Difference between revisions of "BPI-PicoW-S3 开发板"

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介绍

BPI-PicoW-S3 banner.png

BPI-PicoW-S3_开发板 with ESP32-S3
File:PICO-1000-5.png
BPI-PicoW-S3_开发板 with ESP32-S3
BPI-Smart with ESP8266
BPI-Bit with ESP32
BPI-AI Kendryte K210 RISC-V
BPI-UNO32 with ESP32 design

Banana Pi BPI-PicoW-S3 是一系列低功耗微控制器，专为物联网开发和Maker DIY设计的开发板。与 Raspberry Pi Pico 板尺寸相同，支持 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth® LE 双模无线通信， 外设兼容低功耗硬件设计，深度睡眠模式下功耗仅为10uA。编程方面，PicoW-S3支持ESP-IDF、Arduino、micropython、CircuitPython 等多种方式

关键特性

  • ESP32-S3，Xtensa® 32 bit LX7
  • 片内封装PSRAM 2MB, 片外FLASH 8MB
  • 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 * microUSB
  • 1 * 全彩色LED

BPI-PicoW-S3 与 Raspberry Pi PicoW、BPI-Leaf-S3、ESP32-S3-DevKitC-1 开发板对比

开发板 BPI-PicoW-S3 Raspberry Pi PicoW BPI-Leaf-S3 ESP32-S3-DevKitC-1
引出GPIO 27 27 36 36
3.3v管脚 1 1 2 2
5v管脚 2 2 1 1
GND管脚 8 8 4 4
全彩LED灯 1 on GPIO48 无 1 on GPIO48 1 on GPIO48
芯片直连USB MicroUSB接口x1 MicroUSB接口x1 Type-C USB接口x1 MicroUSB接口x1
UART TTL转USB 无 无 无 CP2102-MicroUSB接口x1
外接电池连接座 无 无 3.7v锂电池供电接口 无
电池充电 无 无 500mA充电 无
I²C 4pin连接座 无 无 1 无

Espressif ESP32-S3

ESP32-S3 是一款集成 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE) 的 MCU 芯片，支持远距离模式 (Long Range)。ESP32-S3 搭载 Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器，主频高达 240 MHz，内置 512 KB SRAM (TCM)，具有 45 个可编程 GPIO 管脚和丰富的通信接口。ESP32-S3 支持更大容量的高速 Octal SPI flash 和片外 RAM，支持用户配置数据缓存与指令缓存。

以下是ESP32-S3芯片重要功能的描述。

  • 支持Wi-Fi + Bluetooth 5 (LE) 无线连接: ESP32-S3 集成 2.4 GHz Wi-Fi (802.11 b/g/n)，支持 40 MHz 带宽；其低功耗蓝牙子系统支持 Bluetooth 5 (LE) 和 Bluetooth Mesh，可通过 Coded PHY 与广播扩展实现远距离通信。它还支持 2 Mbps PHY，用于提高传输速度和数据吞吐量。ESP32-S3 的 Wi-Fi 和 Bluetooth LE 射频性能优越，在高温下也能稳定工作。
  • 支持 AI 加速: ESP32-S3 MCU 增加了用于加速神经网络计算和信号处理等工作的向量指令 (vector instructions)。AI 开发者们通过 ESP-DSP 和 ESP-NN 库使用这些向量指令，可以实现高性能的图像识别、语音唤醒和识别等应用。
  • 丰富的 IO 接口: ESP32-S3 拥有 45 个可编程 GPIO 以及 SPI、I2S、I2C、PWM、RMT、ADC、UART、SD/MMC 主机控制器和 TWAITM 控制器等常用外设接口。其中的 14 个 GPIO 可被配置为 HMI 交互的电容触摸输入端。此外，ESP32-S3 搭载了超低功耗协处理器 (ULP)，支持多种低功耗模式，广泛适用于各类低功耗应用场景。
  • 完善的安全机制: ESP32-S3 为物联网设备提供了完善的安全机制和保护措施，防止各类恶意攻击和威胁。它支持基于 AES-XTS 算法的 flash 加密、基于 RSA 算法的安全启动、数字签名和 HMAC。ESP32-S3 还新增了一个“世界控制器 (World Controller)”模块，提供了两个互不干扰的执行环境，实现可信执行环境或权限分离机制。

硬件

硬件接口示意图

BPI-PicoW-S3-V0.4-IO.png

硬件规格

BPI-PicoW-S3 规格表
SoC主控芯片 ESP32-S3，Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器
主频 240MHz MAX
工作温度 -40℃~+85℃
片上 ROM 384 KB
片上 SRAM 512 KB
外置 FLASH 8MB
片内封装 PSRAM 2MB
WIFI IEEE 802.11 b/g/n ，2.4Ghz频带，150Mbps
蓝牙 Bluetooth 5 ，Bluetooth mesh
GPIO BPI-PicoW-S3已引出27个可用GPIO
ADC 2 × 12 位 SAR ADC，支持 18 个模拟通道输入
TOUCH 电容式触摸传感器 14
SPI 4
I2C 2，支持主机或从机模式
I2S 2，串行立体声数据的输入输出
LCD 1，支持 8 位 ~16 位并行 RGB、I8080、MOTO6800 接口
CAMERA 1，支持 8 位 ~16 位 DVP 图像传感器接口
UART 3 ，支持异步通信（RS232 和RS485）和 IrDA
PWM 8 路独立通道，14位精度
MCPWM 2
USB 1 × 全速USB 2.0 OTG，MicroUSB母口
USB Serial/JTAG 控制器 1，USB 全速标准，CDC-ACM ，JTAG
温度传感器 1，测量范围为–20 °C 到 110 °C，用于监测芯片内部温度
SD/MMC 1 × SDIO主机接口，具有2个卡槽，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 规范 2.0）
通用 DMA 控制器 5 个接收通道和 5 个发送通道
RMT 4 通道发射，4通道接收，共享 384 x 32-bit 的 RAM
脉冲计数器 4个脉冲计数控制器（单元），每个单元有2个独立的通道
定时器 4 × 54 位通用定时器，16 位时钟预分频器，1 × 52 位系统定时器，3 × 看门狗定时器
外部晶振 40Mhz
RTC 和低功耗管理 电源管理单元 (PMU)+ 超低功耗协处理器 (ULP)
低功耗电流 10uA
工作电压 3.3V
输入电压 3.3V~5.5V
最大放电电流 [email protected] DC/DC
可控全彩色LED 1
可控单色LED 1

硬件尺寸

BPI-Pico-S3-board-dimension.png

BPI-PicoW-S3 尺寸表
管脚间距 2.54mm
安装孔间距 11.4mm/ 47mm
安装孔尺寸 内径2.1mm/外径3.4mm
主板尺寸 21 × 51.88(mm)/0.83 x 2.04(inches)

管脚间距兼容万能板（洞洞板、点阵板），面包板，便于调试应用。

外设GPIO管脚分配

BPI-PicoW-S3 外设GPIO管脚分配
外设接口 信号 管脚
ADC ADC1_CH0~9 GPIO 1~10
ADC2_CH0~9 GPIO 11~20
触摸传感器 TOUCH1~14 GPIO 1~14
JTAG MTCK GPIO 39
MTDO GPIO 40
MTDI GPIO 41
MTMS GPIO 42
UART 默认分配管脚，可重定义为任意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与PSRAM
SPI2/3 任意GPIO
脉冲计数器 任意GPIO
USB OTG D- GPIO 19（内部 PHY）
D+ GPIO 20（内部 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（内部 PHY）
D+ GPIO 20（内部 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
全彩色LED GPIO 48
单色LED GPIO 46

软件

CircuitPython

CircuitPython Repo header logo.jpg

CircuitPython是MicroPython的一个教育友好型的开源衍生产品，由Adafruit Industries支持与开发。

在易用性上，它在MicroPython的基础上更进一步。

使用CircuitPython固件的开发板连接PC时，PC将会立即得到一个USB存储磁盘，将python脚本文件复制进此磁盘即可让程序在此开发板上运行。

这就做到了让用户开箱即用，因为绝大多数现代个人操作系统和家用PC都是支持USB存储磁盘的。

当然为了能使用REPL，至少还是需要安装一个串口通信软件，或是支持这个功能的文本编辑器，例如Mu编辑器。

CircuitPython 社区提供极其丰富的外设驱动库，API文档，教程。即使没有编程基础，没有硬件基础，从零开始也可快速上手。

CircuitPython不支持定时器，硬件中断等一些特定用于微控制器的库，也不支持多线程的_thread 库，仅提供编写并发代码的 asyncio 库。

在CircuitPython所支持的微控制器和其Blinka所支持的单板计算机(SBCs)中，代码具有很好的可移植性，这得益于它在统一API上的努力。

已得到adafruit/circuitpython GitHub存储库支持

https://github.com/adafruit/circuitpython/pull/7031

已得到adafruit/tinyuf2 GitHub存储库支持

https://github.com/adafruit/tinyuf2/pull/250

参考资源:

ESP-IDF

Esp-idf-logo.png

ESP-IDF 是乐鑫官方推出的物联网开发框架，支持 Windows、Linux 和 macOS 操作系统。

建议开发者通过集成开发环境 (IDE) 安装 ESP-IDF:

或者根据操作系统选择对应的手动安装流程:

API:

为了使你的BPI-Leaf-S3开发板可以通过USB-CDC刷写FLASH，需要设置开发板为固件下载模式。

有两种操作方法：

1.通过USB连接到电脑，按住BOOT键，再按一下RESET键并松开，最后松开BOOT键。

2.在断开供电的条件下按住BOOT键，再通过USB连接到电脑，最后松开BOOT键。

需要在设备管理器中确认接口，固件下载模式与普通模式下的接口序号可能是不一样的。

MicroPython

Mircopython.png

MicroPython是Python 3编程语言的精益高效实现，包括 Python 标准库的一小部分，并且经过优化，可在微控制器和有限的硬件资源中运行。

由 Damien P. George 于 2013年 众筹开源。

它与使用C程序开发微控制器最明显的差异性，就是验证代码时无需漫长的编译。

使用串口通信软件，通过REPL(read-eval-print-loop)输入命令来控制微控制器，和Python的REPL一样。

也可使用一些工具将 python 脚本文件上传到微控制器内运行。

它对Python 3 的实现，包括了支持多线程的 _thread 库，编写并发代码的 asyncio 库。

它尽可能与普通Python兼容，允许您轻松地将代码从桌面端移植到微控制器。

同时它还具备一些特定用于微控制器的库，以便充分利用微控制器芯片内的硬件功能，例如定时器，硬件中断，WiFi等，这取决于具体的硬件。

在具备上述特性的同时，它的硬件开销很少，最低只需 256k 的代码空间和 16k 的 RAM 即可运行。

如果你了解Python，很大程度上你就已经了解MicroPython了。

在另一方面，你深入地学习MicroPython，也能提升你对Python的理解。

Arduino

Arduino logo 1200x350.png

Arduino 是一个开源嵌入式软硬件开发平台，用来供用户制作可交互式的嵌入式项目。

Arduino 集成开发环境（IDE）是此平台的软件核心，使用C/C++编程语言开发项目。

Arduino 最大的特性就是提供统一的API来开发所有它所支持的微控制器，具有非常良好的代码可移植性和可复用性。

此外它简化了搭建开发环境的过程，所有它所支持的微控制器的开发环境都可一键安装配置。

它还提供简单的一键式机制来编译和上传程序到微控制器中运行。

Arduino IDE中还集成了很多例程，辅有大量的注释，能帮助用户快速上手。

Arduino 社区中积累的大量的优秀开源项目可供参考与学习，还有相当多的芯片制造商提供的驱动库与API。

资料与资源

样品购买

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