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

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(→‎硬件规格)
 
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= 开发板介绍 =
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= 介绍 =
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[[File:BPI-Leaf-S3_banner.jpg]]
  
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香蕉派Leaf系列是专为物联网设计的低功耗微控制器。
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[[File:Leaf-S3-incline-front.jpg|thumb|[[BPI-Leaf-S3]] with ESP32-S3]]
  
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此款Leaf-S3板载的ESP32-S3芯片搭载 Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器，主频高达 240 MHz。
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[[File:Leaf-S3-incline-back.jpg|thumb|[[BPI-Leaf-S3]] with ESP32-S3]]
  
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支持 2.4 GHz Wi-Fi 和低功耗蓝牙 (Bluetooth® LE) 双模无线通信，外围兼容低功耗硬件设计，深度睡眠模式下功耗仅为10uA。
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[[File:Smart-01-03.gif|thumb|[[BPI-Smart ]]with ESP8266]]
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[[File:Webduino_gif.gif|thumb|[[BPI-Bit]] with ESP32]]
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[[File:BPI-AI_1.JPG|thumb|[[BPI-AI]] Kendryte K210 RISC-V]]
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[[File:ESP32_6.JPG|thumb|[[BPI-UNO32]] with ESP32 design]]
  
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主控器支持USB和外接3.7V锂电池两种供电方式，可实现双电源下自动切换电源功能，并支持USB充电方式。体积小巧，接口方便，上手简单，可直接应用于物联网低功耗项目。
+
香蕉派Leaf系列是专为物联网设计的低功耗微控制器开发板。
  
−
Leaf-S3主板在编程方面，支持ESP-IDF、Arduino、micropython等多种方式进行编程开发 。
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BPI-Leaf-S3板载ESP32-S3芯片，支持 2.4 GHz Wi-Fi 和低功耗蓝牙 (Bluetooth® LE) 双模无线通信，外围兼容低功耗硬件设计，深度睡眠模式下功耗仅为10uA。
  
−
Leaf-S3主板上标记了与芯片对应的所有IO管脚，降低了使用的门槛。
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支持USB和外接3.7V锂电池两种供电方式，可实现双电源下自动切换电源功能，并支持USB充电方式。体积小巧，接口方便，上手简单，可直接应用于物联网低功耗项目。
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BPI-Leaf-S3开发板在软件方面支持ESP-IDF、Arduino、MicroPython等多种方式进行编程开发 。
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BPI-Leaf-S3开发板上标记了与芯片对应的所有IO管脚，且IO管脚顺序与Espressif ESP32-S3-DevKitC-1开发板一致，开发者可根据实际需求，可将DevKitC-1支持的外围设备添加到BPI-Leaf-S3上，也可将开发板插在面包板上使用。
  
 
== 关键特性 ==
 
== 关键特性 ==
  
 
* ESP32-S3，Xtensa® 32 bit LX7
 
* ESP32-S3，Xtensa® 32 bit LX7
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* 片外 PSRAM , FLASH
+
* 片外FLASH 8MB
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* 片上封装PSRAM 2MB
 
* Ultra-low power 10uA
 
* Ultra-low power 10uA
 
* 2.4G WIFI ，Bluetooth 5 ，Bluetooth mesh
 
* 2.4G WIFI ，Bluetooth 5 ，Bluetooth mesh
 
* GPIO , ADC , TOUCH , PWM , I2C , SPI , RMT , I2S , UART , LCD，CAMERA ，USB , JTAG
 
* GPIO , ADC , TOUCH , PWM , I2C , SPI , RMT , I2S , UART , LCD，CAMERA ，USB , JTAG
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* 1* 4pin I2C连接座
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* 1* SH 1mm 4-Pin I2C连接座
 
* 1 * USB Type-C
 
* 1 * USB Type-C
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* 1 * 2pin 电池连接座，支持充电
+
* 1 * MX 1.25mm 2-Pin 电池连接座，支持充电
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* 1 * 彩色LED
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* 1 * 全彩色LED
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== BPI-Leaf-S3 与 ESP32-S3-DevKitC-1开发板对比 ==
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{| class="wikitable"
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|- style="font-weight:bold;"
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! 开发板
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! BPI-Leaf-S3
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! ESP32-S3-DevKitC-1
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|-
 +
| 引出GPIO
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| 36
 +
| 36
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|-
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| 3.3v管脚
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| 2
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| 2
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|-
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| 5v管脚
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| 1
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| 1
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|-
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| GND管脚
 +
| 4
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| 4
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|-
 +
| 全彩LED灯
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| 1 on GPIO48
 +
| 1 on GPIO48
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|-
 +
| 芯片直连USB
 +
| Type-C USB接口x1
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| MicroUSB接口x1
 +
|-
 +
| UART TTL转USB
 +
| 无
 +
| CP2102-MicroUSB接口x1
 +
|-
 +
| 外接电池连接座
 +
| 3.7v锂电池供电接口
 +
| 无
 +
|-
 +
| 电池充电
 +
| 500mA充电
 +
| 无
 +
|-
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| I²C JST SH 1mm 4-Pin连接座
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| 1
 +
| 无
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|}
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BPI-Leaf-S3开发板IO管脚数量，顺序，间距都与Espressif ESP32-S3-DevKitC-1开发板一致。
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BPI-Leaf-S3开发板不再具备传统的UART TTL转USB转接芯片及其USB接口，这是因为ESP32-S3芯片的内置USB功能已经足够完善，支持CDC-ACM 虚拟串口及 JTAG 适配器功能，不再需要外部的转接芯片就可以实现软件开发调试，固件下载等功能。
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相较于ESP32-S3-DevKitC-1开发板，BPI-Leaf-S3开发板增加了外接电池连接座并搭配了充电电路，可直接通过USB给电池充电，且可实现自动切换供电，即在有接3.7v锂电池的条件下，插拔USB不会导致程序中断，适应更多应用场景。
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BPI-Leaf-S3开发板上还增加了一个I²C 4pin连接座，使开发板连接一些I²C设备更加便捷稳固。其实此接口并不局限于连接I²C设备，所有可以通过一根3.3v线，一根GND线，一或两根信号线控制的设备都可以通过此4pin连接座与开发板建立通信。
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== Espressif ESP32-S3 ==
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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。
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以下是ESP32-S3芯片重要功能的描述。
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* '''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。
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* '''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。
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* '''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。
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* '''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 =
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== 硬件接口示意图 ==
 
== 硬件接口示意图 ==
  
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[[File:Leaf-S3_board.png|250px]]
+
[[File:Leaf-S3_board.png|800px]]
  
 
== 硬件规格 ==
 
== 硬件规格 ==
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|-
 
|-
 
| 片上 SRAM
 
| 片上 SRAM
−
| 320 KB
+
| 512 KB
 
|-
 
|-
 
| 片外 FLASH ROM
 
| 片外 FLASH ROM
 
| 8MB
 
| 8MB
 
|-
 
|-
−
| 片外 PSRAM
+
| 片上封装PSRAM
−
| 8MB
+
| 2MB
 
|-
 
|-
 
| WIFI
 
| WIFI
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|-
 
|-
 
| 最大放电电流
 
| 最大放电电流
−+
 
|-
 
|-
 
| USB充电
 
| USB充电
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== 硬件尺寸 ==
 
== 硬件尺寸 ==
  
−
[[File:Leaf-S2_board_dimension.png | 700px]]
+
[[File:Leaf-S3_board_dimension.png | 700px]]
  
 
{| class="wikitable"  
 
{| class="wikitable"  
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|-
 
|-
 
| 主板尺寸
 
| 主板尺寸
−
| 26 × 65(mm)/1.02 x 2.57(inches)
+
| 26 × 65.25(mm)/1.02 x 2.57(inches)
 
|-
 
|-
−
| 板厚
 
−
| 1.2mm
 
 
|}
 
|}
  
Line 214: Line 292:
 
| GPIO 42
 
| GPIO 42
 
|-
 
|-
−
| rowspan="11" | UART
+
| rowspan="14" | UART
 
| colspan="2" style="font-style:italic;color:#9b9b9b;" | 默认分配管脚，可重定义为任意GPIO
 
| colspan="2" style="font-style:italic;color:#9b9b9b;" | 默认分配管脚，可重定义为任意GPIO
 
|-
 
|-
Line 233: Line 311:
 
|-
 
|-
 
| U0DTR_out
 
| U0DTR_out
−
| GPIO 0
+
| 任意GPIO
 
|-
 
|-
 
| style="background-color:#ffffc7;" | U1RXD_in
 
| style="background-color:#ffffc7;" | U1RXD_in
Line 240: Line 318:
 
| U1CTS_in
 
| U1CTS_in
 
| GPIO 20
 
| GPIO 20
 +
|-
 +
| U1DSR_in
 +
| 任意GPIO
 
|-
 
|-
 
| style="background-color:#ffffc7;" | U1TXD_out
 
| style="background-color:#ffffc7;" | U1TXD_out
Line 246: Line 327:
 
| U1RTS_out
 
| U1RTS_out
 
| GPIO 19
 
| GPIO 19
 +
|-
 +
| U1DTR_out
 +
| 任意GPIO
 +
|-
 +
| style="background-color:#9aff99;" | U2
 +
| style="background-color:#9aff99;" | 任意GPIO
 
|-
 
|-
 
| I2C
 
| I2C
Line 256: Line 343:
 
| colspan="2" | 任意GPIO
 
| colspan="2" | 任意GPIO
 
|-
 
|-
−
| 红外遥控器
+
| LCD
 +
| colspan="2" | 任意GPIO
 +
|-
 +
| CAMERA
 +
| colspan="2" | 任意GPIO
 +
|-
 +
| RMT
 
| colspan="2" | 任意GPIO
 
| colspan="2" | 任意GPIO
 
|-
 
|-
 
| SPI0/1
 
| SPI0/1
−
| colspan="2" | 已用于FLASH与SPIRAM
+
| colspan="2" | 已用于FLASH与PSRAM
 
|-
 
|-
 
| SPI2/3
 
| SPI2/3
Line 268: Line 361:
 
| colspan="2" | 任意GPIO
 
| colspan="2" | 任意GPIO
 
|-
 
|-
−
| rowspan="2" | USB OTG
+
| rowspan="8" | 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）
 +
|-
 +
| rowspan="7" | USB Serial/JTAG
 
| D-
 
| D-
−
| GPIO 19
+
| GPIO 19（内部 PHY）
 
|-
 
|-
 
| D+
 
| D+
−
| GPIO 20
+
| 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
 +
| colspan="2" | 任意GPIO
 +
|-
 +
| MCPWM
 +
| colspan="2" | 任意GPIO
 
|-
 
|-
 
| TWAI
 
| TWAI
Line 282: Line 421:
 
|}
 
|}
  
−
== 电源注意事项 ==
+
= 软件 =
 +
 
 +
== ESP-IDF ==
 +
 
 +
[[File:Esp-idf-logo.png | 800px]]
 +
 
 +
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:
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 +
* [https://github.com/espressif/idf-eclipse-plugin/blob/master/README_CN.md GitHub: ESP-IDF Eclipse 插件安装与使用指南]
 +
* [https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=espressif.esp-idf-extension ESP-IDF VSCode 插件] | [https://github.com/espressif/vscode-esp-idf-extension/blob/master/docs/tutorial/toc.md GitHub: 安装与使用指南] | [https://www.bilibili.com/video/BV17p4y167uN bilibili：ESP-IDF VSCode 插件快速操作指南]
 +
 
 +
或者根据操作系统选择对应的手动安装流程:
 +
 
 +
* [https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32s3/get-started/windows-setup.html Windows 平台工具链的标准设置]
 +
* [https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32s3/get-started/linux-macos-setup.html Linux 和 macOS 平台工具链的标准设置]
 +
 
 +
API:
 +
 
 +
* [https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32s3/api-reference/index.html#api API 参考]
 +
* [https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32s3/api-guides/index.html#api API 指南]
 +
 
 +
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 ==
 +
 
 +
[[File:Mircopython.png | 800px]]
 +
 
 +
MicroPython实现了大部分Python 3 特性和语法，易学易上手，验证程序效果无需编译直接下载进芯片运行。
 +
 
 +
无论是否有编程基础，MicroPython的上手难度绝对远低于其他编程语言，其代码易读性高，且开源社区有多年积累的丰富资源，就如同Python一样拥有极强的生命力与应用价值。
 +
 
 +
* '''[https://github.com/BPI-STEAM/BPI-Leaf-S3-Doc/tree/main/Example/MicroPython-zh#1%E5%BF%AB%E9%80%9F%E4%B8%8A%E6%89%8B GitHub: MicroPython快速上手]'''
 +
 
 +
* [[ micropython_运行环境搭建 | MicroPython运行环境搭建(Thonny IDE) ]]
 +
 
 +
* [[ micropython_固件下载与烧录 | MicroPython固件下载与烧录 ]]
 +
 
 +
== CircuitPython ==
 +
 
 +
[[File:CircuitPython_Repo_header_logo.jpg | 800px]]
 +
 
 +
CircuitPython是旨在简化在单片机开发板上进行编程实验和学习的一种编程语言。
 +
 
 +
配合Mu编辑器进行CircuitPython编程是最低难度的上手方法，安装软件，连接设备即可开始使用。
 +
 
 +
[https://circuitpython.org/board/bpi_leaf_s3/ BPI-Leaf-S3 CircuitPython 下载页面]
 +
 
 +
[https://codewith.mu/ Mu编辑器 下载页面]
 +
 
 +
'''安装tinyUF2固件：'''
 +
 
 +
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。
 +
 
 +
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。
 +
 
 +
在BPI-Leaf-S3 CircuitPython 下载页面底部的 Install, Repair, or Update UF2 Bootloader 栏目中，参考其说明下载安装tinyUF2固件。
  
−
* 3V3可以做直流电源输入或输出，但一定不能接3.3V以上的电压，不可用于电池充电。
+
'''安装CircuitPython固件：'''
  
−
* 5V可以做直流电源输入或输出，可用于电池充电，只有在通过USB供电时才会输出电压。
+
在BPI-Leaf-S3 CircuitPython 下载页面右侧点击 DOWNLOAD .UF2 NOW 按钮下载固件到本地，随后拷贝至BPI-Leaf-S3 UF2 Bootloader模式下的磁盘中，自动复位后即可使用。
  
−
* 电池连接座推荐接3.7V聚合物锂电池，输入电压范围为3.3V~5.5V。
+
'''已得到adafruit/circuitpython GitHub存储库支持'''
  
−
* 预留了1.25mm连接座，如果觉得电池连接座过大，可以手动焊接将电池接口换为1.25MM,2Pin的连接座。
+
https://github.com/adafruit/circuitpython/pull/6904
  
−
[[File:Leaf-S2_Battery_connection_base.png]]
+
'''已得到adafruit/tinyuf2 GitHub存储库支持'''
  
−
= 软件 =
+
https://github.com/adafruit/tinyuf2/pull/196
  
 
== Arduino ==
 
== Arduino ==
 +
 +
[[File:Arduino_logo_1200x350.png | 800px]]
 +
 +
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。
 +
 +
* [https://www.arduino.cc/en/software Arduino IDE 下载地址] | [https://docs.espressif.com/projects/arduino-esp32/en/latest/installing.html#installing 安装并配置Arduino-ESP32运行环境]
 +
* [https://github.com/BPI-STEAM/BPI-Leaf-S3-Doc/blob/main/Example/Arduino GitHub: BPI-Leaf-S3 Arduino快速上手]
 +
* [https://docs.espressif.com/projects/arduino-esp32/en/latest/libraries.html#apis Arduino-ESP32 APIs]
 +
 +
'''已得到 arduino-esp32 GitHub 存储库支持'''
 +
 +
https://github.com/espressif/arduino-esp32/pull/7345
 +
 +
该板已合并到主分支。
 +
 +
= 资料与资源 =
 +
 +
* [https://github.com/BPI-STEAM/BPI-Leaf-S3-Doc/blob/main/sch/BPI-Leaf-S3-Chip-V0.1A.pdf GitHub: BPI-Leaf-S3 开发板原理图PDF]
 +
 +
* [https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32-s3_datasheet_cn.pdf ESP32-S3 技术规格书]
 +
 +
* [https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32-s3_technical_reference_manual_cn.pdf ESP32-S3 技术参考手册]
 +
 +
=样品购买=
 +
 +
* 官方速卖通: https://www.aliexpress.com/item/1005004428945296.html?spm=5261.ProductManageOnline.0.0.48af4edfYbyEoI
 +
* 官方淘宝: https://item.taobao.com/item.htm?spm=a2126o.success.0.0.29034831FGnLQW&id=677287234553
 +
* OEM&OEM 定制服务 ： [email protected]

Latest revision as of 18:56, 3 April 2023


介绍

BPI-Leaf-S3 banner.jpg

BPI-Leaf-S3 with ESP32-S3
BPI-Leaf-S3 with ESP32-S3
BPI-Smart with ESP8266
BPI-Bit with ESP32
BPI-AI Kendryte K210 RISC-V
BPI-UNO32 with ESP32 design

香蕉派Leaf系列是专为物联网设计的低功耗微控制器开发板。

BPI-Leaf-S3板载ESP32-S3芯片，支持 2.4 GHz Wi-Fi 和低功耗蓝牙 (Bluetooth® LE) 双模无线通信，外围兼容低功耗硬件设计，深度睡眠模式下功耗仅为10uA。

支持USB和外接3.7V锂电池两种供电方式，可实现双电源下自动切换电源功能，并支持USB充电方式。体积小巧，接口方便，上手简单，可直接应用于物联网低功耗项目。

BPI-Leaf-S3开发板在软件方面支持ESP-IDF、Arduino、MicroPython等多种方式进行编程开发 。

BPI-Leaf-S3开发板上标记了与芯片对应的所有IO管脚，且IO管脚顺序与Espressif ESP32-S3-DevKitC-1开发板一致，开发者可根据实际需求，可将DevKitC-1支持的外围设备添加到BPI-Leaf-S3上，也可将开发板插在面包板上使用。

关键特性

  • ESP32-S3，Xtensa® 32 bit LX7
  • 片外FLASH 8MB
  • 片上封装PSRAM 2MB
  • 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* SH 1mm 4-Pin I2C连接座
  • 1 * USB Type-C
  • 1 * MX 1.25mm 2-Pin 电池连接座，支持充电
  • 1 * 全彩色LED

BPI-Leaf-S3 与 ESP32-S3-DevKitC-1开发板对比

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

BPI-Leaf-S3开发板IO管脚数量，顺序，间距都与Espressif ESP32-S3-DevKitC-1开发板一致。

BPI-Leaf-S3开发板不再具备传统的UART TTL转USB转接芯片及其USB接口，这是因为ESP32-S3芯片的内置USB功能已经足够完善，支持CDC-ACM 虚拟串口及 JTAG 适配器功能，不再需要外部的转接芯片就可以实现软件开发调试，固件下载等功能。

相较于ESP32-S3-DevKitC-1开发板，BPI-Leaf-S3开发板增加了外接电池连接座并搭配了充电电路，可直接通过USB给电池充电，且可实现自动切换供电，即在有接3.7v锂电池的条件下，插拔USB不会导致程序中断，适应更多应用场景。

BPI-Leaf-S3开发板上还增加了一个I²C 4pin连接座，使开发板连接一些I²C设备更加便捷稳固。其实此接口并不局限于连接I²C设备，所有可以通过一根3.3v线，一根GND线，一或两根信号线控制的设备都可以通过此4pin连接座与开发板建立通信。

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

Leaf-S3 board.png

硬件规格

BPI-Leaf-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
片外 FLASH ROM 8MB
片上封装PSRAM 2MB
WIFI IEEE 802.11 b/g/n ，2.4Ghz频带，150Mbps
蓝牙 Bluetooth 5 ，Bluetooth mesh
GPIO BPI-Leaf-S3已引出36个可用GPIO
ADC 2 × 12 位 SAR ADC，支持 20 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，Type-C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
USB充电 支持
最大充电电流 500mA
可控全彩色LED 1

硬件尺寸

Leaf-S3 board dimension.png

BPI-Leaf-S3 尺寸表
管脚间距 2.54mm
安装孔间距 23mm/ 62.25mm
安装孔尺寸 内径2mm/外径3mm
主板尺寸 26 × 65.25(mm)/1.02 x 2.57(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-Leaf-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
彩色LED GPIO 48

软件

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实现了大部分Python 3 特性和语法，易学易上手，验证程序效果无需编译直接下载进芯片运行。

无论是否有编程基础，MicroPython的上手难度绝对远低于其他编程语言，其代码易读性高，且开源社区有多年积累的丰富资源，就如同Python一样拥有极强的生命力与应用价值。

CircuitPython

CircuitPython Repo header logo.jpg

CircuitPython是旨在简化在单片机开发板上进行编程实验和学习的一种编程语言。

配合Mu编辑器进行CircuitPython编程是最低难度的上手方法，安装软件，连接设备即可开始使用。

BPI-Leaf-S3 CircuitPython 下载页面

Mu编辑器 下载页面

安装tinyUF2固件：

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。

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。

在BPI-Leaf-S3 CircuitPython 下载页面底部的 Install, Repair, or Update UF2 Bootloader 栏目中，参考其说明下载安装tinyUF2固件。

安装CircuitPython固件：

在BPI-Leaf-S3 CircuitPython 下载页面右侧点击 DOWNLOAD .UF2 NOW 按钮下载固件到本地，随后拷贝至BPI-Leaf-S3 UF2 Bootloader模式下的磁盘中，自动复位后即可使用。

已得到adafruit/circuitpython GitHub存储库支持

https://github.com/adafruit/circuitpython/pull/6904

已得到adafruit/tinyuf2 GitHub存储库支持

https://github.com/adafruit/tinyuf2/pull/196

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。

已得到 arduino-esp32 GitHub 存储库支持

https://github.com/espressif/arduino-esp32/pull/7345

该板已合并到主分支。

资料与资源

样品购买

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