Как подключить I²S-микрофон к ESP32?

Подключение

MCLK микрофону не нужен, в настройке его оставляют I2S_GPIO_UNUSED (зачем MCLK кодекам — в термине «MCLK в I²S»).

Настройка в ESP-IDF

#include "driver/i2s_std.h"

i2s_chan_handle_t rx;
i2s_chan_config_t chan = I2S_CHANNEL_DEFAULT_CONFIG(I2S_NUM_AUTO, I2S_ROLE_MASTER);
i2s_new_channel(&chan, NULL, &rx);

i2s_std_config_t std = {
  .clk_cfg  = I2S_STD_CLK_DEFAULT_CONFIG(48000),
  // Philips format, 32-bit slots -> 64 SCK per frame, left slot only (LR = GND)
  .slot_cfg = I2S_STD_PHILIPS_SLOT_DEFAULT_CONFIG(I2S_DATA_BIT_WIDTH_32BIT, I2S_SLOT_MODE_MONO),
  .gpio_cfg = { .mclk = I2S_GPIO_UNUSED, .bclk = GPIO_NUM_26, .ws = GPIO_NUM_25,
                .dout = I2S_GPIO_UNUSED, .din = GPIO_NUM_33 },
};
std.slot_cfg.slot_mask = I2S_STD_SLOT_LEFT;
i2s_channel_init_std_mode(rx, &std);
i2s_channel_enable(rx);

int32_t buf[256];
size_t got;
i2s_channel_read(rx, buf, sizeof(buf), &got, portMAX_DELAY);
for (size_t i = 0; i < got / 4; i++) {
  int32_t sample = buf[i] >> 8;   // 24-bit two's complement in the top bits
}

Формат Philips выбран потому, что у ICS-43434 старший бит задержан на один такт SCK от начала полукадра — это и есть стандартный I²S. Сдвиг следует из формата самого микрофона: в полукадре 32 такта SCK (64 на кадр), а слово данных — 24 бита в дополнительном коде, старшим вперёд, сразу после этой задержки. После младшего бита SD переходит в третье состояние, и подтяжка 100 кОм к земле, которую рекомендует TDK, даёт в оставшихся тактах нули. При 32-битном слоте 24 бита данных оказываются выровнены к старшим разрядам, а младшие 8 бит — нули, поэтому отсчёт получают арифметическим сдвигом на 8, сохраняющим знак дополнительного кода. Примечание ESP-IDF о выравнивании 24-битных данных по старшим разрядам этому соответствует.

Первые 20 мс после включения микрофон по даташиту ещё не вышел на чувствительность — их отбрасывают. Как перевести отсчёты в децибелы звукового давления и почему микрофон может молчать, разобрано в статье «Микрофоны для микроконтроллера».