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。
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 macOS）
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-E 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
下表介绍了开发板的主要组件，顺序如下：
- 从图片右上角开始，以顺时针顺序介绍了图 1 中的主要组件
- 然后以同样的顺序介绍了图 2 中的主要组件
.. list-table::
:widths: 25 75
:header-rows: 1
* - 主要组件
- 基本介绍
* - FT2232HL
- FT2232HL 多协议 USB 转串口桥接器。开发人员可通过 USB 接口对 FT2232HL 芯片进行控制和编程，与 ESP32 建立连接。FT2232HL 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-E 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 FT2232HL 芯片的 GPIO 管脚连接了 4 个红色 LED 信号灯，以备后用。
* - UART
- 串口。FT2232HL 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。FT2232HL 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。为标准同轴电源接口，5.5 x 2.1 mm，中心正极。建议仅在开发板自动运行（未连接 PC）时使用。
* - 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
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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 模组的部分管脚或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-E 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 或 R23 处的 0 欧电阻移至 R12 或 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
==== =============
.. note::
SPI Flash 管脚用于访问内部闪存。因此，这些管脚不支持连接外部 SPI 设备，仅用于监测或高级选项。
.. 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 Card Detect
==== ============== ===============
.. _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
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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。
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USB 供电 使能 UART 通信
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|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:`../../get-started/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。
您可以在 `IDF 组件注册器 <https://components.espressif.com>`_ 中下载板级支持包 (BSP)。
以下链接提供了与 ESP-WROVER-KIT 开发板硬件相关的示例：
* 板上 LCD 示例：:example:`peripherals/spi_master/lcd`
* SD 卡槽示例： :example:`storage/sd_card`
* 摄像头示例：https://github.com/espressif/esp32-camera
相关文档
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* `ESP-WROVER-KIT V4.1 原理图`_ (PDF)
* `ESP-WROVER-KIT V4.1 布局 <https://dl.espressif.com/dl/schematics/ESP-WROVER-KIT_V4.1.dxf>`_ (DXF)
* `《ESP32 技术规格书》 <https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32_datasheet_en.pdf>`_ (PDF)
* `《ESP32-WROVER-E 技术规格书》 <https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32-wrover-e_esp32-wrover-ie_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