ESP-WROVER-KIT V4.1 入门指南
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:link_to_translation:`en:[English]`

本指南介绍了如何开始使用 ESP-WROVER-KIT V4.1 开发板及其功能和相关配置。有关 ESP-WROVER-KIT 其他版本的介绍，请见：:doc:`../hw-reference/index`。


准备工作
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* :ref:`ESP-WROVER-KIT V4.1 开发板 <get-started-esp-wrover-kit-v4.1-board-front>`
* USB 2.0 数据线（A 转 Micro-B）
* PC（Windows、Linux 或 Mac OS）

您可以跳过介绍部分，直接前往 `应用程序开发`_ 章节。


概述
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ESP-WROVER-KIT 是 `乐鑫 <https://espressif.com>`_ 一款基于 ESP32 的开发板。

ESP-WROVER-KIT 开发板已集成了如下组件：

- ESP32-WROVER-B 模组
- LCD 屏
- MicroSD 卡槽

此外，ESP-WROVER-KIT 的独特之处在于集成了一款先进多协议 USB 桥接器 (FTDI FT2232HL)，允许开发人员直接通过 USB 接口，使用 JTAG 对 ESP32 进行调试，无需额外的 JTAG 调试器。ESP-WROVER-KIT 可为开发人员提供简单、便捷且极具成本效益的开发体验。

为了便于使用，板上模组的绝大部分管脚均已引出至开发板的引脚。

.. note::

    ESP32 的 GPIO16 和 GPIO17 管脚用作 PSRAM 的片选和时钟信号。默认情况下，为了给用户提供可靠的性能，这两个 GPIO 管脚不引出至开发板引脚。


功能概述
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ESP-WROVER-KIT 开发板的主要组件和连接方式如下图所示。

.. figure:: ../../_static/esp-wrover-kit-block-diagram.png
    :align: center
    :alt: ESP-WROVER-KIT 功能框图
    :figclass: align-center

    ESP-WROVER-KIT 功能框图


功能说明
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ESP-WROVER-KIT 开发板的主要组件、接口及控制方式见下。

.. _get-started-esp-wrover-kit-v4.1-board-front:

.. figure:: ../../_static/esp-wrover-kit-v4.1-layout-front.png
    :align: center
    :alt: ESP-WROVER-KIT 开发板布局 -- 俯视图
    :figclass: align-center

    ESP-WROVER-KIT 开发板布局 -- 俯视图

.. _get-started-esp-wrover-kit-v4.1-board-back:

.. figure:: ../../_static/esp-wrover-kit-v4.1-layout-back.png
    :align: center
    :alt: ESP-WROVER-KIT 开发板布局 -- 仰视图
    :figclass: align-center

    ESP-WROVER-KIT 开发板布局 -- 仰视图


下表将从图片右上角开始，以顺时针顺序介绍图 1 中的主要组件，然后按同样顺序介绍图 2 中的主要组件。

.. list-table:: 
    :widths: 25 75
    :header-rows: 1

    * - 主要组件
      - 基本介绍
    * - FT2232
      - FT2232 多协议 USB 转串口桥接器。开发人员可通过 USB 接口对 FT2232 芯片进行控制和编程，与 ESP32 建立连接。FT2232 芯片可在通道 A 提供 USB-to-JTAG 接口功能，并在通道 B 提供 USB-to-Serial 接口功能，便利开发人员的应用开发与调试。详见 `ESP-WROVER-KIT V4.1 原理图`_。
    * - 32.768 kHz
      - 32.768 kHz 晶振，可提供 Deep-sleep 下使用的低功耗时钟。
    * - 0 欧电阻
      - ESP-WROVER-KIT 开发板设计了一个 0 欧电阻，可在测量 ESP32 系列模组在不同功耗模式下的电流时，直接移除或替换为分流器。
    * - ESP32-WROVER-B 模组
      - 这款 ESP32 模组内置 64-Mbit PSRAM，可提供灵活的额外存储空间和数据处理能力。
    * - 诊断 LED 信号灯
      - 本开发板 FT2232 芯片的 GPIO 管脚连接了 4 个红色 LED 信号灯，以备后用。
    * - UART 
      - 串口。FT2232 和 ESP32 的串行 TX/RX 信号已引出至 JP2 的两端。默认情况下，这两路信号由跳线帽连接。如果仅需使用 ESP32 模组串口，则可移除相关跳线帽，将模组连接至其他外部串口设备。
    * - SPI 
      - 默认情况下，ESP32 使用 SPI 接口访问内置 flash 和 PSRAM。使用这些引脚连接 ESP32 和其他 SPI 设备。这种情况下，需增加额外的片选 (CS) 信号。注意，本接口的工作电压为 3.3 V。
    * - CTS/RTS
      - 串口流控信号。管脚默认不连接至电路。为了使能该功能，必须用跳线帽断路掉 JP14 的相应管脚。
    * - JTAG
      - JTAG 接口。FT2232 和 ESP32 的 JTAG 信号已引出至 JP2 的两端。默认情况下，这两路信号不连接。如需使能 JTAG，请按照 `设置选项`_ 的介绍，连接跳线帽。
    * - USB 端口
      - USB 接口。可用作开发板的供电电源，或连接 PC 和开发板的通信接口。
    * - EN
      - 复位按键。
    * - BOOT 按键
      - 下载按键。按下 **Boot** 键并保持，同时按一下 **EN** 键（此时不要松开 **Boot** 键）进入“固件下载”模式，通过串口下载固件。
    * - 电源开关
      - 电源开关。拨向 **Boot** 按键一侧，开发板上电；拨离 **Boot** 按键一侧，开发板掉电。
    * - 电源选择开关
      - ESP-WROVER-KIT 开发板可通过 USB 端口或 5V 输入接口供电。用户可使用跳线帽在两种供电模式中进行选择。更多详细信息，请见章节 `设置选项`_ 中有关 JP7 连接器的描述。
    * - 5V Input
      - 5V 电源接口。建议仅在开发板自动运行（未连接 PC）时使用。仅用于全负荷工作下的后备电源。
    * - 5V Power On LED
      - 当开发板通电后（USB 或外部 5V 供电），该红色指示灯将亮起。
    * - LDO
      - 5V-to-3.3V 低压差线型稳压器 NCP1117(1A)。NCP1117 最大电流输出为 1 A。板上 LDO 为固定输出电压，但用户也可以选用具有可变输出电压的 LDO。更多信息，请见 `ESP-WROVER-KIT V4.1 原理图`_。
    * - 摄像头连接器
      - 摄像头接口，支持标准 OV7670 摄像头模块。
    * - RGB LED
      - 红绿蓝发光二极管，可由 PMW 控制。
    * - I/O 连接器
      - 板上模组的所有管脚均已引出至开发板的排针。用户可以对 ESP32 进行编程，实现 PWM、ADC、DAC、I2C、I2S、SPI 等多种功能。 
    * - Micro SD 卡槽
      - 适用于需要扩充数据存储空间或进行备份的应用开发场景。
    * - LCD 显示器
      - 支持贴装一款 3.2” 的 SPI（标准四线串行外设接口）LCD 显示器，请见 :ref:`ESP-WROVER-KIT 开发板布局 -- 仰视图 <get-started-esp-wrover-kit-v4.1-board-back>`。



.. _get-started-esp-wrover-kit-v4.1-setup-options:

设置选项
-------------

用户可通过 3 组排针，设置开发板功能，其中常见功能见下表：

.. list-table:: 
    :widths: 25 35 40
    :header-rows: 1

    * - 排针
      - 跳线设置
      - 功能描述
    * - JP7
      - |jp7-ext_5v|
      - 使用外部电源为 ESP-WROVER-KIT 开发板供电
    * - JP7
      - |jp7-usb_5v|      
      - 使用 USB 端口为 ESP-WROVER-KIT 开发板供电
    * - JP2      
      - |jp2-jtag|        
      - 使能 JTAG 功能
    * - JP2      
      - |jp2-tx-rx|
      - 使能 UART 通信
    * - JP14     
      - |jp14|
      - 使能 RTS/CTS 串口流控


ESP32 管脚分配
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ESP32 模组的部分管脚/终端已被板上组件占用或用于外部硬件设备。如果某管脚对应的特定硬件未连接，则该管脚可用作他用。比如，摄像头/JP4 排针未连接相应硬件，则这些 GPIO 可用于其他用途。

部分管脚具备多个功能，可供板上组件或外部硬件设备同时使用，比如 GPIO0 和 GPIO2。由于管脚限制，一些外围设备不可同时使用，比如，由于 JTAG 和 SD 卡槽需共用部分管脚，因此一些使用 SD 卡功能的应用无法同时进行 JTAG 调试。 

其他情况下，不同外设可同时使用。比如，LCD 屏幕和 SD 卡仅共用一个 GPIO21 管脚，可以同时使用。该管脚可为 LCD 屏幕提供 D/C（数据/控制）信号，并用于读取来自 SD 卡槽的 CD 信号（卡检测信号）。如无需使用卡检测功能，开发人员还可以通过移除 R167 来禁用该功能。此时，LCD 和 SD 卡槽可同时使用。

更多外设共享管脚的介绍，请见下一章节中的表格。


主要 I/O 连接器 / JP1
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

JP1 连接器包括 14 x 2 个排针，具体功能可见下表中间 “I/O” 列的介绍。两侧的“共用”列则介绍了这些管脚在板上的其他用途。


.. list-table:: 
    :widths: 30 20 20 30
    :header-rows: 1


    * - 共用
      - I/O
      - I/O
      - 共用
    * - n/a
      - 3.3V
      - GND
      - n/a
    * - NC/XTAL
      - IO32
      - IO33
      - NC/XTAL
    * - JTAG，MicroSD
      - IO12
      - IO13
      - JTAG，MicroSD
    * - JTAG，MicroSD
      - IO14
      - IO27
      - 摄像头
    * - 摄像头
      - IO26
      - IO25
      - 摄像头，LCD
    * - 摄像头
      - IO35
      - IO34
      - 摄像头
    * - 摄像头 
      - IO39
      - IO36
      - 摄像头
    * - JTAG
      - EN
      - IO23
      - 摄像头，LCD
    * - 摄像头，LCD
      - IO22
      - IO21
      - 摄像头，LCD，MicroSD
    * - 摄像头，LCD
      - IO19
      - IO18
      - 摄像头，LCD
    * - 摄像头，LCD
      - IO5
      - IO17
      - PSRAM
    * - PSRAM
      - IO16
      - IO4
      - LED，摄像头，MicroSD
    * - 摄像头，LED，Boot
      - IO0
      - IO2
      - LED，MicroSD 
    * - JTAG，MicroSD
      - IO15
      - 5V
      - 

说明：

* NC/XTAL - :ref:`32.768 kHz 晶振 <get-started-esp-wrover-kit-v4.1-xtal>`
* JTAG - :ref:`JTAG / JP2 <get-started-esp-wrover-kit-v4.1-jtag-header>`
* Boot - Boot 按键 / SW2
* 摄像头 - :ref:`摄像头 / JP4 <get-started-esp-wrover-kit-v4.1-camera-header>`
* LED - :ref:`RGB LED <get-started-esp-wrover-kit-v4.1-rgb-led-connections>`
* MicroSD - :ref:`MicroSD Card / J4 <get-started-esp-wrover-kit-v4.1-microsd-card-slot>`
* LCD - :ref:`LCD / U5 <get-started-esp-wrover-kit-v4.1-lcd-connector>`
* PSRAM - ESP32-WROVER-B 的 PSRAM


.. _get-started-esp-wrover-kit-v4.1-xtal:

32.768 kHz 晶振
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

====  ==========
 .    ESP32 管脚
====  ==========
1.    GPIO32
2.    GPIO33
====  ==========

.. note::

    默认情况下，管脚 GPIO32 和 GPIO33 已连接至晶振。因此，为了保证信号的完整性，这两个管脚并未连接至 JP1 I/O 连接器。用户可通过将 R11/R23 处的 0 欧电阻移至 R12/R24 处，以将 GP1O32 和 GPIO33 的连接从晶振移至 JP1。


.. _get-started-esp-wrover-kit-v4.1-spi-flash-header:

SPI Flash / JP2
^^^^^^^^^^^^^^^

====  =============
.     ESP32 管脚
====  =============
1.    CLK / GPIO6
2.    SD0 / GPIO7
3.    SD1 / GPIO8
4.    SD2 / GPIO9
5.    SD3 / GPIO10
6.    CMD / GPIO11
====  =============

.. important::

    模组的 flash 总线已通过 0 欧电阻 R140 ~ R145 连接至排针 JP2。如果需要将 flash 的工作频率控制在 80 MHz，以达到保证总线信号完整性等目的，建议移除 R140 ~ R145 电阻，将模组的 flash 总线与排针 JP2 断开。



.. _get-started-esp-wrover-kit-v4.1-jtag-header:

JTAG / JP2
^^^^^^^^^^

====  ==============  =============
.     ESP32 管脚       JTAG 信号
====  ==============  =============
1.    EN              TRST_N
2.    MTMS / GPIO14   TMS
3.    MTDO / GPIO15   TDO
4.    MTDI / GPIO12   TDI
5.    MTCK / GPIO13   TCK
====  ==============  =============


.. _get-started-esp-wrover-kit-v4.1-camera-header:

摄像头 / JP4
^^^^^^^^^^^^

====  ==========  =============================
.     ESP32 管脚   摄像头信号
====  ==========  =============================
1.    n/a         3.3V
2.    n/a         地
3.    GPIO27      SIO_C / SCCB 时钟
4.    GPIO26      SIO_D / SCCB 数据
5.    GPIO25      VSYNC / 垂直同步
6.    GPIO23      HREF / 水平参考
7.    GPIO22      PCLK / 像素时钟
8.    GPIO21      XCLK / 系统时钟
9.    GPIO35      D7 / 像素数据 Bit 7
10.   GPIO34      D6 / 像素数据 Bit 6
11.   GPIO39      D5 / 像素数据 Bit 5
12.   GPIO36      D4 / 像素数据 Bit 4
13.   GPIO19      D3 / 像素数据 Bit 3
14.   GPIO18      D2 / 像素数据 Bit 2
15.   GPIO5       D1 / 像素数据 Bit 1
16.   GPIO4       D0 / 像素数据 Bit 0
17.   GPIO0       RESET / 摄像头复位
18.   n/a         PWDN / 摄像头断电
====  ==========  =============================

* D0 到 D7 为摄像头的数据总线


.. _get-started-esp-wrover-kit-v4.1-rgb-led-connections:

RGB LED
^^^^^^^

====  ==========  =========
.     ESP32 管脚   RGB LED
====  ==========  =========
1.    GPIO0       红色
2.    GPIO2       绿色
3.    GPIO4       蓝色
====  ==========  =========


.. _get-started-esp-wrover-kit-v4.1-microsd-card-slot:

MicroSD 卡
^^^^^^^^^^^^

====  ==============  ===============
.     ESP32 管脚       MicroSD 信号
====  ==============  ===============
1.    MTDI / GPIO12   DATA2
2.    MTCK / GPIO13   CD / DATA3
3.    MTDO / GPIO15   CMD
4.    MTMS / GPIO14   CLK
5.    GPIO2           DATA0
6.    GPIO4           DATA1
7.    GPIO21          CD
====  ==============  ===============


.. _get-started-esp-wrover-kit-v4.1-lcd-connector:

LCD / U5
^^^^^^^^

====  ==============  ===============
.     ESP32 管脚       LCD 信号
====  ==============  ===============
1.    GPIO18          复位
2.    GPIO19          SCL
3.    GPIO21          D/C
4.    GPIO22          CS
5.    GPIO23          SDA
6.    GPIO25          SDO
7.    GPIO5           背光
====  ==============  ===============


.. _get-started-esp-wrover-kit-start-development:

应用程序开发
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ESP-WROVER-KIT 上电前，请首先确认开发板完好无损。


初始设置
^^^^^^^^^^^^^

请严格按照下图所示连接跳线帽，注意不要额外连接其他跳线帽。

- 使用 JP7 连接器，选择 USB 为开发板供电。

- 使用 JP2 连接器，使能 UART 通信。

========================  ==========================
USB 供电                   使能 UART 通信
========================  ==========================
|jp7-usb_5v|              |jp2-tx-rx|
========================  ==========================

注意不要连接其他跳线帽。

打开 **电源开关**，**5V Power On LED** 应点亮。

正式开始开发
^^^^^^^^^^^^^^^^^^

现在，请前往 :doc:`index` 中的 :ref:`get-started-step-by-step` 章节，查看如何设置开发环境，并尝试将示例项目烧录至您的开发板。


相关文档
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* `ESP-WROVER-KIT V4.1 原理图`_ (PDF)
* `《ESP32 技术规格书》 <https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32_datasheet_cn.pdf>`_ (PDF)
* `《ESP32-WROVER-B 技术规格书》 <https://espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32-wrover-b_datasheet_cn.pdf>`_ (PDF)
* :doc:`../api-guides/jtag-debugging/index`
* :doc:`../hw-reference/index`

.. |jp7-ext_5v| image:: ../../_static/esp-wrover-kit-v4.1-jp7-ext_5v.jpg
.. |jp7-usb_5v| image:: ../../_static/esp-wrover-kit-v4.1-jp7-usb_5v.jpg
.. |jp2-jtag| image:: ../../_static/esp-wrover-kit-v4.1-jp2-jtag.jpg
.. |jp2-tx-rx| image:: ../../_static/esp-wrover-kit-v4.1-jp2-tx-rx.jpg
.. |jp14| image:: ../../_static/esp-wrover-kit-v4.1-jp14.jpg

.. _ESP-WROVER-KIT V4.1 原理图: https://dl.espressif.com/dl/schematics/ESP-WROVER-KIT_V4_1.pdf

.. toctree::
    :hidden:

    get-started-wrover-kit-v3.rst
    get-started-wrover-kit-v2.rst
