ESP32-LyraTD-MSC V2.2 入门指南

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本指南旨在向用户介绍 ESP32-LyraTD-MSC V2.2 音频开发板的功能、配置选项以及如何快速入门。

ESP32-LyraTD-MSC 是一款面向智能音箱和 AI 应用程序的硬件平台,支持声学回声消除 (Acoustic Echo Cancelation, AEC)、 自动语音识别 (Automatic Speech Recognition, ASR)、打断唤醒 (Wake-up Interrupt) 以及语音互动 (Voice Interaction) 功能。

准备工作

  • 1 × ESP32-LyraTD-MSC V2.2 board
  • 2 x 带有杜邦母跳线的 4 ohm 扬声器或 3.5 mm 耳机
  • 2 x Micro-USB 2.0 数据线(Type A 转 Micro B)
  • 1 × PC(Windows、 Linux 或 Mac OS)

如需立即使用此开发板,请直接前往 正式开始开发

概述

ESP32-LyraTD-MSC V2.2 是一款基于 乐鑫 ESP32 芯片的音频开发板,专为智能音箱和 AI 应用程序打造, 除 ESP32 芯片原有的硬件外,还增添了数字信号处理、麦克风阵列以及扩展 RAM。

ESP32-LyraTD-MSC V2.2 由上板和下板两部分组成,上板 (B) 集成三麦克风阵列、功能按键和 LED 灯,下板 (A) 集成 ESP32-WROVER-B 模组、MicroSemi Digital Signal Processing (DSP) 芯片以及电源管理模块。

ESP32-LyraTD-MSC Side View

ESP32-LyraTD-MSC 侧面图

具体包括以下硬件:

  • ESP32-WROVER-B 模组
  • DSP 芯片
  • 3 颗支持远场语音唤醒功能的麦克风
  • 2 个 3-watt 扬声器输出
  • 耳机输出
  • MicroSD 卡槽(一线模式或四线模式)
  • 围绕开发板边缘分布的 12 个 LED 灯,可独立控制
  • 6 个功能按键,可配置不同功能
  • 多个端口:I2S、I2C、SPI、JTAG
  • 集成 USB-UART 桥接芯片
  • 锂电池充电管理

下图展示的是 ESP32-LyraTD-MSC 的主要组件以及组件之间的连接方式。

ESP32-LyraTD-MSC block diagram

ESP32-LyraTD-MSC 开发板框图

组件

以下列表和图片仅涉及 ESP32-LyraTD-MSC 的主要组件、接口和控制方式,只展示目前所需的信息,更多细节请参阅 相关文档 中的原理图。

ESP32-WROVER-B 模组
The ESP32-WROVER-B 模组采用 ESP32 芯片,可实现 Wi-Fi/蓝牙连接和数据处理,同时集成 32 Mbit SPI flash 和 64 Mbit PSRAM,可实现灵活的数据存储。
DSP 芯片
ZL38063 DSP 芯片用于自动语音识别应用程序,可从外部麦克风阵列获取音频数据,并通过自身 DAC 端口输出音频信号。
耳机输出

输出插槽可连接 3.5 mm 立体声耳机。

注意

该插槽可接入移动电话耳机,只与 OMPT 标准耳机兼容,与 CTIA 耳机不兼容。更多耳机标准信息请访问维基百科 Phone connector (audio) 词条。

左侧扬声器输出
输出插槽采用 2.54 mm / 0.1” 标准排针间距,可连接 4 ohm 扬声器。
右侧扬声器输出
输出插槽采用 2.54 mm / 0.1” 标准排针间距,可连接 4 ohm 扬声器。
ESP32-LyraTD-MSC V2.2 Lower Board (A) Components

ESP32-LyraTD-MSC V2.2 下板 (A) 组件图

USB-UART 接口
作为 PC 和 ESP32-WROVER-B 模组之间的通信接口。
USB 供电接口
为开发板供电。
待机/充电指示灯
绿色 待机 指示灯亮起时,表示电源已接入 Micro USB 接口;红色 充电 指示灯亮起时,表示连接至 电池接口 上的电池正在充电。
电源开关
电源开/关按钮:向右拨动按钮则开发板电源开启,向左拨动则电源关闭。
电源指示灯
红色指示灯亮起表示 电源开关 已开启。
ESP32-LyraTD-MSC V2.2 Upper Board (B) Components

ESP32-LyraTD-MSC V2.2 上板 (B) 组件图

启动/复位按键

启动:长按 Boot 键,然后点按 Reset 键进入烧写模式,此时可通过串行端口上传固件。

复位:仅按下 Reset 键只能重置系统。

应用程序开发

ESP32-LyraTD-MSC 上电之前,请首先确认开发板完好无损,且上板 (B) 和下板 (A) 紧紧固定在一起。

初始设置

设置开发板,以运行首个示例应用程序:

  1. 将 4 欧姆扬声器连接至 两个扬声器输出,或将耳机连接至 耳机输出
  2. 插入 Micro-USB 数据线,连接 PC 与 ESP32-LyraTD-MSC 开发板的 两个 USB 端口
  3. 此时,绿色 待机指示灯 应亮起。若电池未连接,红色 充电指示灯 每隔几秒闪烁一次。
  4. 向右拨动 电源开关
  5. 此时,红色 电源指示灯 应亮起。

如果指示灯如上述显示,则初始设置已经完成,开发板可用于下载应用程序。现在,请按下文介绍运行并配置 PC 上的开发工具。

正式开始开发

若已完成初始设置和检查工作,请准备开发工具,请前往 Installation Step by Step 查看以下步骤:

  • Set up ESP-IDF 提供一套 ESP32 和 ESP32-S2 芯片的 C 语言 PC 开发编译环境;
  • Get ESP-ADF 获取开发音频应用程序的 API;
  • Setup Path to ESP-ADF 使开发框架获取到音频应用 API;
  • Start a Project 为开发板提供音频应用程序示例;
  • Connect Your Device 准备加载应用程序;
  • Build the Project 运行应用程序,播放音乐。