DIY ESP32模塊

PCB圖如下：

成分

描述

DIY ESP32 模塊

ESP32?是一系列低成本、低功耗的片上系統微控制器，集成了 Wi-Fi 和雙模藍牙。ESP32 系列采用雙核和單核版本的 Tensilica Xtensa LX6 微處理器、Xtensa LX7 雙核微處理器或單核 RISC-V 微處理器，并包括內置天線開關，

RF balun、功率放大器、低噪聲接收放大器、濾波器和電源管理模塊。ESP32 由總部位于上海的中國公司 Espressif Systems 創建和開發，并由臺積電使用其 40 納米工藝制造。 [2] 它是 ESP8266 微控制器的繼任者。

ESP32 功能概述

您應該已經聽夠了有關新芯片的信息了！從規格來看，這是未來的芯片，適用于您想要構建的任何連接。無需使用微控制器和附加 WiFi、藍牙模塊來構建連接的東西，這是您可能想要使用的唯一芯片。聽起來不錯？但是等等，這會帶來很多編程復雜性。所以在本教程中，我將從實用性的角度來梳理一下芯片的規格。在開始之前您需要了解的事情以及真正重要的功能！

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下面的框圖顯示了其中的所有內容！我們將查看這些塊中的每一個，并了解它們在您的項目/產品中使用 ESP32 時的含義。

雙核處理器

在構建連接的東西時取消外部微控制器/Arduino....

ESP32 的前身 ESP8266 具有內置處理器。然而，由于更新 WiFi 堆棧涉及多任務，大多數應用程序使用單獨的微控制器進行數據處理、連接傳感器和數字輸入輸出。對于 ESP32，您可能不想使用額外的微控制器。ESP32 有 Xtensa 嗎？雙核 32 位 LX6 微處理器，運行速度高達 600 DMIPS。ESP32 將在 160Mhz 到 240MHz 的分線板和模塊上運行。對于需要具有連接選項的微控制器的任何東西來說，這都是非常好的速度。

這兩個內核被命名為協議 CPU (PRO_CPU) 和應用 CPU (APP_CPU)。這基本上意味著 PRO_CPU 處理器處理 WiFi、藍牙和其他內部外圍設備，如 SPI、I2C、ADC 等。APP_CPU 被排除在應用程序代碼之外。這種區分是在 Espressif 互聯網開發框架 (ESP-IDF) 中完成的。ESP-IDF 是芯片的官方軟件開發框架。用于開發的 Arduino 和其他實現將基于 ESP-IDF。

ESP-IDF 使用 freeRTOS 在處理器之間進行切換以及它們之間的數據交換。我們已經完成了大量關于 freeRTOS 的教程，并且通過所有 ESP32 的裸機編程教程，我們將嘗試詳細介紹這方面。盡管功能集以芯片的銷售價格來說非常好，但其復雜性是巨大的。要使該芯片得到廣泛采用，需要樂鑫和社區的巨大努力。

內部存儲器

處理器緊密綁定內部存儲器，用于以下用途：

用于啟動和核心功能的 448 KB ROM。

用于數據和指令的 520 KB 片上 SRAM。

RTC中的8 KBytes SRAM，稱為RTC SLOW Memory，可以被協處理器訪問

在深度睡眠模式期間。

RTC中8 KBytes SRAM，稱為RTC FAST Memory，可用于數據存儲；它被訪問

在 RTC 從 Deep-sleep 模式啟動期間由主 CPU 執行。

1 Kbit EFUSE，其中 256 位用于系統（MAC 地址和芯片配置），其余 768 位保留給客戶應用，包括 Flash-Encryption 和 Chip-ID

外部閃存和 SRAM

ESP32 Wroom 等大多數模塊都使用外部 Flash-W25Q32（4M 字節?。﹣泶鎯贸绦虼a。該芯片支持 4 x 16 MBytes 的外部 QSPI 閃存和 SRAM，具有基于 AES 的硬件加密。

ESP32 通過高速緩存訪??問外部 QSPI 閃存和 SRAM。

高達 16 MB 的外部閃存映射到 CPU 代碼空間，支持 8、16 和 32 位訪問。支持代碼執行。

高達 8 MB 的外部 SRAM 內存映射到 CPU 數據空間，支持 8、16 和 32 位訪問。閃存和 SRAM 支持數據讀取。SRAM 支持數據寫入。

由于處理器架構是 32 位的。內部外圍設備、wifi、藍牙、外部存儲器等映射到 2^32 (4GB) 地址空間
。

還需要注意的一件有趣的事情是兩個處理器都對稱地映射到該地址空間。這基本上意味著，例如可以從兩個 CPU 的相同地址位置訪問寄存器，如下圖所示。

因此，從項目/產品開發的角度來看這些功能，您可以取消外部微控制器/Arduino。然而，它帶來了處理器之間切換和處理應用程序數據的復雜性。它不會像普通的微控制器開發那樣單向。我們將在我們計劃做的眾多教程中對此進行探索。

無線網絡

ESP32 實現 TCP/IP、完整的 802.11 b/g/n/e/i WLAN MAC 協議和 Wi-Fi Direct 規范。這意味著 ESP 32 在站（客戶端）模式下使用時可以與大多數 WiFi 路由器通話。它還能夠創建一個具有完整 802.11 b/g/n/e/i 的接入點。

ESP32 還支持 Wi-Fi Direct 。Wifi-Direct 是無需接入點的點對點連接的不錯選擇。Wifi-Direct 更容易設置，數據傳輸速度比藍牙好得多。這可能用于從支持 WiFi 直連的手機/平板電腦配置基于 ESP32 的項目。在撰寫本文時，ESP-IDF SDK 中沒有代碼示例。ESP-IDF WiFi 實現在開發中具有以下功能：

基礎設施 BSS Station 模式/P2P 模式/softAP 模式支持

P2P 發現、P2P 組所有者、P2P 組客戶端和 P2P 電源管理

WPA/WPA2-企業版和 WPS 驅動程序

到目前為止，我們看到的所有功能都封裝在 6mm x 6mm 的 48 引腳 QFN 封裝中。[此處的圖片] 更好看的圖片是 ESP Wroom32 分接頭的引腳圖。

我們計劃用 ESP32 制作幾塊板子。我們目前正在研究犀鳥 ESP32。它基于 Wroom32 并帶有內置的單電池 LiPo 充電器。

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ESP32 具有強大的硬件功能。高速雙核處理器以及眾多內置外圍設備將取代互聯產品中的微控制器。WiFi、Bluetooth Classic 和 BLE 是構建任何連接的最佳選擇。即使項目最初不需要特定功能，也可以根據需要使用它。內置硬件加速器可實現安全代碼存儲并通過 TLS (SSL) 安全地連接到 Internet。除此之外，像紅外線遙控器這樣的“開箱即用”外圍設備將被用于許多黑客攻擊！

軟件/固件將是 ESP32 成功的關鍵。它使用 freeRTOS 來處理多任務。需要徹底了解外圍設備的數量、無線連接、雙核處理器和整體架構，以構建可靠、響應迅速、安全和強大的產品和項目。我們計劃做探索，它深入。注冊以接收通知，因為我們正在使用未來的芯片構建東西

更新

你們中的一些人還對用于工業級應用的芯片的可靠性和 WiFi 性能提出了擔憂。規格表明該芯片應該能夠表現良好，但很大程度上取決于最終產品的硬件設計。此外，在使用以前版本的芯片時，人們抱怨重置問題，深入挖掘我們發現其中一些問題是代碼結構不當。該芯片使用 RTOS 進行多任務處理，保持 WiFi 堆棧刷新。如果在代碼過程中不遵循某些規則，則會導致芯片重置、wifi 重置等。在其中一個教程中，我們將嘗試涵蓋這方面。所以請記住，如果芯片行為不穩定，它也可能是代碼。

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