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ESP32-S2设计网络/FM两用收音机

电子森林 ? 2021-09-14 09:31 ? 次阅读

这是一位工程师基于硬禾学堂"暑期一起练"的ESP32-S2平台实现的网络收音机、FM收音机的功能,项目开源在电子森林的项目页面(点击左下角的“阅读原文”)。

以下是该项目的内容

实现的基本功能

  • 可以通过WiFi接收网络上的电台,也可以通过FM模块接收空中的电台,并可以通过按键进行切换、选台

  • OLED显示屏上显示网络电台的IP地址、节目名字等相关信息或FM信号的频段

  • 系统能够自动校时,开机后自动调节到准确的时间(年、月、日、时、分、秒)

项目环境

  • Arduino v1.8.16: 一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台

  • VS code v1.60.0: 微软开发的跨平台源代码编辑器

  • Vscode-Arduino: VScode开发Arduino的插件

  • arduino-esp32 v2.0.0: ESP32平台的Arduino开发库

  • u8g2: Arduino使用I2C或SPI控制屏幕的库

  • RDA5807: Arduino使用I2C控制收音机模块的库

硬件

  • ESP32-S2-MINI-1:ESP32-S2-FH4的lol赛事官网,320K的DRAM,无PSRAM

  • FM模块:RDA5807M

一. 如何使用

1. 使用编译好的二进制程序

  • 下载编译好的二进制程序:eetree.ino.esp32s2.bin

  • 安装CH340串口驱动

  • 使用Arduino将二进制程序上传到开发开发板上

2. 使用源码编译烧录

  • 设置wifi账号密码

    const char* SSID   = "sxxx";
    const char* PASSWD = "xxx";
  • 设置网络收音机的IP和端口

    const char* WEBSERVERIP "192.168.1.55"
    const char* WEBSERVERPORT 8888
  • 在searchFM()函数中设置开始频率

    void searchFM() {
       ...
       rx.setFrequency(9600); 
       ...
  • 安装CH340串口驱动

  • 使用Arduino编译烧录到开发板上

46010134-149a-11ec-8fb8-12bb97331649.png

二. 运行现象

  • 开机是会进入显示John Radio的Logo页面

  • 开机后会总有有三个页面时间显示, FM收音机, 网络收音机, 通过按键1可以进行切换

  • 进入到时间显示页面: 会显示和服务器校对好的时间

  • 进入到FM收音机的页面: 会显示当前的收音机频率, 通过点击按键2可以切换不同的频率

  • 进入到网络收音机的页面, 会显示当前连接的网络收音机IP及端口

1. 编译日志

项目使用了 722978 字节,占用了 (55%) 程序存储空间。最大为 1310720 字节。
全局变量使用了37348字节,(11%)的动态内存,余留290332字节局部变量。最大为327680字节。
esptool.py v3.1
Serial port /dev/ttyUSB0
Connecting....
Chip is ESP32-S2FH32
Features: WiFi, Embedded 4MB Flash, 105C temp rating, ADC and temperature sensor calibration in BLK2 of efuse
Crystal is 40MHz
MAC: 7c:df:a1:97:44:da
Uploading stub...
Running stub...
Stub running...
Changing baud rate to 460800
Changed.
Configuring flash size...
Auto-detected Flash size: 4MB
Flash will be erased from 0x0000e000 to 0x0000ffff...
Flash will be erased from 0x00001000 to 0x00004fff...
Flash will be erased from 0x00010000 to 0x000c0fff...
Flash will be erased from 0x00008000 to 0x00008fff...
Compressed 8192 bytes to 47...
Writing at 0x0000e000... (100 %)
Wrote 8192 bytes (47 compressed) at 0x0000e000 in 0.1 seconds (effective 755.2 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 13600 bytes to 9358...
Writing at 0x00001000... (100 %)
Wrote 13600 bytes (9358 compressed) at 0x00001000 in 0.4 seconds (effective 274.5 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 723360 bytes to 484945...
Writing at 0x00010000... (3 %)
Writing at 0x00019c43... (6 %)
...
Writing at 0x000bd11f... (100 %)
Wrote 723360 bytes (484945 compressed) at 0x00010000 in 11.4 seconds (effective 505.4 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 3072 bytes to 128...
Writing at 0x00008000... (100 %)
Wrote 3072 bytes (128 compressed) at 0x00008000 in 0.0 seconds (effective 511.0 kbit/s)...
Hash of data verified.

Leaving...

2. 运行串口日志

192.168.43.143
Search FM8710:0
Search FM8720:0
Search FM8730:1
Search FM8740:1
Good Frequency: 8760
Search FM8770:0
Search FM8780:1
Search FM8790:1
Search FM8800:1
Good Frequency: 8810
Search FM8820:0
Search FM8830:0
Good Frequency: 8860
...
Good Frequency: 10370
info: FM Radio Page
info: Net Radio Page
info: Datetime Page

	

3. 开发板运行情况

46120736-149a-11ec-8fb8-12bb97331649.png


46321404-149a-11ec-8fb8-12bb97331649.png

464f90ce-149a-11ec-8fb8-12bb97331649.png

三. 已知BUG

  • 上电时如果没有连接wifi失败会停留在Logo界面

  • 上电时如果没有成功连接到时间服务器上回停留在Logo界面

  • 长按按钮会出现连按的问题, 会在不同的界面里面循环跳转

  • 即使关闭了扬声器的输出, FM收音机依然也会在耳机中输出

四. 笔记

1. 项目前瞻

  • 竞争力: 相较于手机来说, 此产品的成本更低, 续航更高, 专一性更强, 更加小巧

  • 改进:

    • 可以增加一块电池, 增加便携性

    • 增加一块蓝牙模块, 增加蓝牙功能

2. 开发环境的部署

  • 下载Arduino

    https://www.arduino.cc/en/software

46695c52-149a-11ec-8fb8-12bb97331649.png

  • 安装VScode

    https://code.visualstudio.com/download

467941b2-149a-11ec-8fb8-12bb97331649.png

  • 下载VS Code插件 Arduino

4697bee4-149a-11ec-8fb8-12bb97331649.png

  • 在VScode的设置中, 添加ESP32 Arduino开发板库

    {
        "arduino.path": "C:\Program Files (x86)\Arduino",
        "arduino.ignoreBoards": [
    
        
        ],
        "editor.insertSpaces": true,
        "files.autoGuessEncoding": true,
        "arduino.logLevel": "info",
        "explorer.confirmDelete": false,
        "editor.detectIndentation": false,
        "arduino.additionalUrls": [
            "http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json",
            "https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_dev_index.json"
        ],
        "editor.quickSuggestions": true,
        "C_Cpp.clang_format_style": "{ BasedOnStyle: LLVM, UseTab: Never, IndentWidth: 4, TabWidth: 4, BreakBeforeBraces: Attach, AllowShortIfStatementsOnASingleLine: true, IndentCaseLabels: false, ColumnLimit: 0, AccessModifierOffset: -4, NamespaceIndentation: All }",
        "C_Cpp.default.includePath": [
            "${workspaceFolder}/**",
            "C:\Program Files (x86)\Arduino\lib**",
            "C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\esp\arduino-esp32-master\**",
            "C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\esp\arduino-esp32-master\tools\**",
            "C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries**",
            "C:\Users\{yourname}\Documents\Arduino\libraries\**"
        ],
        "C_Cpp.default.intelliSenseMode": "clang-x64",
        "C_Cpp.intelliSenseEngine": "Tag Parser",
        "remote.portsAttributes": {
        
        },
        
    }
  • 下载u8g2,RDA5807第三方库

46ad1708-149a-11ec-8fb8-12bb97331649.png

46bae3e2-149a-11ec-8fb8-12bb97331649.png

46c7affa-149a-11ec-8fb8-12bb97331649.png

3. 开发思路

  • 上电: 进行屏幕, FM, WIFI等功能的初始化

       pinMode(41, OUTPUT);
       pinMode(42, OUTPUT);
    
       digitalWrite(41, LOW);
       digitalWrite(42, LOW);
       Serial.begin(115200);
       mointorInit();
       displayWelcome();
       Serial.println("connect wifi");
       IPAddress = WifiConnecttion();
       Serial.println(IPAddress.c_str());
       fmInit();
       searchFM();
       SetFMFrequency();
       configTime(gmtOffset_sec, daylightOffset_sec, ntpServer);
       pinMode(button1, INPUT_PULLUP);
       pinMode(button2, INPUT_PULLUP);
       pinMode(button3, INPUT_PULLUP);
       pinMode(button4, INPUT_PULLUP);
  • 循环: 监听按键的输入, 并且对用户的输入进行响应

       num=0;
       displayMessage();
       if (digitalRead(button1) == LOW) {
           delay(50);
           if (digitalRead(button1) == LOW) {
               buttonFlag = 1;
          }
      }
       if (digitalRead(button2) == LOW) {
           delay(50);
           if (digitalRead(button2) == LOW) {
               buttonFlag = 2;
          }
      }
       if (digitalRead(button3) == LOW) {
           delay(50);
           if (digitalRead(button3) == LOW) {
               buttonFlag = 3;
          }
      }
       if (digitalRead(button4) == LOW) {
           delay(50);
           if (digitalRead(button4) == LOW) {
               buttonFlag = 4;
          }
      }
       if (buttonFlag != 0) {
           FunctionUp();
           delay(1000);
      }
       if (curr_sour == 2) {
           playMusic();
      }
       buttonFlag = 0;
  • 时间校对

    configTime(gmtOffset_sec, daylightOffset_sec, ntpServer);
  • WIFI连接

    WiFi.mode(WIFI_STA);
    WiFi.begin(SSID, PASSWD);
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
        delay(400); 
   }
  • FM的搜索

   uint16_t i = 0;
   uint8_t num = 0;
   rx.setFrequency(9600);
   while (i < 210) {
       delay(100);
       if (rx.isStereo() && rx.getRssi() > 20) {
           fmstation[num++] = findMaxSing(rx.getFrequency(), rx.getRssi());
           Serial.print("Good Frequency: ");
           Serial.println(rx.getFrequency());
           if (num >= MAX_STATIONS) return ;
      }
       rx.setFrequencyUp();
       i++;
       Serial.print("Search FM");
       Serial.print(rx.getFrequency());
       Serial.print(":");
       Serial.print

4. 遇到的问题Windows版本的Arduino编译速度慢的问题

1/ 因为活动接近尾声, 希望快点开发出项目出来, 所以选择了Arduino作为开发工具.

高效的编辑器, 缓慢的编译器

但是Arduino的编辑器实在是太差了, 于是使用了VScode作为编辑器. 但是用VScode编译的二次速度比Arduino的要慢一点. 后面再网上找到了解决方案, 在工程目录的".vscode"中设置了一个Build选项, 就可以大大提高二次编译的编译速度

拥抱Linux的怀抱

不过随着时间的推移, 发现编译的速度还是跟不上调试的速度, 因为我是做软件的出身, 主要语言还是使用Python这样的可以即使运行的语言, 于是想有没有办法再把编译的速度提升上去呢.

之前就有了解到Linux上面的Arduino比Windows上面要快不少, 之前一直觉得在Linux上面安装东西太麻烦了, 这次就这这个机会尝试着安装了一下, 其实也只是下载安装包, 解压, 执行安装脚本三步, 并且通过一些SSH软件可以直接在命令行打开编辑窗口, 十分方便.

结果编译速度提升了80%, 之后可以继续尝试把VScode安装在Linux上面, 使用纯Linux进行开发

2/ VS code对ESP32的库提示库不存在

艰难的安装

我的Arduino ESP32库安装了好多次都有问题. 主要是网络的问题, 在下载arduino-esp32的Git hub 仓库的时候就打不开了

后面我Clone仓库下载解压到安装目录, 造成了之后的问题

VS code的嚎叫

在Arduino中可以使用, 之后我转战VScode, 结果发现VScode又不能正常使用ESP32, 直接在开发板管理工具里面找不到了

最后只能删掉库, 在VScode的开发板管理工具里面重新安装才可以完成

解决网络的问题

如果网络有问题, 可以根据命令行的提示, 在github上面找到对应的zip包, 解压到C://user/username/Appdata/Arduino15/staging/package中, Arduino会直接使用下载好的包, 这样就可以大大减少重新安装的时间和避免网络比稳定到时下载失败的情况. 比如说可以使用一些下载工具先进行下载.

总是感觉Arduino作为编辑器还是有很多不足的地方, 比如代码提示, 库的安装之类的. 以后进行开发我会优先使用Linux下的VSCode


原文标题:基于ESP32-S2实现的网络/FM两用收音机

文章出处:【微信号:xiaojiaoyafpga,微信公众号:电子森林】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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为什么需要航空互联飞机? 互联飞机通过网络,在飞行过程中产生惊人数据链,改变飞机的运营方式,人们在飞....
发表于 08-17 16:29 ? 68次 阅读

WiFi模块在物联网智能家居的应用

在科技飞速发展的今天,物联网技术被众多工程师及科学家认为是颠覆世界的一项技术,物联网可把任意电器与互....
发表于 08-16 17:05 ? 194次 阅读

短距离无线通信的方案与选择

随着通信与物联网技术的不断发展,我们的设计中越来越多的开始出现无线通信的元素。通过无线通信,设备不再....
的头像 互联网偶像派 发表于 08-16 13:47 ? 504次 阅读
短距离无线通信的方案与选择

串口WiFi模块在物联网的应用

随着5G商用步伐的加快,各个行业领域的物联网应用也呈现几何式增长。在成本可控的前提下,目前市场中主流....
发表于 08-13 14:50 ? 63次 阅读

Wi-Fi 6E的到来将有助于缓解现有Wi-Fi网络拥堵状况

随着FCC的批准,Wi-Fi 6E成为了WiFi历史上最大和最重要的补充之一,它有可能极大程度上在提....
的头像 OPPOstory 发表于 08-13 11:10 ? 1756次 阅读

乐鑫科技上半年营收增长115.07%,首款集成Wi-Fi 6+Bluetooth 5 (LE)的RISC-V SoC将推出

日前乐鑫科技发布了2021年半年度业绩报告,报告期内,公司实现营业收入 63,060.28万元,同比....
的头像 芯链 发表于 08-13 07:43 ? 1653次 阅读
乐鑫科技上半年营收增长115.07%,首款集成Wi-Fi 6+Bluetooth 5 (LE)的RISC-V SoC将推出

通过正点原子ATK-ESP8266 WiFi模块刷机智云Gagent固件

通过在正点原子ATK-ESP8266 WiFi模块 刷机智云Gagent固件,可以快速构建串口-WI....
的头像 IBM大数据技术团队 发表于 08-12 14:19 ? 3415次 阅读

小米智能音箱小爱同学怎么使用

小米智能音箱小爱同学怎么使用?
的头像 lhl545545 发表于 08-12 10:34 ? 3088次 阅读

物联网无线连接技术的种类介绍

物联网“万物互联”的帷幕悄然拉开了。在这就需要解决“物”与“网”的连接问题,物联网生态系统的核心部分....
发表于 08-11 16:17 ? 170次 阅读

基于nanoESP32-C3开发板用ESP32-c3下试跑Zephyr

上周MuseLab的吴同学寄来一片nanoESP32-C3–一块带有ESPLink(base DAP....
的头像 智芯原动ICETech 发表于 08-09 09:10 ? 2701次 阅读

基于WiFi技术的智能家居系统

智能家居行业有广阔的发展前景,不论是传统家电厂商、互联网公司还是手机行业、硬件厂商,对其都纷纷快速搭....
发表于 08-09 08:34 ? 159次 阅读

一个属于UWB的时代或将正式开启

正如 Qorvo 中国区移动事业部销售总监江雄日前于深圳举办的《第九届 EEVIA 年度中国电子 I....
的头像 安森美 发表于 08-06 15:16 ? 477次 阅读

WiFi模块在智能家居中的应用

智能家居是容易标配WiFi的产品,尤其是白色家电产品,市场的基数大,空调、冰箱、洗衣机三大件,中国市....
发表于 08-06 14:29 ? 125次 阅读

基于蓝牙+WiFi模块的智能空气净化器

空气净化器在居家、医疗、工业领域均有应用,居家领域以单机类的家用空气净化器为市场的主流产品。
发表于 08-05 18:23 ? 126次 阅读

wifi 信号转直流电压模块rfd102a

wifi 信号转直流电压模块rfd102a(开关电源技术论文)-wifi 信号转直流电压模块rfd1....
发表于 08-04 17:04 ? 49次 阅读
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嵌入式WiFi串口透传WiFi联网过程协议详解

嵌入式WiFi串口透传WiFi联网过程协议详解(嵌入式开发加班吗)-串口透传WiFi联网过程协议描述....
发表于 08-04 13:39 ? 79次 阅读
嵌入式WiFi串口透传WiFi联网过程协议详解

基于WiFi MCUlol赛事官网的智能家居方案

智能家居是以家庭居住场景为载体,以物联网为关键技术,融合自动控制技术、计算机技术、以及新兴发展的大数....
发表于 07-30 14:46 ? 1163次 阅读

如何破解WiFi密码以及修改密码

手机突然在扫码付款的时候停机的那种社死有人体验过吗,或者说扫码器共享单车的时候手机停机的社死瞬间你有....
的头像 Les 发表于 07-30 11:20 ? 824次 阅读

基于WiFi模块的智能插座解决方案

时下主流的智能控制方案基本都可实现在家控制和远程控制两种方式。在家的情况下,用户手机APP通过路由器....
发表于 07-29 15:24 ? 110次 阅读

互联飞机方案应用了新技术和高速Wi-Fi连接

为什么需要航空互联飞机? 互联飞机通过网络,在飞行过程中产生惊人数据链,改变飞机的运营方式,人们在飞....
发表于 07-29 11:36 ? 131次 阅读

LR-WiFi是什么,有哪些优势

物联网市场的碎片化,不同的场景之下,对于连接技术也有不同的要求,这也使得目前在物联网市场上,有着种类....
发表于 07-28 15:33 ? 152次 阅读

CC3200MOD SimpleLink Wi-Fi CC3200 片上因特网无线 MCU 模块

使用业界首款可编程FCC,IC,CE和Wi-Fi认证无线微控制器(MCU)模块,内置Wi-Fi,开始您的设计连接。 SimpleLink CC3200MOD专为物联网(IoT)而创建,是一个集成了ARM Cortex-M4 MCU的无线MCU模块,允许客户使用单个设备开发整个应用程序。凭借片上Wi-Fi,互联网和强大的安全协议,无需先前的Wi-Fi体验即可加快开发速度。 CC3200MOD将所有必需的系统级硬件组件(包括时钟,SPI闪存,RF开关和无源元件)集成到LGA封装中,以便于组装和低成本PCB设计。 CC3200MOD作为完整的平台解决方案提供,包括软件,样本应用,工具,用户和编程指南,参考设计以及TI E2E支持社区。 应用MCU子系统包含行业标准的ARM Cortex- M4内核以80 MHz运行。 该器件包括各种外设,包括快速并行相机接口,I2S,SD /MMC,UART,SPI,I2C和四通道ADC。 CC3200系列包括用于代码和数据的灵活嵌入式RAM;带外部串行闪存引导程序和外设驱动程序的ROM;用于Wi-Fi网络处理器服务包,Wi-Fi证书和凭证的SPI闪存。 Wi-Fi网络处理器子系统具有Wi-Fi片上网络,并包含一个附加功能专用的ARM...
发表于 08-20 17:53 ? 482次 阅读
CC3200MOD SimpleLink Wi-Fi CC3200 片上因特网无线 MCU 模块