在本教程中（如果可以调用它），我将向您展示如何使用ESP32微控制器快速而简单地组织音频文件的播放。
一点理论
维基百科告诉我们，ESP32是一系列低成本，低功耗的微控制器。它们是具有集成Wi-Fi和蓝牙控制器以及天线的片上系统（SoC）。基于Tensilica Xtensa LX6内核的单核和双核变体。射频路径已集成到系统中。 MK由中国公司Espressif Systems创建和开发，由台积电根据40 nm制程技术制造。您可以在Wikipedia页面和官方文档中了解有关该芯片功能的更多信息。
曾经，作为掌握此控制器的一部分，我想在其上播放声音。起初我以为我必须使用PWM。但是，在仔细阅读文档之后，我发现存在8位DAC的两个通道。当然，这从根本上改变了事情。
《技术参考》说，ESP32中的DAC是基于使用特定缓冲区的电阻器链（显然是指R2R链）构建的。输出电压可以从0伏变化到电源电压（3.3伏），分辨率为8位（即256个值）。这两个通道的转换是独立的。还有一个内置的CW生成器和DMA支持。
我决定暂时不进入DMA，将自己限制为基于计时器构建播放器。如您所知，为了再现最简单的PCM格式的WAV文件，以文件中指定的采样率从原始数据中读取原始数据并通过DAC通道将其推入就足够了，从而将数据的比特率初步降低（如有必要）为DAC的比特率。我很幸运：我从旧游戏的资源中发现了WAV PCM 8位11025 Hz单声道格式的声音。这意味着我们将仅使用一个DAC通道。
我们还需要一个能够产生11025 Hz中断的计时器。根据同一《技术参考》，ESP32板载两个计时器模块，每个模块具有两个计时器，总共四个计时器。它们是64位的，每个都有16位的预分频器，并且能够在电平或边沿上产生中断。
从理论到实践
有了esp-idf的wave_gen示例，我着手编写代码。我并不在意创建文件系统：目标是获得声音，而不是使用ESP32打造成熟的播放器。
首先，我将其中一个WAV文件替换为sish数组。Debian内置的xxd实用程序对此提供了很多帮助。简单命令
$ xxd -i file.wav > file.c我们得到一个Sish文件，其中包含十六进制形式的数据数组，甚至包含一个单独的变量（包含以字节为单位的文件大小）。
接下来，我注释掉了数组的前44个字节-WAV文件的标题。在此过程中，我按字段对它进行了分解，并找到了我所需的所有信息：
const uint8_t sound_wav[] = {
// 0x52, 0x49, 0x46, 0x46, // chunk "RIFF"
// 0xaa, 0xb4, 0x01, 0x00, // chunk length
// 0x57, 0x41, 0x56, 0x45, // "WAVE"
// 0x66, 0x6d, 0x74, 0x20, // subchunk1 "fmt"
// 0x10, 0x00, 0x00, 0x00, // subchunk1 length
// 0x01, 0x00, // audio format PCM
// 0x01, 0x00, // 1 channel, mono
// 0x11, 0x2b, 0x00, 0x00, // sample rate
// 0x11, 0x2b, 0x00, 0x00, // byte rate
// 0x01, 0x00, // bytes per sample
// 0x08, 0x00, // bits per sample per channel
// 0x64, 0x61, 0x74, 0x61, // subchunk2 "data"
// 0x33, 0xb4, 0x01, 0x00, // subchunk2 length, bytes从这里您可以看到我们的文件具有一个通道，采样率为11025赫兹，每个样本的分辨率为8位。请注意，如果我想以编程方式解析标头，则需要考虑字节顺序：在WAV中，它是Little-endian，即最低有效字节在前。
我最终创建了一种用于存储声音信息的结构类型：
typedef struct _audio_info
{
uint32_t sampleRate;
uint32_t dataLength;
const uint8_t *data;
} audio_info_t;并创建了一个结构本身的实例，如下所示：
const audio_info_t sound_wav_info =
{
11025, // sampleRate
111667, // dataLength
sound_wav // data
};在此结构中，sampleRate字段是同名标题字段的值，dataLength字段是subchunk2长度字段的值，而data字段是指向包含数据的数组的指针。
接下来，我包括了头文件：
#include "driver/timer.h"
#include "driver/dac.h"并创建函数原型以初始化计时器及其警报中断处理程序，如wave_gen示例所示：
static void IRAM_ATTR timer0_ISR(void *ptr)
{
}
static void timerInit()
{
}然后，他开始填充初始化功能。
ESP32中的定时器最终以APB_CLK_FREQ等于80 MHz的时钟为准：
driver / timer.h：
#define TIMER_BASE_CLK (APB_CLK_FREQ) /*!< Frequency of the clock on the input of the timer groups */soc / soc.h：
#define APB_CLK_FREQ ( 80*1000000 ) //unit: Hz
要获取需要生成警报中断的计数器值，您需要将计时器的时钟频率除以预分频器的值，然后除以触发中断所需的频率（对我们而言为11025 Hz）。在中断处理程序中，我们将传递一个指向要复制的数据的结构的指针。
因此，计时器初始化函数如下所示：
static void timerInit()
{
timer_config_t config = {
.divider = 8, //
.counter_dir = TIMER_COUNT_UP, //
.counter_en = TIMER_PAUSE, // -
.alarm_en = TIMER_ALARM_EN, // Alarm
.intr_type = TIMER_INTR_LEVEL, //
.auto_reload = 1, //
};
//
ESP_ERROR_CHECK(timer_init(TIMER_GROUP_0, TIMER_0, &config));
//
ESP_ERROR_CHECK(timer_set_counter_value(TIMER_GROUP_0, TIMER_0, 0x00000000ULL));
// Alarm
ESP_ERROR_CHECK(timer_set_alarm_value(TIMER_GROUP_0, TIMER_0, TIMER_BASE_CLK / config.divider / sound_wav_info.sampleRate));
//
ESP_ERROR_CHECK(timer_enable_intr(TIMER_GROUP_0, TIMER_0));
//
timer_isr_register(TIMER_GROUP_0, TIMER_0, timer0_ISR, (void *)&sound_wav_info, ESP_INTR_FLAG_IRAM, NULL);
//
timer_start(TIMER_GROUP_0, TIMER_0);
}无论我们设置了什么预分频器，定时器的时钟频率都不能被11025整除。因此，我选择了一种分频器，该分频器的频率应尽可能接近所需的分频器。
现在让我们继续编写中断处理程序。这里的一切都很简单：我们从阵列中取出下一个字节，将其馈送到DAC，然后沿阵列进一步移动。但是，首先，您需要清除计时器中断标志并重新启动警报中断：
static uint32_t wav_pos = 0;
static void IRAM_ATTR timer0_ISR(void *ptr)
{
//
timer_group_clr_intr_status_in_isr(TIMER_GROUP_0, TIMER_0);
// Alarm
timer_group_enable_alarm_in_isr(TIMER_GROUP_0, TIMER_0);
audio_info_t *audio = (audio_info_t *)ptr;
if (wav_pos >= audio->dataLength) wav_pos = 0;
dac_output_voltage(DAC_CHANNEL_1, *(audio->data + wav_pos));
wav_pos ++;
}
是的，使用ESP32中的内置DAC归结为调用了一个内置函数dac_output_voltage（实际上不是）。
实际上，仅此而已。现在，我们需要在app_main（）函数内部启用所需的DAC通道的操作，并初始化计时器：
void app_main(void)
{
…
ESP_ERROR_CHECK(dac_output_enable(DAC_CHANNEL_1));
timerInit();我们收集，闪烁，收听:)原则上，您可以将扬声器直接连接到控制器支脚-它会播放。但是最好使用放大器。我使用了放在垃圾箱中的TDA7050。
就这样。是的，当我最终开始唱歌时，我还认为一切都比我想的容易得多。但是，也许本文会以某种方式对刚开始掌握ESP32的人有所帮助。
也许有一天（如果有人喜欢这篇文章），我将使用DMA驱动ESP32 DAC。在那里仍然更加有趣，因为在这种情况下，您将必须使用内置的I2S模块。
UPD。
我决定举一个例子来说明它如何工作。这是Heltec的带有OLED和LoRa收发器的电路板，当然在这种情况下不使用。