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ESP32最小系统板项目

1 总体概述

  ESP32-WROOM-32E-N8是国产乐鑫科技公司设计的一款模组,根据这款模组进行最小系统板设计,将IO引脚全部引出,增加OLED显示屏、按键以及三色灯外设,可选用C/C++/MicoPython进行开发,方便快速入门开发学习,小巧精致,功能齐全。

1.1 引脚分布

1.2 板载资源

主控芯片:ESP32-WROOM-32E-N8模组

电源接口:TYPE-C

功能按键:复位按键和BooT按键

显示功能:电源指示灯显示、两个三色灯显示、四线OLED屏幕显示

调试接口:CH340串口调试

外接引脚:全功能引脚引出,方便拓展连接;

1.3 优势特点

板子外观小巧精致,尺寸为50mm*74mm(1968.5mil/2913.4mil);

支持使用C/C++/MicoPython语言开发,方便快速入门学习;

提供TYPE-C串口,方便进行开发和调试;

板载复位按键和BooT按键;

支持2.5G WiFi和BT/BLE无线通信;

具有两个三色灯以及四线OLED显示屏,满足初学者开发学习;

2 主控介绍

2.1 ESP32-WROOM-32E-N8模组介绍

内置ESP32-DOWD-V3芯片,Xtensa双核32LX6微处理器,支持高达240Mhz的时钟频率

448KB ROM/520KB SRAM/16KB RTC SRAM

N8代表模组内置8M Flash

工作电压/供电电压:3.0~3.6V

PCB板载天线

集成传统蓝牙BT,低功耗蓝牙BLE和2.4g Wi-Fi

2.2 ESP32模组内部电路图

2.3 模组示意注意事项

  • 为确保ESP32芯片上电时的供电正常,EN管脚处需要增加RC延迟电路,RC通常建议为R=10K,C为1uf。具体数值根据模组电源的上电时序和芯片的上电复位时序进行调整。
  • 模组最大工作电压为3.6V,不可直接接入5V进行供电。
  • GPIO34~39是仅输入引脚,这些引脚没有内置上拉或下拉电阻,他们不能用作输出。
  • ESP32有5个Strapping管脚,IO12、IO0、IO2、IO15、IO5,其中IO5和IO15启动是必须为高电平,IO12必须为低电平,这些模组均已进行设置,不可通过外置上拉或下拉电阻强行改变状态,否则会导致不能正常启动。
  • 外部电源的供电电流最少需要0.5A,不建议使用小电流LDO驱动模组。

3 项目设计

3.1 SCH_ESP32最小系统板

3.2 PCB布局建议

  • 主控模组放置在板框中间,同时天线不要放置在板框内,避免干扰;
  • 具有一定的空间能力,OLED显示屏是通过排母连接的,这边的显示屏丝印只是提示大小以及四周的螺丝位置,丝印内部是可以放置元器件的;
  • 拓展排针放置在两侧,注意留出提示丝印的位置;
  • 在四周放置螺丝孔,同时螺丝孔周围要放置禁止铺铜区放置短路;
  • 滤波电容就近放置,电源要先经过电容再到芯片;

3.3 PCB布线建议

  • 电源线设置为30mil,因为ESP32模组所需电流较大,信号线10mil即可;
  • 以顶层走线为主,走不通或者需要绕很远则通过过孔切换到底层进行连接;
  • 走线过程中优先走直线,不要直角或锐角走线,横平竖直,对称走线,保持设计美观;
  • 布线过程中以及走线完成后,适当放置GND过孔进行散热以及保证电流的回流路径尽可能短。

3.4 丝印铺铜建议

  • 添加丝印标志按键、外接引脚信息;
  • 在绘制调整完PCB后加上泪滴效果,使板子更加美观稳固;
  • 在元器件底下添加JLCJLCJLCJLC指定客编位置,成板美观;
顶层铺铜底层铺铜

4 编程开发

  ESP32可以使用MicoPython/C/C++语言进行开发学习,使用MicoPython语言开发时建议使用Thonny IDE,C++语言开发时建议使用Arduino IDE。C语言开发建议使用VScode+IDF插件进行开发。
  在上述各开发环境中,均已集成下载接口,大家在编写完代码之后,可自行下载调试,除此之外,如果想下载别人的固件,可以使用乐鑫官方的flash烧写工具。

5 成品展示

6 开源工程链接

开源工程链接