ESP单片机硬件


开发板

flash工具:
https://docs.espressif.com/projects/esp-test-tools/zh_CN/latest/esp32/production_stage/tools/flash_download_tool.html

esp32s3 lde灯:
红色 电源等
蓝色 串口灯

https://docs.espressif.com/projects/esp-dev-kits/zh_CN/latest/esp32s3/esp32-s3-devkitc-1/user_guide_v1.1.html#getting-started

引脚说明
3.3v供电 正极
5v供电(能输入也能输出) 正极,如果不适用type c口供电可以使用这个给开发板供电
三个 GND负极
25个通用GPIO(输入输出)

常用外设

  • 面包板

    • 中间每行五个格子互通,行与行之间不互通,间距很远的横向不互通
    • 两侧纵向整列互通,列与列不互通
  • LED

    • 单向导电发光二极管
    • 长脚阳极,短脚阴极
    • 一般电流在3ma-20ma之间,通常会串联一个电阻(阴极阳极都可以)
    • 二极管发光时两端电压约为1.7V,这个电压又叫做导通压降
  • 按键(机械弹性开关)

    • 需要做按键消抖
    • 四角按键,距离隔的远的一边是联通的,通常同侧这边是不联通的能组成一组开关
  • 数码管

    • 接线类型分为共阴极、共阳极公共端,要根据数码管型号来区分,
    • 区分类型看侧边型号,如果没有可使用万用表蜂鸣器
    • 多位数码管要显示多个数字时,要使用动态扫描,即循环让每个位都显示一位数速度足够快就像同时亮起一样

名词解释

  • 模拟量

    • 连续变换的信号,可以任意无线细分的信号
    • 例如:语音,速度,电压,温度
    • 计算机不能直接处理
    • 要对连续的信号间接采样,转为数字量(采样量化),再输入给计算机
  • 数字量

    • 离散信号,只能取有限的,特定的数值
    • 例如:开关,数字图像,时钟
    • 计算机能直接处理
    • 单片机处理完数字量后,通过平滑转为模拟量输出(滤波)
  • 呼吸灯 PWM

    • Pulse width Modulation,简称脉宽调制,是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用在测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
    • 占空比:一个周期内高电平出现时间占总时间比例
    • 频率:1秒钟内信号从高电平到低电平再回到高电平的次数,一秒钟
    • PWM 的周期次数PWM 主要通过输出不同频率、占空比的方波,实现固定频率或平均电压输出。频率固定,改变占空比可改变输出电压
    • ESP可以使用idf中封装的ledc来建立pwm通道
  • ADC控制

    • Analog to Digital Converter模数转换器,它可以将模拟信号转换为数字信号。由于单片机只能识别二进制数字,所以外界模拟信号常常会通过 ADC转换成其可以识别的数字信号。常见的应用就是将变化的电压转成数字信号。

通信方式

芯片到设备之间的交互

  • GPIO 通用输入/输出数字量
  • PWM 脉冲宽度调制,产生模拟型号
    • 例如可调节开关,通过输入快速切换的数字量高低电平模拟平滑的模拟信号
  • ADC 模/数转换器,将模拟量转为数字量,从传感器中读取模拟数据
  • DAC 数/模转换器,将数字量转为模拟量,向执行器生成模拟输出,例如播放音频

芯片到芯片之间的交互

  • UART 通用异步收发器,就像两个部分之间收发邮件,不需要同时进行(通常与计算机连接,例如烧录)
  • SPI 串行外设接口,同步全双工(同时双向传输),通常和要求速度的设备连接,例如屏幕
  • I2C-I2C总线,同步半双工(支持双线传输,但是一次只能一方发送),常用于各种传感器连接

单片机 - 单片机外部传输

  • wifi
  • zigbee
  • nb-lot
  • bluetooth
  • lora
通信方法范围功耗速率设备密度
wifi小高10MB-1GB高
zigbee小高<250KB高
nb-lot广低<250KB低
bluetooth小低<100MB低
lora广低100B-10KB低