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Banana PI BPI Leaf ESP32 S3低功耗微控制器開發(fā)板概述

wendysong ? 來源:wendysong ? 作者:wendysong ? 2022-10-18 12:04 ? 次閱讀
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BPI-Leaf-S3板載ESP32-S3芯片,支持 2.4 GHz Wi-Fi 和低功耗藍牙 (Bluetooth? LE) 雙模無線通信,外圍兼容低功耗硬件設計,深度睡眠模式下功耗僅為10uA。

支持USB和外接3.7V鋰電池兩種供電方式,可實現雙電源下自動切換電源功能,并支持USB充電方式。體積小巧,接口方便,上手簡單,可直接應用于物聯網低功耗項目。

BPI-Leaf-S3開發(fā)板在軟件方面支持ESP-IDF、Arduino、MicroPython等多種方式進行編程開發(fā) 。

BPI-Leaf-S3開發(fā)板上標記了與芯片對應的所有IO管腳,且IO管腳順序與Espressif ESP32-S3-DevKitC-1開發(fā)板一致,開發(fā)者可根據實際需求,可將DevKitC-1支持的外圍設備添加到BPI-Leaf-S3上,也可將開發(fā)板插在面包板上使用。

關鍵特性

ESP32-S3,Xtensa? 32 bit LX7

片外 PSRAM , FLASH

Ultra-low power 10uA

2.4G WIFI ,Bluetooth 5 ,Bluetooth mesh

GPIO , ADC , TOUCH , PWM , I2C , SPI , RMT , I2S , UART , LCD,CAMERA ,USB , JTAG

1* 4pin I2C連接座

1 * USB Type-C

1 * 2pin 電池連接座,支持充電

1 * 全彩色LED

BPI-Leaf-S3 與 ESP32-S3-DevKitC-1開發(fā)板對比

開發(fā)板 BPI-Leaf-S3 ESP32-S3-DevKitC-1
引出GPIO 36 36
3.3v管腳 2 2
5v管腳 1 1
GND管腳 4 4
全彩LED燈 1 on GPIO48 1 on GPIO48
芯片直連USB Type-C USB接口x1 MicroUSB接口x1
UART TTL轉USB CP2102-MicroUSB接口x1
外接電池連接座 3.7v鋰電池供電接口
電池充電 500mA充電
I2C 4pin連接座 1

BPI-Leaf-S3開發(fā)板IO管腳數量,順序,間距都與Espressif ESP32-S3-DevKitC-1開發(fā)板一致。

BPI-Leaf-S3開發(fā)板不再具備傳統的UART TTL轉USB轉接芯片及其USB接口,這是因為ESP32-S3芯片的內置USB功能已經足夠完善,支持CDC-ACM 虛擬串口及 JTAG 適配器功能,不再需要外部的轉接芯片就可以實現軟件開發(fā)調試,固件下載等功能。

相較于ESP32-S3-DevKitC-1開發(fā)板,BPI-Leaf-S3開發(fā)板增加了外接電池連接座并搭配了充電電路,可直接通過USB給電池充電,且可實現自動切換供電,即在有接3.7v鋰電池的條件下,插拔USB不會導致程序中斷,適應更多應用場景。

BPI-Leaf-S3開發(fā)板上還增加了一個I2C 4pin連接座,使開發(fā)板連接一些I2C設備更加便捷穩(wěn)固。其實此接口并不局限于連接I2C設備,所有可以通過一根3.3v線,一根GND線,一或兩根信號線控制的設備都可以通過此4pin連接座與開發(fā)板建立通信。

Espressif ESP32-S3

ESP32-S3 是一款集成 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE) 的 MCU 芯片,支持遠距離模式 (Long Range)。ESP32-S3 搭載 Xtensa? 32 位 LX7 雙核處理器,主頻高達 240 MHz,內置 512 KB SRAM (TCM),具有 45 個可編程 GPIO 管腳和豐富的通信接口。ESP32-S3 支持更大容量的高速 Octal SPI flash 和片外 RAM,支持用戶配置數據緩存與指令緩存。

以下是ESP32-S3芯片重要功能的描述。

支持Wi-Fi + Bluetooth 5 (LE) 無線連接: ESP32-S3 集成 2.4 GHz Wi-Fi (802.11 b/g/n),支持 40 MHz 帶寬;其低功耗藍牙子系統支持 Bluetooth 5 (LE) 和 Bluetooth Mesh,可通過 Coded PHY 與廣播擴展實現遠距離通信。它還支持 2 Mbps PHY,用于提高傳輸速度和數據吞吐量。ESP32-S3 的 Wi-Fi 和 Bluetooth LE 射頻性能優(yōu)越,在高溫下也能穩(wěn)定工作。

支持 AI 加速: ESP32-S3 MCU 增加了用于加速神經網絡計算和信號處理等工作的向量指令 (vector instructions)。AI 開發(fā)者們通過 ESP-DSP 和 ESP-NN 庫使用這些向量指令,可以實現高性能的圖像識別、語音喚醒和識別等應用。

豐富的 IO 接口: ESP32-S3 擁有 45 個可編程 GPIO 以及 SPI、I2S、I2C、PWM、RMT、ADC、UART、SD/MMC 主機控制器和 TWAITM 控制器等常用外設接口。其中的 14 個 GPIO 可被配置為 HMI 交互的電容觸摸輸入端。此外,ESP32-S3 搭載了超低功耗協處理器 (ULP),支持多種低功耗模式,廣泛適用于各類低功耗應用場景。

完善的安全機制: ESP32-S3 為物聯網設備提供了完善的安全機制和保護措施,防止各類惡意攻擊和威脅。它支持基于 AES-XTS 算法的 flash 加密、基于 RSA 算法的安全啟動、數字簽名和 HMAC。ESP32-S3 還新增了一個“世界控制器 (World Controller)”模塊,提供了兩個互不干擾的執(zhí)行環(huán)境,實現可信執(zhí)行環(huán)境或權限分離機制。

硬件

硬件接口示意圖

pYYBAGNOJdyAYVlDAAVF_RosFKM924.png

硬件規(guī)格

BPI-Leaf-S3 規(guī)格表
SoC主控芯片 ESP32-S3,Xtensa? 32 位 LX7 雙核處理器
主頻 240MHz MAX
工作溫度 -40℃~+85℃
片上 ROM 384 KB
片上 SRAM 320 KB
片外 FLASH ROM 8MB
片外 PSRAM 8MB
WIFI IEEE 802.11 b/g/n ,2.4Ghz頻帶,150Mbps
藍牙 Bluetooth 5 ,Bluetooth mesh
GPIO BPI-Leaf-S3已引出36個可用GPIO
ADC 2 × 12 位 SAR ADC,支持 20 個模擬通道輸入
TOUCH 電容式觸摸傳感器 14
SPI 4
I2C 2,支持主機或從機模式
I2S 2,串行立體聲數據的輸入輸出
LCD 1,支持 8 位 ~16 位并行 RGB、I8080、MOTO6800 接口
CAMERA 1,支持 8 位 ~16 位 DVP 圖像傳感器接口
UART 3 ,支持異步通信(RS232RS485)和 IrDA
PWM 8 路獨立通道,14位精度
MCPWM 2
USB 1 × 全速USB 2.0 OTG,Type-C母口
USB Serial/JTAG 控制器 1,USB 全速標準,CDC-ACM ,JTAG
溫度傳感器 1,測量范圍為–20 °C 到 110 °C,用于監(jiān)測芯片內部溫度
SD/MMC 1 × SDIO主機接口,具有2個卡槽,支持SD卡3.0和3.01,SDIO 3.0,CE-ATA 1.1,MMC 4.41,eMMC 4.5和4.51
TWAI? 控制器 1 ,兼容 ISO11898-1(CAN 規(guī)范 2.0)
通用 DMA 控制器 5 個接收通道和 5 個發(fā)送通道
RMT 4 通道發(fā)射,4通道接收,共享 384 x 32-bit 的 RAM
脈沖計數器 4個脈沖計數控制器(單元),每個單元有2個獨立的通道
定時器 4 × 54 位通用定時器,16 位時鐘預分頻器,1 × 52 位系統定時器,3 × 看門狗定時器
外部晶振 40Mhz
RTC 和低功耗管理 電源管理單元 (PMU)+ 超低功耗協處理器 (ULP)
低功耗電流 10uA
工作電壓 3.3V
輸入電壓 3.3V~5.5V
最大放電電流 2A@3.3V LDO
USB充電 支持
最大充電電流 500mA
可控全彩色LED 1

硬件尺寸

poYBAGNOJdyAX-V_AAKckeLNNmM853.png

BPI-Leaf-S3 尺寸表
管腳間距 2.54mm
安裝孔間距 23mm/ 62.25mm
安裝孔尺寸 內徑2mm/外徑3mm
主板尺寸 26 × 65.25(mm)/1.02 x 2.57(inches)
板厚 1.2mm

管腳間距兼容萬能板(洞洞板、點陣板),面包板,便于調試應用。

外設GPIO管腳分配

BPI-Leaf-S3 外設GPIO管腳分配
外設接口 信號 管腳
ADC ADC1_CH0~9 GPIO 1~10
ADC2_CH0~9 GPIO 11~20
觸摸傳感器 TOUCH1~14 GPIO 1~14
JTAG MTCK GPIO 39
MTDO GPIO 40
MTDI GPIO 41
MTMS GPIO 42
UART 默認分配管腳,可重定義為任意GPIO
U0RXD_in GPIO 44
U0CTS_in GPIO 16
U0DSR_in 任意GPIO
U0TXD_out GPIO43
U0RTS_out GPIO 15
U0DTR_out 任意GPIO
U1RXD_in GPIO 18
U1CTS_in GPIO 20
U1DSR_in 任意GPIO
U1TXD_out GPIO 17
U1RTS_out GPIO 19
U1DTR_out 任意GPIO
U2 任意GPIO
I2C 任意GPIO
PWM 任意GPIO
I2S 任意GPIO
LCD 任意GPIO
CAMERA 任意GPIO
RMT 任意GPIO
SPI0/1 已用于FLASH與PSRAM
SPI2/3 任意GPIO
脈沖計數器 任意GPIO
USB OTG D- GPIO 19(內部 PHY)
D+ GPIO 20(內部 PHY)
VP GPIO 42(外部 PHY)
VM GPIO 41(外部 PHY)
RCV GPIO21(外部 PHY)
OEN GPIO 40(外部 PHY)
VPO GPIO 39(外部 PHY)
VMO GPIO38(外部 PHY)
USB Serial/JTAG D- GPIO 19(內部 PHY)
D+ GPIO 20(內部 PHY)
VP GPIO 42(外部 PHY)
VM GPIO 41(外部 PHY)
OEN GPIO 40(外部 PHY)
VPO GPIO 39(外部 PHY)
VMO GPIO38(外部 PHY)
SD/MMC 任意GPIO
MCPWM 任意GPIO
TWAI 任意GPIO
彩色LED GPIO 48

審核編輯:湯梓紅

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規(guī)問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
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