (enable == output_enabled_) {
        return;
    }
    AudioCodec::SetOutputVolume(output_volume_);
    AudioCodec::EnableOutput(enable);
}
 
int K10AudioCodec::Read(int16_t* dest, int samples) {
    if (input_enabled_) {
        ESP_ERROR_CHECK_WITHOUT_ABORT(esp_codec_dev_read(input_dev_, (void*)dest, samples * sizeof(int16_t)));
    }
    return samples;
}
 
int K10AudioCodec::Write(const int16_t* data, int samples) {
    if (output_enabled_) {
        std::vector<int32_t> buffer(samples * 2);  // Allocate buffer for 2x samples
 
        // Apply volume adjustment (same as before)
        int32_t volume_factor = pow(double(output_volume_) / 100.0, 2) * 65536;
        for (int i = 0; i < samples; i++) {
            int64_t temp = int64_t(data[i]) * volume_factor;
            if (temp > INT32_MAX) {
            buffer[i * 2] = INT32_MAX;
            } else if (temp < INT32_MIN) {
            buffer[i * 2] = INT32_MIN;
            } else {
            buffer[i * 2] = static_cast<int32_t>(temp);
            }
 
            // Repeat each sample for slow playback (assuming mono audio)
            buffer[i * 2 + 1] = buffer[i * 2];
        }
 
        size_t bytes_written;
        ESP_ERROR_CHECK(i2s_channel_write(tx_handle_, buffer.data(), samples * 2 * sizeof(int32_t), &bytes_written, portMAX_DELAY));
        return bytes_written / sizeof(int32_t);
    }
    return samples;
}