【Arduino】168种传感器模块系列实验（219）---INMP441全向麦克风

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37款传感器与模块的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手试试多做实验，不管成功与否，都会记录下来——小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百一十九：INMP441全向麦克风模块 I2S接口 MEMS 高精度 低功耗 支持ESP32

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INMP441是InvenSense公司推出的一款具有底部端口的高信噪比、低功耗、数字输出的全向MEMS麦克风，信噪比高达61dB，使其成为近场应用的绝佳选择。INMP441的电路结构如图所示，包括MEMS声音传感器、模数转换器（ADC）、抗混叠滤波器、电源管理模块以及行业标准的24位I2S接口。 I2S接口让INMP441可以直接连接到FPGA等数字处理器，而无需再外接音频编解码器。

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INMP441是一款高性能，低功耗，数字输出，带底部端口的全向MEMS麦克风。该完整的INMP441解决方案由一个MEMS传感器，信号组成调节，模数转换器，抗混叠滤波器，电源管理和行业标准的24位I²S接口。I²S接口允许INMP441直接连接到数字处理器，如DSP和微控制器，无需使用用于系统中的音频编解码器。INMP441具有高信噪比，是一款出色的选择近场应用。 INMP441具有扁平宽带频率响应，导致自然声音高清晰度。

相关技术资料：https://www.findic.tw/doc/browser/bLXpO7wgL?doc_id=8712428#locale=zh-TW

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接口定义：

SCK：I²S接口的串行数据时钟

WS ：用于I²S接口的串行数据字选择

L/R：左/右声道选择。

设置为低电平时，麦克风在I²S帧的左声道输出信号。

设置为高电平时，麦克风在右声道输出信号

SD：I²S接口的串行数据输出。

VCC：输入电源，1.8V至3.3V.

GND:电源地

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I2S(Inter—IC Sound)总线又称集成电路内置音频总线，是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准。I2S采用了独立的导线传输时钟与数据信号的设计，通过将数据和时钟信号分离，避免了因时差诱发的失真，为用户节省了购买抵抗音频抖动的专业设备的费用。标准的I2S总线电缆是由3根串行导线组成的：1根是时分多路复用（简称TDM）数据线；1根是字选择线；1根是时钟线。音响数据的采集、处理和传输是多媒体技术的重要组成部分。众多的数字音频系统已经进入消费市场，例如数字音频录音带、数字声音处理器。对于设备和生产厂家来说，标准化的信息传输结构可以提高系统的适应性。I2S(Inter—IC Sound)总线是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准，该总线专责于音频设备之间的数据传输，广泛应用于各种多媒体系统。它采用了沿独立的导线传输时钟与数据信号的设计，通过将数据和时钟信号分离，避免了因时差诱发的失真，为用户节省了购买抵抗音频抖动的专业设备的费用。如图所示就是个同时连接音频输入设备和音频输出设备的I2S接线法。

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I2S总线引脚分别是：
BCLK - 位时钟(Bit Clock)，由I2S Master Device(I2S主设备)产生，也称为SCLK。对应数字音频的每一位数据，SCLK都有1个脉冲。BCLK的频率 = 2 × 采样频率 × 采样位数
LRCLK - 左右声道选择时钟，LRCK的频率等于采样频率，它输出低电平时，SDOUT和SDIN的数据都为左声道数据，它输出高电平时，SDIN和SDIN的数据都为右声道数据。也称为FS(Frame Select)或WS(Word Select)
GND - 公共接地，为主从设备提供低电平参考
SDOUT - 为PCM数据输出
SDIN - 为PCM数据输入
MCLK - 在某些比较低级的系统中，主设备还提供从设备的执行时钟以确保更好的数据同步，通常为成为主时钟(Master Clock)或系统时钟(System Clock)。它的频率通常是采样频率的256倍或384倍


如果你只需要音频输入或者只需要音频输出，直接少接SDOUT或SDIN就好了。另外输入和输出都共用BCLK时钟线和LRCLK时钟线，所以主时钟由I2S Master Device(I2S主设备)产生就好了。

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I2S格式的信号无论有多少位有效数据，数据的最高位总是出现在LRCK变化（也就是一帧开始）后的第2个SCLK脉冲处。这就使得接收端与发送端的有效位数可以不同。如果接收端能处理的有效位数少于发送端，可以放弃数据帧中多余的低位数据；如果接收端能处理的有效位数多于发送端，可以自行补足剩余的位。这种同步机制使得数字音频设备的互连更加方便，而且不会造成数据错位。随着技术的发展，在统一的 I2S接口下，出现了多种不同的数据格式。根据SDATA数据相对于LRCK和SCLK的位置不同，分为左对齐（较少使用）、I2S格式（即飞利浦规定的格式）和右对齐（也叫日本格式、普通格式）。



I2S有3个主要信号
1.串行时钟SCLK，也叫位时钟（BCLK），即对应数字音频的每一位数据，SCLK都有1个脉冲。SCLK的频率=2×采样频率×采样位数。
2. 帧时钟LRCK，(也称WS)，用于切换左右声道的数据。LRCK为“1”表示正在传输的是右声道的数据，为“0”则表示正在传输的是左声道的数据。LRCK的频率等于采样频率。
3.串行数据SDATA，就是用二进制补码表示的音频数据。
有时为了使系统间能够更好地同步，还需要另外传输一个信号MCLK，称为主时钟，也叫系统时钟（Sys Clock），是采样频率的256倍或384倍。

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Arduino 系列传感器和执行器模块实验目录清单：
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目（01）---LED节奏灯
https://www.mydigit.cn/thread-278513-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目（02）---OLED频谱灯
https://www.mydigit.cn/thread-278659-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目（03）---RGB律动灯
https://www.mydigit.cn/thread-278910-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目（04）---WS2812条灯
https://www.mydigit.cn/thread-279138-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目（05）---WS2812柱跳灯
https://www.mydigit.cn/thread-279227-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目（06）---点阵频谱灯
https://www.mydigit.cn/thread-279412-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（07）---大方格频谱灯
https://www.mydigit.cn/thread-283363-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（08）---四位32段点阵屏
https://www.mydigit.cn/thread-286035-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩音乐可视化项目（09）--X Music Spectrum
https://www.mydigit.cn/thread-289124-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（10）---WS2812硬板屏
https://www.mydigit.cn/thread-289553-1-1.html

【花雕动手做】用快餐盒盖搭建极低成本的多种运动方式实验平台/机器人
https://www.mydigit.cn/thread-227134-1-1.html
【花雕动手做】超低成本，尝试做个五十元的麦克纳姆轮小车！
https://www.mydigit.cn/thread-220131-1-1.html
【花雕动手做】太搞笑啦，一支胶管制成二只蠕动机器人
https://www.mydigit.cn/thread-226476-1-1.html
【花雕动手做】超迷你哦，用徽商香烟盒做个智能小车！
https://www.mydigit.cn/thread-222085-1-1.html
【花雕动手做】五花八门的简易机器人66种
https://www.mydigit.cn/thread-221775-1-1.html
【花雕动手做】特别苗条，使用微波人体感应模块控制的纤细机器人小车
https://www.mydigit.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=244463
素人学习Aduino编程的简单办法
https://www.mydigit.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=34316
Arduino 语法手册的五个版本
https://www.mydigit.cn/thread-35089-1-1.html
ESP8266 Arduino开发环境搭建的五个备选地址
https://www.mydigit.cn/thread-40541-1-1.html
只用一块扩展板完成Arduino的9类37项实验（代码+图形+仿真）
https://www.mydigit.cn/thread-44343-1-1.html

37种传感器实验（Arduino）记录每一次小小的进步
https://www.mydigit.cn/thread-35315-1-1.html
实验一百一十五： 震动马达模块 高低电平振动小电机 智能可穿戴式产品震动提醒模块
https://www.mydigit.cn/thread-76804-1-1.html
实验一百一十六：NRF24L01+ 无线模块 功率加强版 2.4G无线收发通信模块 黑金刚
https://www.mydigit.cn/thread-76843-1-1.html
实验一百一十七：蓝色诺基亚5110屏 LCD液晶屏模块 兼容3310 LCD
https://www.mydigit.cn/thread-77142-1-1.html
实验一百一十八：US-015 高分辨超声波测距模块 超声波传感器 US-020升级版
https://www.mydigit.cn/thread-77594-1-1.html
实验一百一十九：HB100微波雷达感应模块 10.525GHz多普勒探测器探头传感器
https://www.mydigit.cn/thread-78082-1-1.html
实验一百二十： SIM800L GPRS 转接板GSM模块 microSIM卡带天线4频通讯模块
https://www.mydigit.cn/thread-75498-1-1.html
实验一百二十一：五向导航按键模块 5D摇杆 单片机 独立键盘开关 按钮 Your Cee
https://www.mydigit.cn/thread-78274-1-1.html
实验一百二十二： BBC microbit micro:bit，bit go,bit club python图形编程开发板
https://www.mydigit.cn/thread-76145-1-1.html
实验一百二十三： P10单红V706模组  32*16单元板LED显示屏
https://www.mydigit.cn/thread-78460-1-1.html
实验一百二十四： PS2鼠标 键盘插座接口 PS2模块
https://www.mydigit.cn/thread-78589-1-1.html
实验一百二十五： 升级版 WeMos D1 R2 WiFi UNO 开发板 基于ESP8266
https://www.mydigit.cn/thread-78843-1-1.html
实验一百二十六：JQ6500语音模块 MP3模块 MCU串口控制播报 一对一5路控制 音乐IC
https://www.mydigit.cn/thread-79043-1-1.html
实验一百二十七：JoyStick Shield PS2游戏摇杆扩展板 模拟键盘鼠标功能 大摇杆
https://www.mydigit.cn/thread-79290-1-1.html
实验一百二十八：日本夏普SHARP PM2.5 灰尘/粉尘传感器 GP2Y1014AU0F 带线
https://www.mydigit.cn/thread-79385-1-1.html
实验一百二十九：GY-302 数字量光强度检测 光照传感器 BH1750FVI 光线检测模块
https://www.mydigit.cn/thread-79661-1-1.html
实验一百三十：XD-203多功能扩展板Multi-function Shield模块（12合1版）
https://www.mydigit.cn/thread-79777-1-1.html
实验一百三十一：24位 WS2812 5050 RGB LED 内置全彩驱动彩灯 圆形开发板
https://www.mydigit.cn/thread-80667-1-1.html
实验一百三十二：WT588D语音模块 语音芯片 可反复擦写高音质语音下载16P-16M 蓝板HW-708
https://www.mydigit.cn/thread-81018-1-1.html
实验一百三十三：夏普GP2Y0A02YK0F 红外测距传感器模块 20-150cm 距离传感器
https://www.mydigit.cn/thread-81360-1-1.html
实验一百三十四：2004A液晶屏 20X4 J204A字符显示液晶模块 204A LCD/LCM 蓝屏5V（带背光 IIC/I2C）
https://www.mydigit.cn/thread-81914-1-1.html
实验一百三十五：ESP8266机智云开发板 ESP12F wifi模块（支持云端的智能硬件开发套件）
https://www.mydigit.cn/thread-82229-1-1.html
实验一百三十六：基于STM32F103RCT6及多种传感器的UFUN2.0升级开发板
https://www.mydigit.cn/thread-100457-1-1.html
实验一百三十七：IIC I2C电平转换模块 5-3v系统兼容 2路
https://www.mydigit.cn/thread-121468-1-1.html
实验一百三十八：中文TTS文本转语音合成模块 替代SYN6288和XFS5152
https://www.mydigit.cn/thread-121781-1-1.html
实验一百三十九：电流互感器模块 5A量程 单相 交流电流传感器模块
https://www.mydigit.cn/thread-122217-1-1.html
实验一百四十：YL-004老款20按键独立键盘 跑马灯矩阵键盘模块
（4*4矩阵键盘+4位独立按键+8位跑马灯组合模块）
https://www.mydigit.cn/thread-122307-1-1.html
实验一百四十一：KY-027 魔术光杯 for UNO 魔术光环模块
https://www.mydigit.cn/thread-122579-1-1.html
实验一百四十二：LCD1602 字符液晶屏 输入输出扩展板 LCD Keypad Shield
https://www.mydigit.cn/thread-123105-1-1.html
实验一百四十三：I2C接口I/O扩展模块 支持级联PCF8574T模块
https://www.mydigit.cn/thread-127953-1-1.html
实验一百四十四：Ethernet W5100S 网络扩展板 SD卡扩展模块 支持MEGA
https://www.mydigit.cn/thread-130504-1-1.html
实验一百四十五：0.91寸OLED液晶屏显示模块 IIC 12832液晶屏 兼容3.3v-5V
https://www.mydigit.cn/thread-124905-1-1.html
实验一百四十六：MT8870 DTMF语音解码板模块 电话拨号控制音频解码处理电路
https://www.mydigit.cn/thread-128475-1-1.html
实验一百四十七：64位 WS2812B 8x8 RGB 5050 LED模块 ws2812s像素点阵屏
https://www.mydigit.cn/thread-127681-1-1.html
实验一百四十八：E18-D80NK 漫反射式红外光电开关避障传感器模块
https://www.mydigit.cn/thread-126831-1-1.html
实验一百四十九：MAX3232电平转TTL电平转换板 mini RS232 MCU串口转换模块
https://www.mydigit.cn/thread-126424-1-1.html
实验一百五十：AS608光学指纹识别模块 智能锁/考勤门禁开发/指纹采集模块
https://www.mydigit.cn/thread-124272-1-1.html
实验一百五十一：ESP-32掌控板 盛思 MicroPython微控制器开发板
https://www.mydigit.cn/thread-136590-1-1.html
实验一百五十二：GY-25 串口直接输出角度数据 倾斜度角度传感器模块 MPU-6050
https://www.mydigit.cn/thread-218333-1-1.html
实验一百五十三：Maixduino AI开发板 k210 RISC-V AI+lOT ESP32视觉听觉开发套装
https://www.mydigit.cn/thread-129551-1-1.html
实验一百五十四：ML8511紫外线传感器模块  模拟量输出UV Sensor Breakou
https://www.mydigit.cn/thread-143285-1-1.html
实验一百五十五：KA2284 电平指示模块 5点LED电量/音频音乐旋律显示器
https://www.mydigit.cn/thread-223567-1-1.html
实验一百五十六：恒压型LED无级触摸调光PWM控制板 电容式触摸开关器模块
https://www.mydigit.cn/thread-223681-1-1.html
实验一百五十七：SG3525 PWM控制器模块 频率可调 占空比可调 波形发生器
https://www.mydigit.cn/thread-129257-1-1.html
实验一百五十八：QMC5883L电子指南针罗盘模块 三轴磁场传感器GY-271
https://www.mydigit.cn/thread-230781-1-1.html
实验一百五十九：MAX9814麦克风放大器模块 MIC话筒声音放大/咪头传感器 CMA-4544PF-W
https://www.mydigit.cn/thread-129060-1-1.html
实验一百六十二：S12SD紫外线传感器模块太阳光强度检测传感器模块高灵敏LM358放大
https://www.mydigit.cn/thread-143194-1-1.html
实验一百六十四：Seeeduino Lotus开发板 传感器9件套 主板+扩展板二合一https://www.mydigit.cn/thread-141403-1-1.html
实验一百七十：L293D四路电机驱动模块 扩展板 motor control shield 马达板
https://www.mydigit.cn/thread-205585-1-1.html
实验一百七十一：HLK-V20 AI智能离线语音识别模块 150条本地指令离线识别
https://www.mydigit.cn/thread-206726-1-1.html
实验一百七十二：MX1508 四通道双路有刷直流马达驱动模块 2路直流电机驱动模块 双H桥步进电机 正反转PWM调速
https://www.mydigit.cn/thread-216710-1-1.html
实验一百七十三：2262/2272四路无线遥控套件 M4非锁接收板 四键无线遥控器发射模块
https://www.mydigit.cn/thread-224877-1-1.html
实验一百七十四：DRV8833 电机驱动板模块 小体积高性能 2路直流电机驱动板 自平衡小车 代替TB6612FNG
https://www.mydigit.cn/thread-220662-1-1.html
实验一百七十五：LD3320 语音识别模块 非特定人声 语音控制 智能家居开发板
https://www.mydigit.cn/thread-225247-1-1.html
实验一百七十九：0.66英寸OLED显示模块 液晶屏模块IIC/I2C接口 64*48像素 SSD1306驱动芯片
https://www.mydigit.cn/thread-278724-1-1.html
实验二百零一：OPT101模拟光照传感器 TEMT6000光强度模块 单片光电二极管 YourCee
https://www.mydigit.cn/thread-278450-1-1.html
实验二百零七：I2C红色8*8LED点阵模块ht16k33驱动1088BS树莓派物联网可扩展编程
https://www.mydigit.cn/thread-274979-1-1.html
实验二百十一：LED 圆环内置IC全彩点控1-8-12-16-24-32 WS2812B 93灯 环形 圆盘
https://www.mydigit.cn/thread-342373-1-1.html
实验二百一十四：WS2812B全彩RGB像素屏 8x32点阵LED显示屏 可编程硬屏模块
https://www.mydigit.cn/thread-348881-1-1.html
实验二百一十六：WS2812B幻彩LED灯带 5V全彩灯条5050灯珠内置IC炫彩单点单控软灯条模块
https://www.mydigit.cn/thread-323872-1-1.html
实验二百一十七：EPD Eink 电子墨水显示器 SUNY 2.9 英寸 EPD 屏幕无线数字电子纸显示器模块  DEPG0290RWS800F6黑白红三色墨水屏（珠海三一科技）
https://www.mydigit.cn/thread-282165-1-1.html
实验二百一十八：1.3寸 TFT显示屏 ST7735S驱动240x240高清ips模块
https://www.mydigit.cn/thread-320866-1-1.html
实验二百一十九：INMP441全向麦克风模块 I2S接口 MEMS 高精度 低功耗 支持ESP32
https://www.mydigit.cn/thread-325234-1-1.html
实验二百二十：P6全彩LED模组 16X32显示屏单元板 P6-RGB-16X32-8S室内全彩8扫电子屏（HX-P6-16X32-A）
https://www.mydigit.cn/thread-352884-1-1.html