[應用] 在 ESP32 Audio 開發板的 VoIP 範例

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開發板介紹

        安信可公司(Ai-Thinker)基於 ESP32 晶片推出一塊具有語音功能的 ESP32 Audio Kit 開發板，簡稱 ESP32-A1S，它與原廠的 ESP32 Lyrat 開發板都使用同一套 ESP-ADF SDK 軟體，但是開發板的電路有些差異，底層的驅動程式需要替換才能順利開發。

        首先，最大的差異在 ESP32-A1S 語音編碼晶片採用 AC101，不過晶片被封裝在 ESP32 模組上，所以我們在開發板上面看不到這顆晶片，然而 ESP32 Lyrat 板採用 ES8388 晶片，因此在 ESP-ADF 中語音編碼的驅動程式需要更替。另外，其他不一樣的地方都在 GPIO 接腳的連接上，整理後，如下表所示，我們需要調整 ADF 底層的 HAL 和 Board 的配置，SDK 才能正常使用。

表一：ESP32-Lyrat 與 Audio Kit 開發板的差異

        第一步，下載 ESP-ADF。在 VS Code 開發環境下[1]，按 F1 後，選取 "Install ESP-ADF"，VS Code 會自動從 GitHub 下載，並安裝 ADF 開發套件。如果是使用 ESP32-Lyrat 板子，可以直接跳到第四步，創建範例開始開發了。使用 ESP32-A1S 板子前，需要調整一下底層代碼，接續前面動作，我們從 GitHub 下載 A1S 的驅動程式，ESP32-A1S-AudioKit 程式碼，其目錄結構與 ADF 一樣，方便我們相互比對兩者差異。

        第二步，到 \esp-adf\components\audio_hal\driver 目錄下，將下載 A1S 裡的 AC101 驅動程式放進來。接著，要將 ac101 目錄和 ac101.c 加到 CMakeLists.txt 文件，同樣也要加到 component.mk 文件裡，這樣編譯過程就會把 AC101 驅動程式加進來編譯了。

        第三步，我們再到 \esp-adf\components\audio_board\lyrat_v4_3 目錄下(因為我們沒想要在 menuconfig 裡新增 A1S 配置，打算借用 lyrat 原配置)，將 board.c、board.h、board_def.h、board_pins_config.c 更換成 A1S 的，其中 board_def.h 裡面是 GPIO 腳位的對應，請比對上面圖表的對應，修改成正確的 IO 編號。在 INPUT_KEY 結構中定義按鈕的型態，分 BUTTON 和 TOUCH，我們在未來使用一些範例時要改為 BUTTON (對於 A1S 而言)，因為可能之後使用 VoIP 範例時會遇上問題。 

        第四步，我們要驗證上面更換的動作無誤，從 ADF 裡創建一個範例來驗證驅動程式能運作。按 F1 後，選取 "Show Examples Projects"，找 play_mp3_control 這個範例來試試看。編譯並燒錄後，我們從耳機孔能聽到音樂的話，代表驅動程式更換成功。開發板上的 Key2~Key6 按鈕對應的功能分別為 Mode、Set、Play、Vol+、Vol-，我們也可以檢驗按鈕功能是否正常，代表 GPIO 腳位對應正確了。

範例 VoIP

        在 ESP-ADF 提供了 VoIP 範例程式碼，按 F1 後，選取 "Show Examples Projects"，找到 VoIP 這個範例後並創建目錄。VS Code 載入這個範例後，我們先打開 menuconfig 配置，如下圖所示，設定欲連線 WiFi AP 的名稱與密碼，Audio_HAL 選定 "Lyrate 4.3"，前段我們說過借用這個配置， 底層的驅動程式已經被更換了。

        接下來，SIP URI 設定開發板的 SIP 帳號將會註冊到哪一個服務器上，註冊成哪個分機與註冊的密碼。這裡的SIP URI 格式為  transport://user:password@serverIP:port，transport 指的是 SIP 連線方式是 UDP 或 TCP，user:password 指的是註冊的分機號和密碼，serverIP 指的是欲註冊的服務器 IP 位址，port 指的是服務器上監聽 SIP 的端口。我在這邊設定 udp://1002:1234@192.168.1.205:5060，代表 SIP 通訊協定採用 UDP 連線方式，監聽端口為 5060，註冊到服務器 192.168.1.205 上面的分機 1002，註冊密碼為 1234。

圖一：menuconfig 配置

        當我們設定 menuconfig 配置後，可以首次編譯，看看是否成功。如果成功，燒錄 .bin 到板子上。另外，第一次載入 VoIP 這個範例時，還要燒錄一個音檔(audio-esp.bin)到板子上，這個音檔的內容主要是鈴聲、服務器連接的提示音....等，VoIP 應用程式會撥放這個音檔裡的內容，至於燒錄的指令，請參考 README.md。

        在 VoIP 這個應用，開發板上的 Key1~Key6 按鈕對應的功能分別為 Mute、Mode、Set、Play、Vol+ 和 Vol-，不過 Mute 按鍵的功能似乎在 A1S 板並不成功。Mode 鍵是掛斷或取消，Play 鍵是接聽或呼叫，Vol+ 和 Vol- 就是音量鍵。圖二說明 Play 按鍵可當接聽或撥號，目前程式碼設定的撥號分機號為 101，這個部分可以自行修改調整。

圖二：Play 按鍵的功能代碼

        最後，我們需要準備一個 SIP PBX 服務器和另一個手機 SIP app，這樣才能完成 VoIP 的系統測試。服務器可以選擇安裝 FreeSwitch 或 Asterisk (這裡我安裝的是 FreeSwitch 1.8.7)，在手機安裝一個 Linphone APP，並註冊到服務器上。從 Linphone 撥打 1002，ESP-A1S 板子會聽到鈴聲，按下 Key4 (Play) 接聽，VoIP 通訊雙向就連通了。

影片：在 ESP32 Audio 開發板的 VoIP 連線


參考資料

位置： 807台灣高雄市三民區

留言

gwansyan說…
SIP PBX 服務器 是安裝在筆電嗎?
2021年11月26日 下午8:52
gwansyan說…
編繹後產生的錯，請指導

implicit declaration of function 'INPUT_KEY_DEFAULT_INFO'; did you mean 'ETH_PHY_DEFAULT_CONFIG'? [-Werror=implicit-function-declaration]

'INPUT_KEY_NUM' undeclared (first use in this function)

passing argument 3 of 'input_key_service_add_key' makes integer from pointer without a cast [-Wint-conversion]
2021年11月26日 下午8:55
漢亞科技說…
It's Key_Pad ..... 'INPUT_KEY_NUM' is defined in "board_def.h" under \esp\esp-adf\components\audio_board\
2021年11月26日 下午9:05
漢亞科技說…
SIP PBX 服務器 是安裝在筆電嗎? Yes, softswitch..... such as FreeSwitch.
2021年11月26日 下午9:06
匿名說…
in vscode monitoring show
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
REGISTER sip:604@192.168.43.202:5060 SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.43.96:15849;branch=z9hG4bK-773438890;rport
From: ;tag=-1505150429
To:
Contact:
Max-Forwards: 70
Call-ID: 696A5897BE7245B4A0080AB89470A451884FF94558ED
CSeq: 7 REGISTER
Expires: 3600
User-Agent: ESP32 SIP/2.0
Content-Length: 0
Allow: INVITE, ACK, CANCEL, BYE, UPDATE, REFER, MESSAGE, OPTIONS, INFO, SUBSCRIBE
Supported: replaces, norefersub, extended-refer, timer, X-cisco-serviceuri
Allow-Events: presence, kpml


I (43977) SIP: [1970-01-01/00:00:21]=======================>>
I (43997) SIP: [1970-01-01/00:00:21]<<=====READ 0591 bytes==
I (43997) SIP:

SIP/2.0 401 Unauthorized
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.43.96:15849;branch=z9hG4bK-773438890;rport=15849
From: ;tag=-1505150429
To: ;tag=9Kr5SpvFUt6Zp
Call-ID: 696A5897BE7245B4A0080AB89470A451884FF94558ED
CSeq: 7 REGISTER
User-Agent: FreeSWITCH
Allow: INVITE, ACK, BYE, CANCEL, OPTIONS, MESSAGE, INFO, UPDATE, REGISTER, REFER, NOTIFY, PUBLISH, SUBSCRIBE
Supported: timer, path, replaces
WWW-Authenticate: Digest realm="192.168.43.202", nonce="8cbf35bf-61b8-4557-a086-dd49f2926a1e", algorithm=MD5, qop="auth"
Content-Length: 0


I (44047) SIP: [1970-01-01/00:00:21]<<======================
I (44047) SIP: Required authentication
I (44057) SIP: [1970-01-01/00:00:21]=======WRITE 0836 bytes>>
I (44057) SIP:

REGISTER sip:604@192.168.43.202:5060 SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.43.96:15849;branch=z9hG4bK-216679480;rport
From: ;tag=-747012202
To:
Contact:
Max-Forwards: 70
Call-ID: 696A5897BE7245B4A0080AB89470A451884FF94558ED
CSeq: 8 REGISTER
Expires: 3600
User-Agent: ESP32 SIP/2.0
Content-Length: 0
Allow: INVITE, ACK, CANCEL, BYE, UPDATE, REFER, MESSAGE, OPTIONS, INFO, SUBSCRIBE
Supported: replaces, norefersub, extended-refer, timer, X-cisco-serviceuri
Allow-Events: presence, kpml
Authorization: Digest username="604", realm="192.168.43.202", nonce="8cbf35bf-61b8-4557-a086-dd49f2926a1e", uri="sip:192.168.43.202:5060", response="5bd697163c9f6d63490021e2c0a37280", algorithm=MD5, nc=00000001, cnonce="72229f753174d8a3", qop="auth"


I (44137) SIP: [1970-01-01/00:00:21]=======================>>
I (44197) SIP: [1970-01-01/00:00:21]<<=====READ 0465 bytes==
I (44197) SIP:

SIP/2.0 403 Forbidden
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.43.96:15849;branch=z9hG4bK-216679480;rport=15849
From: ;tag=-747012202
To: ;tag=aXHyUHDKr3vjj
Call-ID: 696A5897BE7245B4A0080AB89470A451884FF94558ED
CSeq: 8 REGISTER
User-Agent: FreeSWITCH
Allow: INVITE, ACK, BYE, CANCEL, OPTIONS, MESSAGE, INFO, UPDATE, REGISTER, REFER, NOTIFY, PUBLISH, SUBSCRIBE
Supported: timer, path, replaces
Content-Length: 0


I (44237) SIP: [1970-01-01/00:00:21]<<======================
E (44247) SIP: Error register device
W (44247) SIP: CHANGE STATE FROM 1, TO 0, :func: sip_register:1682
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

in freswitch :
sofia_reg.c:1806 SIP auth failure (REGISTER) on sofia profile 'internal' for [604@192.168.43.202] from ip 192.168.43.96
2021年11月30日 上午10:26
漢亞科技說…
Authorization: Digest username="604" <---- did you create ext 604 in freeswitch?
In freeswitch, default ext 1000 ~ 1009, password is 1234. You study freeswitch config in vars.xml, take a look at the "directory" folder.....
2021年11月30日 上午11:12
匿名說…
yes, registering 604,
other using softphone 600 and 601 work weel using microsip and zoiper,
or problem in ESP-adf voip example?
2021年11月30日 下午3:07
匿名說…
hi bro, how to solved! i install vscode after select esp-idf 3.3 get it :
[Error: non zero exit code 2 usage: idf.py [-h] [-p PORT] [-b BAUD] [-C PROJECT_DIR] [-B BUILD_DIR] [-G {Ninja,MinGW Makefiles}] [-n] [-v] [-D DEFINE_CACHE_ENTRY [DEFINE_CACHE_ENTRY ...]] [--no-ccache] {all,build,clean,fullclean,reconfigure,menuconfig,defconfig,confserver,size,size-components,size-files,bootloader,bootloader-clean,bootloader-flash,app,app-flash,efuse_common_table,efuse_custom_table,show_efuse_table,partition_table,partition_table-flash,flash,erase_flash,monitor,erase_otadata,read_otadata} [{all,build,clean,fullclean,reconfigure,menuconfig,defconfig,confserver,size,size-components,size-files,bootloader,bootloader-clean,bootloader-flash,app,app-flash,efuse_common_table,efuse_custom_table,show_efuse_table,partition_table,partition_table-flash,flash,erase_flash,monitor,erase_otadata,read_otadata} ...] idf.py: error: argument actions: invalid choice: 'set-target' (choose from 'all', 'build', 'clean', 'fullclean...
2021年12月1日 上午9:16
漢亞科技說…
Sorry, I have no idea. You may contact ESP-idf/adf support.
2021年12月1日 上午11:13
匿名說…
Work well now. but just microphone not work.
i am using esp32 v2.3 (e8388 audio chip)
我用 ESP_ADF 的 voip 例子烧掉了它。 SIP连接可以拨打电话，拨打电话时耳机有声音。 但 ESP 板上的麦克风不工作。

whats is wrong? mic not work but headphone sounding voice
2021年12月2日 下午4:07
gwansyan說…
編繹後產生的錯，請指導

implicit declaration of function 'INPUT_KEY_DEFAULT_INFO'; did you mean 'ETH_PHY_DEFAULT_CONFIG'? [-Werror=implicit-function-declaration]

'INPUT_KEY_NUM' undeclared (first use in this function)

passing argument 3 of 'input_key_service_add_key' makes integer from pointer without a cast [-Wint-conversion]


------------
在下面資料夾,按鍵定義如下，但編譯結果還是如上所述。



D:\Espressif\.espressif\esp-adf\components\audio_board\lyrat_v4_3

/*
* @Author: your name
* @Date: 2020-01-26 10:13:06
* @LastEditTime : 2020-01-28 19:24:42
* @LastEditors : Please set LastEditors
* @Description: In User Settings Edit
* @FilePath: \esp-adf\components\audio_board\aithinker\board_def.h
*/
/*
* ESPRESSIF MIT License
*
* Copyright (c) 2019
*
* Permission is hereby granted for use on all ESPRESSIF SYSTEMS products, in which case,
* it is free of charge, to any person obtaining a copy of this software and associated
* documentation files (the "Software"), to deal in the Software without restriction, including
* without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
* and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished
* to do so, subject to the following conditions:
*
* The above copyright notice and this permission notice shall be included in all copies or
* substantial portions of the Software.
*
* THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
* IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS
* FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR
* COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER
* IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
* CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
*
*/

#ifndef _AUDIO_BOARD_DEFINITION_H_
#define _AUDIO_BOARD_DEFINITION_H_

/* SD card related */
#define SD_CARD_INTR_GPIO GPIO_NUM_34
#define SD_CARD_INTR_SEL GPIO_SEL_34
#define SD_CARD_OPEN_FILE_NUM_MAX 5

#define HEADPHONE_DETECT GPIO_NUM_5
#define PA_ENABLE_GPIO GPIO_NUM_21

#define GREEN_LED_GPIO GPIO_NUM_22
#define BLUE_LED_GPIO GPIO_NUM_19

#define BUTTON_REC_ID GPIO_NUM_36
#define BUTTON_MODE_ID GPIO_NUM_13

/* Touch pad related */
#define TOUCH_SEL_SET GPIO_SEL_19
#define TOUCH_SEL_PLAY GPIO_SEL_23
#define TOUCH_SEL_VOLUP GPIO_SEL_18
#define TOUCH_SEL_VOLDWN GPIO_SEL_5

#define TOUCH_SET GPIO_NUM_19
#define TOUCH_PLAY GPIO_NUM_23
#define TOUCH_VOLUP GPIO_NUM_18
#define TOUCH_VOLDWN GPIO_NUM_5

extern audio_hal_func_t AUDIO_CODEC_AC101_CODEC_HANDLE;

#define AUDIO_CODEC_DEFAULT_CONFIG() { \
.adc_input = AUDIO_HAL_ADC_INPUT_LINE1, \
.dac_output = AUDIO_HAL_DAC_OUTPUT_ALL, \
.codec_mode = AUDIO_HAL_CODEC_MODE_BOTH, \
.i2s_iface = { \
.mode = AUDIO_HAL_MODE_SLAVE, \
.fmt = AUDIO_HAL_I2S_NORMAL, \
.samples = AUDIO_HAL_48K_SAMPLES, \
.bits = AUDIO_HAL_BIT_LENGTH_16BITS, \
}, \
};

#endif
2022年5月20日 上午11:41
漢亞科技說…
將原本在 lyrat_v4_3 board_def.h 的定義搬到 aithinker 裡面，先讓編譯能夠通過。

#define INPUT_KEY_NUM 6
#define INPUT_KEY_DEFAULT_INFO() { \
{ \
.type = PERIPH_ID_BUTTON, \
.user_id = INPUT_KEY_USER_ID_REC, \
.act_id = BUTTON_REC_ID, \
}, \
2022年5月20日 下午12:08
gwansyan說…
將原本在 lyrat_v4_3 board_def.h 的定義搬到 aithinker 裡面，先讓編譯能夠通過。

#define INPUT_KEY_NUM 6
#define INPUT_KEY_DEFAULT_INFO() { \
{ \
.type = PERIPH_ID_BUTTON, \
.user_id = INPUT_KEY_USER_ID_REC, \
.act_id = BUTTON_REC_ID, \
}, \

編繹後產生的錯，請指導

../main/voip_app.c: In function 'app_main':
../main/voip_app.c:413:58: error: 'fINPUT_KEY_NUM' undeclared (first use in this function); did you mean 'INPUT_KEY_NUM'?
input_key_service_add_key(input_ser, input_key_info, fINPUT_KEY_NUM);
^~~~~~~~~~~~~~
INPUT_KEY_NUM
../main/voip_app.c:413:58: note: each undeclared identifier is reported only once
for each function it appears in
ninja: build stopped: subcommand failed.
終端機處理序 "C:\Windows\System32\WindowsPowerShell\v1.0\powershell.exe -Command ninja " 已終止。結束代碼: 1。

在下面資料夾,按鍵定義如下。

D:\Espressif\.espressif\esp-adf\components\audio_board\lyrat_v4_3

* documentation files (the "Software"), to deal in the Software without restriction, including
* without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
* and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished
* to do so, subject to the following conditions:
*
* The above copyright notice and this permission notice shall be included in all copies or
* substantial portions of the Software.
*
* THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
* IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS
* FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR
* COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER
* IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
* CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
*
*/

#ifndef _AUDIO_BOARD_DEFINITION_H_
#define _AUDIO_BOARD_DEFINITION_H_

/* SD card related */
#define SD_CARD_INTR_GPIO GPIO_NUM_34
#define SD_CARD_INTR_SEL GPIO_SEL_34
#define SD_CARD_OPEN_FILE_NUM_MAX 5

#define HEADPHONE_DETECT GPIO_NUM_5
#define PA_ENABLE_GPIO GPIO_NUM_21

#define GREEN_LED_GPIO GPIO_NUM_22
#define BLUE_LED_GPIO GPIO_NUM_19

#define BUTTON_REC_ID GPIO_NUM_36
#define BUTTON_MODE_ID GPIO_NUM_13

/* Touch pad related */
#define TOUCH_SEL_SET GPIO_SEL_19
#define TOUCH_SEL_PLAY GPIO_SEL_23
#define TOUCH_SEL_VOLUP GPIO_SEL_18
#define TOUCH_SEL_VOLDWN GPIO_SEL_5

#define TOUCH_SET GPIO_NUM_19
#define TOUCH_PLAY GPIO_NUM_23
#define TOUCH_VOLUP GPIO_NUM_18
#define TOUCH_VOLDWN GPIO_NUM_5

#define INPUT_KEY_NUM 6
#define INPUT_KEY_DEFAULT_INFO() { \
{ \
.type = PERIPH_ID_BUTTON, \
.user_id = INPUT_KEY_USER_ID_REC, \
.act_id = BUTTON_REC_ID, \
}, \
};
extern audio_hal_func_t AUDIO_CODEC_AC101_CODEC_HANDLE;

#define AUDIO_CODEC_DEFAULT_CONFIG() { \
.adc_input = AUDIO_HAL_ADC_INPUT_LINE1, \
.dac_output = AUDIO_HAL_DAC_OUTPUT_ALL, \
.codec_mode = AUDIO_HAL_CODEC_MODE_BOTH, \
.i2s_iface = { \
.mode = AUDIO_HAL_MODE_SLAVE, \
.fmt = AUDIO_HAL_I2S_NORMAL, \
.samples = AUDIO_HAL_48K_SAMPLES, \
.bits = AUDIO_HAL_BIT_LENGTH_16BITS, \
}, \
};

#endif
2022年5月20日 下午4:45
漢亞科技說…
前一個留言，因為篇幅過多，我省略的部分定義內容。
找一找原本在 lyrat_v4_3 board_def.h 的定義，然後搬到 aithinker 裡面，讓編譯能夠通過
2022年5月21日 上午8:03
gwansyan說…
你好，
1。修改board_def.h內的按鍵定義後，編譯成功，謝謝。
2。透過UART燒錄.bin韌體，com埠是內定com3嗎?
3。第一次使用voip項目，必須燒錄音檔，但終端機出現以下訊息"[Errno 2] No such file or directory"，請指導：
PS D:\adf-voip\voip> python $ADF_PATH/esp-idf/components/esptool_py/esptool/esptool.py --chip esp32 --port /dev/ttyUSB0 --baud 921600 --before default_reset --after hard_reset write_flash -z --flash_mode dio --flash_freq 40m --flash_size detect 0x210000 ./tools/audio-esp.bin

D:\Espressif\.espressif\tools\idf-python\3.8.7\python.exe: can't open file '/esp-idf/components/esptool_py/esptool/esptool.py': [Errno 2] No such file or directory
2022年5月22日 下午3:10
漢亞科技說…
COM port 不是內定 com3，要看你接到電腦上哪個USB孔上，com數字會不同的。
第一次使用必須燒錄音檔(就是鈴聲)，請參考影片，細節需要看一看 README.md。
2022年5月23日 上午6:57
gwansyan說…
你好：
目前無法燒錄音檔(就是鈴聲)，以下訊息顯示沒有此檔案或資料夾。我查詢資料夾是存在的，請指導，謝謝

D:\Espressif\.espressif\tools\idf-python\3.8.7\python.exe: can't open file '/esp-idf/components/esptool_py/esptool/esptool.py': [Errno 2] No such file or directory
2022年5月23日 上午8:17
JOJU說…
Hello, when I try to build play_mp3_control code after doing all steps above , An error occurred after compilation, please guide


error: 'GPIO_SEL_23' undeclared (first use in this function); did you mean 'GPIO_NUM_23'?
55 | #define TOUCH_SEL_PLAY GPIO_SEL_23
| ^~~~~~~~~~~

error: 'GPIO_SEL_18' undeclared (first use in this function); did you mean 'GPIO_NUM_18'?
56 | #define TOUCH_SEL_VOLUP GPIO_SEL_18

error: 'I2S_NUM_MAX' undeclared (first use in this
function); did you mean 'I2C_NUM_MAX'?
93 | if (i2s_num >= I2S_NUM_MAX)
| ^~~~~~~~~~~
| I2C_NUM_MAX

error: 'PERIPHS_IO_MUX_GPIO0_U' undeclared (first
use in this function)
107 | PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_GPIO0_U, FUNC_GPIO0_CLK_OUT1);

error: 'FUNC_GPIO0_CLK_OUT1' undeclared (first use in this function)
107 | PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_GPIO0_U, FUNC_GPIO0_CLK_OUT1);


error: 'PIN_CTRL' undeclared (first use in this function)
108 | WRITE_PERI_REG(PIN_CTRL, 0xFFF0);
| ^~~~~~~~
| ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~

2023年6月22日 下午2:14
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前言         本文的實驗過程是以樹莓派 3B+ 為主，Python是樹莓派板子上的操作系統所提供的程式語言，並且板子上的I/O介面控制官方建議用Python語法開發。因此，在樹莓派上寫程式的第一首選當然是Python，我們可以使用系統上內建的 Python 3 IDLE 或 Thonny Python IDE 的整合開發套件。雖然它是推薦的語法，不過樹莓派系統也可以使用 C/C++ 語言來開發程式，而且也內建一套IDE套件。底下就用簡單的程式碼來試試看這些開發套件。 C/C++開發         樹莓派官方的系統提供一套IDE軟體開發套件，稱為 Geany 。它可以編輯C/C++/Java/Python...等語法，並且編譯組建成執行檔，在樹莓派這樣的操作環境下，這已經算不錯的官方IDE套件了。         首先，打開Geany之後，先在工具列上選擇"專案"，並創建一個新專案。舉例來說，我想要測試C++輸出功能，於是創建一個名為TestCpp的專案。接下來，在工具列上選擇"檔案"，並創建一個"開新檔案"，它會讓我們選個範本，此時選Main.cxx。系統幫我們在專案目錄下建立一個C++檔案，有main function的範本，如下圖一所示。         第二步，在這個檔案裡開始寫些簡單的code，寫個Hello World吧！順便編譯與組建一下，看看有沒有成功。不過，我的專業裏頭總不能只有一個Main檔案走遍天下吧？還是需要有些其他檔案來組建。新增一個加法函數的檔案，名為myadd.cxx，存放在專案的目錄下，這時就可以從main函數調用這個外部加法函數，試試看！一開始編譯，發現會產生編譯失敗，這是因為組建的命令沒設定妥當，預設的命令是編譯單一檔案，這會兒需要編譯一堆檔案，所以要調整命令，如圖二所示。再次編譯後，成功了，可以執行看看結果。 圖一：Geany IDE C++ 軟體開發環境 圖二：修改組建的命令 Python開發         樹莓派官方的系統內建兩套IDE軟體開發套件，一套稱為 Python 3 IDLE ，另一套為 Thonny Python 。我分別用print簡單的程式測試兩個IDE開發環境，如下圖三所示為Python
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[筆記] Android APP 藍芽範例說明 -- BluetoothChat

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準備工作         第一次寫 Android 藍牙連線程式還不知該如何開始 (新手上路)，於是先找一本 APP 開發的書吧！也許從書中能獲得一些訊息。之前筆者主要使用的程式語言是 C/C++，所以初次看到 APP 的每個範例都不是很面熟。經過幾周的研讀後，給後進初學者的建議是先準備下列的書和開發環境： Java 8.0 程式語言 ，如果對 Java 語法不熟悉，最好有一本工具書能快速查詢。 Android APP 程式設計，學習 UI 如何設計的概念。 開發 IDE 環境 Android Studio 1.4 以上         Android  官方的開發網站提供不少範例程式，由於先前開發藍牙相關的設備，因此我們從網站下載一個 BluetoothChat 程式來研究，藉此熟悉 Android SDK 來了解如何使用藍牙介面。首先了解一下這個範例有什麼功能，它的功能其實很簡單 (範例就是要簡單才夠力)，即透過藍牙通訊在手機或平板上互傳訊息的程式。圖一是範例程式的專案打開後列出相關的檔案，包含設定檔 、java程式檔 、資源檔。然而主要的程式檔為MainActivity 、 BluetoothChatFragment 、 BluetoothChatService 、 DeviceActivity 這四個，另外還有一些程式檔案是 debug log 的用途，方便我們在 debug 模式下顯示於 IDE 的訊息。不過，初學者可以直接從上述的四個檔案來研究，log 以後有興趣再說。 圖一：範例 BluetoothChat 專案         下圖二是範例 BluetoothChat 的流程圖，主要是由上述的四個 java 檔案組成的類別。APP 程式一開始先呼叫 MainActivity，這是初學者必須懂的常識，如果不清楚的話，趕緊找本書K一K。當系統呼叫 MainActivity 類別時，該類別會生成一個新的 BluetoothChatFragment，這是一個 Android Fragment 所衍生的類別，關於 fragment 是甚麼？它跟 UI 畫面有關，請參考官方網站的詳細解說。此外，生成 BluetoothChatFragment 的同時也會新生成 BluetoothChatService 類別，這個類
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[筆記] ESP32 在 VS Code 開發環境的編譯與除錯

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#  ESP32 評比與教學推薦 NodeMCU-32s 的理由 準備工作 1) 安裝 Visual Studio Code (VS Code)，並安裝其他 C/C++ 插件。 2) 安裝 Python 套件 3) 下載並執行 Setup ESP-IDF Tools：檢查電腦系統的環境，並幫我們把編譯的工具鏈 tool chain 安裝起來。 4) 在 VS Code 安裝 ESP-IDF 插件，點選插件後，看到下圖一並設定路徑後，點擊安裝 ESP-IDF。安裝 v4.2 版本後，會詢問是否下載安裝工具鏈，如果系統已經有安裝，那就設好路徑即可。最後，再安裝 python 虛擬環境給 ESP-IDF，便完成整個環境設定。 圖一：ESP-IDF 擴充插件 建立專案 1) 從 ESP-IDF 選範例專案：按 F1 後，上方的選單輸入 " ESP-IDF: Show Examples Projects "，出現下圖二的範例專案列表，我們可以從中選一個範例來創建，例如我從當中選了 blink 或 hello_word。按下右上方的創建，就會在左半邊出現專案。 圖二：ESP-IDF 範例專案的列表 2) 編譯專案：按 F1 後，上方的選單輸入 " ESP-IDF: Build your project "，VS Code 環境就會開發進行編譯的工作，在下方的欄位會顯示編譯的過程。 3)  設定模組型號：按 F1 後，上方的選單輸入 " ESP-IDF: Device configuration "，彈出選項後，我們選擇 EPS32 為裝置的型號。 4) 電腦接上 ESP32 模組：按 F1 後，上方的選單輸入 " ESP-IDF: Select port to use "，在 VS Code 會自動彈出 COM port 讓我們選擇，點選 EPS32 連接的 COM 即可。 5)  燒錄程式碼到 ESP32：按 F1 後，上方的選單輸入 " ESP-IDF: Select Flash Method and Flash "，彈出選項 JTAG 或 UART，我們選擇 UART 為下載燒錄的方式 (前面我們已經設定 COM 了)。下載燒錄的方式設好了，下次只要
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[筆記] Visual Studio 遠端偵錯的設定步驟

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        通常我們用微軟Visual Studio IDE開發程式並且在本機上運行與除錯，但隨著開發系統越來越複雜，程式運行在某台服務器上而不是自己的機器，這時候需要進行遠端程式的除錯，架構如下圖一所示。自己的主機要安裝微軟的Visual Studio 2017 IDE，待測的機器上面要有Remote Debugger工具，雙方透過網路的連線進行除錯。 圖一：遠端除錯與待測機器 [步驟]： 1) 在自己主機上的Visual Studio目錄下面找Remote Debugger這個工具目錄，然後把Remote Debugger工具複製到待測機器上。 2) 程式的除錯屬性要設定正確，屬性頁的遠端Windows偵測工具，如下圖二所示。我們必須設定遠端命令 、 工作目錄 、 遠端機器IP 、連接是否驗證...等等，連線的權限要配合遠端機器的設定。 3) 在遠端機器上的Remote Debugger目錄，開啟 msvsmon.exe，這時只要到工具選單設定連線的權限，如下圖三所示。圖中是設為無權限的方式，不需要驗證使用者。 4) 在VS IDE環境運行遠端Windows偵錯工具，如果發現遠端機器上出現錯誤，錯誤的原因是缺少某些 dll 檔案，如：msvcp140D.dll 、ucrtbased.dll... 。我們在本地主機上找找看這些缺少的檔案，應該能找到，然後再複製到遠端機器的 \Windows\System32 目錄底下。 5) 最後，編譯我們的程式後，要再把exe 、 pdb檔案複製到遠端機器的工作目錄上。接著，運行我們的程式遠端 debug，這樣就可以一步步看著遠端機器上的程式怎麼執行了。 C++遠程偵錯 圖二：C++程式的遠端屬性設定 圖三：遠端機器的連線權限設定 C#遠程偵錯 圖四：C# 程式的遠端偵錯設定
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[筆記] Android APP BLE範例程式 -- BluetoothLeGatt

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前言         在 Android 裡面的藍芽和低功耗藍芽 (Bluetooth Low Energy) 控制方式不一樣，這裡有一篇文章[ 連結 ]說明傳統藍芽與 BLE 有哪些部份不同。此外在 API 方面，很多低功耗藍芽的函式必須在 API level 18 以上才能使用，也就是 Android 4.3平台以上。上一篇介紹的 BluetoothChat 程式是採用傳統的藍芽控制方式，為了讓開發者認識 BLE 如何控制，Android 官方網站提供一個 BLE Gatt 的範例程式，圖一所示是這個範例程式的專案檔，主要的程式檔為 DeviceScanActivity 、 DeviceControlActivity 和 BluetoothLeService。 圖一：BLE範例程式專案檔         圖二所示是這個範例的系統方塊圖，從 AndroidManifest.xml 設定檔可得知操作畫面先呼叫 DeviceScanActivity 類別，它衍生自 ListActivity 類別。這 Activity 畫面的 onCreate( ) 函式裡面依舊執行傳統藍芽的檢查： 檢查本身有無藍芽裝置 (參考前一篇 BluetoothChat 的做法) 檢查有無 BLE service 打開藍芽功能 搜尋 BLE 設備        當 DeviceScanActivity 創建出來後，畫面右上方會出現選單，這對應到類別的 option 操作。這裡有兩種選擇：start scan 或 stop scan，如下圖的左邊所示。當搜尋後的結果會列在畫面上，操作者可以從中選一 BLE 設備進行連線，如下圖的右邊所示。透過 Intent 方式開啟 DeviceControlActivity 類別，生成這類別過程會開啟 BluetoothLeService 這個藍芽服務。這裡使用了一個技巧，就是 bind service 的方法，我們把這個 service 類別想像成提供在背景持續工作的服務，而且能提供訊息給 UI 畫面。 圖二：BLE範例的系統方塊圖 搜尋 BLE 設備         搜尋 BLE 設備的方式與傳統藍芽有些不同，第一步都必須取得藍芽配適器 Bluetooth Adapter，不過
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[應用] 藍芽 BLE client/server 架構：BLE remote controller

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實作目的         本文要實現一個藍芽 BLE client/server 的架構，以 Filogic 130A 開發板做為智慧音箱的 BLE server 端，另外 ESP32 的藍芽遙控器做為 BLE client 端，架構圖如下所示。在先前的文章 https://han-ya.blogspot.com/2022/04/smart-speaker-on-filogic-130a-kit.html  已經實現智慧音箱的功能，不只是聲控方式，我們還希望能再增加無線遙控的功能。然而， MT7933 晶片(Cortex-M33)本身有語音運算且具有藍芽連接的能力，所以採用 BLE 來達到這項目的。本文的最後一段，有影片呈現實現的結果。         架構中，做為 BLE server 的設備，就是等待其他周邊設備的連接請求，所以連線之前需要發出廣播與配對 (advertising) 的訊號到空中。另一方面，做為 BLE client 的設備，本身要進入掃描模式，查看空中有哪些 server 設備，然後再對特定的 server 提出連線的請求。等連線成功後，client 便可以取得 server 端的 GATT 各種屬性。 圖一：BLE client / server 架構圖 ESP32 client         在 Arduino IDE 開發環境中，ESP32 提供不少範例程式，其中打開範例 ESP32 BLE Arduino\BLE_client，這是一個 client 端的應用，它會開啟 scan 模式，掃描周圍能提供服務的藍芽設備，並將名稱顯示在 COM port 上，如下圖所示，這個範例能掃描到藍芽位址，設備名稱，以及服務的 UUID。一般來說，client 設備上會有顯示資訊，讓我們選擇連線哪一個藍芽設備，在 ESP32 BLE 模組就先用 COM port 充當顯示囉！ 圖二：BLE client 掃描設備的結果         如果 client 端要連線某一指定的設備，要先知道設備名稱，比如我們這個實驗打算連線的是 Filogic 130A 開發板，它廣播的名稱為 " BLE_SMTCN "，那 client 端的程式被我改寫成，只要一掃瞄到這個名稱後，便向這設備進行連線的請求。連線成功後，我們看到 COM por
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