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Seeed Studio XIAO ESP32C3 开发板

Seeed Studio XIAO ESP32C3是一款基于express的物联网迷你开发板 ESP32-C3 WiFi/蓝牙双模芯片ESP32-C3是一款32位RISC-V CPU，包含一个FPU(浮点单元)，用于32位单精度运算，具有强大的计算能力。 它具有出色的射频性能，支持IEEE 802.11 b/g/n WiFi和蓝牙5 (LE)协议。该电路板附带一个外部天线，以增加无线应用程序的信号强度。 它还具有小巧精致的外形，并结合了单面表面贴装设计。 它配备了丰富的接口，具有11个数字I/O，可作为PWM引脚和4个模拟I/O，可作为ADC引脚。支持**UART、I2C、SPI等4种串行接口。在电路板上还有一个小的复位按钮和一个引导加载模式按钮。XIAO ESP32C3与Grove Shield for Seeeduino XIAO和Seeeduino XIAO Expansion board完全兼容。除Seeeduino XIAO Expansion board外，该板上的SWD弹簧触点不兼容。

基于以上特点，XIAO ESP32C3定位为高性能、低功耗、高性价比的物联网微型开发板，适用于低功耗物联网应用和无线可穿戴应用。

这个wiki将向您展示如何快速开始使用XIAO ESP32C3!

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特性​

  • 强大的CPU: ESP32-C3, 32位RISC—V单核处理器，工作频率高达160 MHz

  • 完整的Wi-Fi子系统:符合IEEE 802.11b/g/n协议，支持Station模式、SoftAP模式、SoftAP + Station模式和混杂模式

  • 蓝牙LE子系统:支持蓝牙5和蓝牙mesh功能

  • 超低功耗:深度睡眠功耗约为43μA

  • 更好的射频性能:包括外部射频天线

  • 电池充电芯片:支持锂电池充放电管理

  • 丰富的片上资源:400KB SRAM, 4MB板载闪存

  • 超小尺寸:拇指大小(20x17.5mm) XIAO系列经典外形，适用于可穿戴设备和小型项目

  • 可靠的安全特性:支持AES-128/256、Hash、RSA、HMAC、数字签名和安全启动的加密硬件加速器

  • 丰富的接口:1xI2C, 1xSPI, 2xUART, 11xGPIO(PWM)， 4xADC, 1xJTAG bonding pad接口

  • 单面组件，表面安装设计

规范比较​

名称Seeed Studio XIAO ESP32C3Seeeduino XIAOSeeed XIAO RP2040Seeed XIAO BLESeeed XIAO BLE Sense
处理器ESP32-C3 32位RISC-V @160MHzSAMD21 M0+@48MHzRP2040 Dual-core M0+@133MhznRF52840 M4F@64MHznRF52840 M4F@64MHz
无线连接WiFi和蓝牙5 (LE)N/AN/A蓝牙 5.0/BLE/NFC蓝牙 5.0/BLE/NFC
内存400KB SRAM, 4MB板载闪存32KB SRAM 256KB 闪存264KB SRAM 2MB 板载闪存256KB RAM, 1MB 闪存 2MB 板载闪存256KB RAM,1MB 闪存 2MB 板载闪存
内置的传感器N/AN/AN/AN/A6 DOF IMU (LSM6DS3TR-C), PDM 麦克风
串口I2C/UART/SPII2C/UART/SPII2C/UART/SPII2C/UART/SPII2C/UART/SPI
PWM/Analog 引脚11/411/1111/411/611/6
开发板的按钮复位/启动按钮N/A复位/启动按钮复位按钮复位按钮
开发板LED灯充电 LEDN/A全彩RGB/三合一LED合一LED/充电LED3- one LED/充电LED
电池充电芯片内置的N/AN/ABQ25101BQ25101
编程语言Arduino/MicroPythonArduino/ CircuitPythonArduino/ MicroPython/ CircuitPythonArduino/ MicroPython/ CircuitPythonArduino/ MicroPython/ CircuitPython

硬件概述​

引脚分配图​

*A3（GP105） - 使用 ADC2，由于采样信号错误，ADC2 可能无法工作。为了获得可靠的模拟读数，请改用 ADC1（A0/A1/A2）。请参阅 ESP32-C3 数据表。

组件的概述​

电源引脚​

  • 5V -从USB端口向外5V。你也可以使用它作为电压输入，但你必须有某种二极管之间的外部电源源和这个引脚阳极到电池，阴极到5V引脚。

  • 3V3 -这是板载调节器的调节输出。你可以画700mA

  • GND -电源/数据/信号地

Strapping 管脚​

根据芯片说明书ESP32C3， GPIO2， GPIO8和GPIO9是捆绑式引脚，这些引脚的高低电平配置可能会让芯片进入不同的启动模式，使用这些引脚时请注意这一点，否则可能会阻止你的XIAO一直上传或执行程序。

开始​

首先，我们将XIAO ESP32C3连接到计算机，将LED连接到板上，并从Arduino IDE中上传一个简单的代码，通过闪烁连接的LED来检查板是否正常工作。

软件设置​

  • 步骤 1. 根据您的操作系统下载并安装最新版本的Arduino IDE

  • 步骤 2. 启动Arduino应用程序

  • 步骤 3. 将ESP32板包添加到您的Arduino IDE中

找到File > Preferences，并使用以下URL填充Additional Boards Manager URLs: https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json

找到 Tools > Board > Boards Manager..., 在搜索框中输入关键字“esp32”，选择esp32的最新版本并安装。

  • 步骤 4. 选择你的开发板和串口

开发板

找到Tools > Board > ESP32 Arduino并选择“XIAO_ESP32C3”。开发板的列表有点长，你需要滚动到底部才能到达它。

串口

切换到Tools > Port，选择连接的XIAO ESP32C3的串口名称。这可能是COM3或更高(COM1和COM2通常留给硬件串口)。

硬件设置​

你需要准备以下内容:

tip

部分USB线只能供电，不能传输数据。如果你没有USB线或不知道你的USB线是否可以传输数据，你可以检查见USB Type-C support USB 3.1。

  • 步骤 1. 通过USB Type-C数据线将XIAO ESP32C3连接到计算机。
  • 步骤 2. 将LED连接到D10引脚，连接方式如下所示

请注意: 确保串联一个电阻(大约150Ω)，以限制通过LED的电流，并防止电流过大，可能烧毁LED

闪烁LED​

  • 步骤 1. 将下面的代码复制到Arduino IDE中
// 根据引脚图定义 LED
int led = D10;

void setup() {
  // 初始化数字引脚 led 为输出模式
  pinMode(led, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(led, HIGH);   // 打开 LED
  delay(1000);               // 等待 1 秒
  digitalWrite(led, LOW);    // 关闭 LED
  delay(1000);               // 等待 1 秒
}
  • 步骤 2. 点击Upload按钮将代码上传到面板

上传后，你会看到连接的LED闪烁，每次闪烁之间有1秒的延迟。这意味着连接成功，现在您可以使用XIAO ESP32C3探索更多项目!

电池的使用​

ESP32C3可以使用3.7V锂电池作为电源输入。您可以参考下面的图来了解连接方法

pir
caution

焊接时，请注意不要短路正负端子，烧坏电池和设备。

电池使用说明:

  1. 请使用符合规格的合格电池。

  2. 使用电池的时候可以通过数据线连接到你的电脑设备上，放心，XIAO有内置的电路保护芯片，很安全。

  3. 当电池供电时，XIAO ESP32C3不会有任何LED亮起(除非您编写了特定的程序)，请不要根据LED的状态来判断XIAO ESP32C3是否工作，请根据您的程序来合理地判断。

  4. 抱歉，我们目前没有办法通过软件帮助您查看剩余电量(因为没有更多可用的芯片引脚)，您需要定期给电池充电或使用万用表查看电量。

检查电池电压​

由于ESP32C3引脚数量的限制，工程师没有额外的引脚分配给电池进行电压测量，以确保XIAO ESP32C3具有与其他XIAO 系列相同的GPIOs数量。

但如果你更喜欢使用单独的引脚进行电池电压测量，你可以参考msfujino的天才操作。我们还要特别感谢msfujino为XIAO ESP32C3所分享的所有经验和努力。

基本工作思路是:将电池电压用200k除以1/2，连接到A0端口，以便监测电压。

pir

数据表上说的是2500mV全量程AD转换，但芯片与芯片之间有很大的差异，实际上是±10%。我的芯片是2700mV的全尺寸。

幸运的是，每个芯片的校准校正值都写在保险丝区域，通过使用alalogReadMilliVolts()函数，我可以读取校正的电压值，而无需做任何特殊操作 AD转换结果与万用表测得的电压一致，误差在5 mV左右，在实际使用中没有问题。

此外，特别是在通信过程中，会出现类似尖峰的错误，必须平均16次才能消除它们。

以下是测试电池电压的程序。

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(A0, INPUT);         // ADC
}

void loop() {
  uint32_t Vbatt = 0;
  for(int i = 0; i < 16; i++) {
    Vbatt = Vbatt + analogReadMilliVolts(A0); // 带修正的 ADC
  }
  float Vbattf = 2 * Vbatt / 16 / 1000.0;     // 衰减比 1/2，mV 转 V
  Serial.println(Vbattf, 3);
  delay(1000);
}
tip

以上内容来自Seeed Studio论坛用户msfujino，原发于: https://forum.seeedstudio.com/t/battery-voltage-monitor-and-ad-conversion-for-xiao-esp32c/267535. 我们建议您在尝试测量电池电压之前，有良好的动手能力和更好的焊接技能，并小心危险的行为，如使电池短路。

深度睡眠模式和唤醒​

该XIAO ESP32C3设计支持深度睡眠模式和唤醒功能。对于这两个函数的使用，我们提供以下使用示例。

#define BUTTON_PIN_BITMASK 0x200000000 // 2^33 in hex

RTC_DATA_ATTR int bootCount = 0;

/*
方法打印 ESP32 从睡眠中唤醒的原因
*/
void print_wakeup_reason(){
  esp_sleep_wakeup_cause_t wakeup_reason;

  wakeup_reason = esp_sleep_get_wakeup_cause();

  switch(wakeup_reason)
  {
    case ESP_SLEEP_WAKEUP_EXT0 : Serial.println("通过 RTC_IO 外部信号唤醒"); break;
    case ESP_SLEEP_WAKEUP_EXT1 : Serial.println("通过 RTC_CNTL 外部信号唤醒"); break;
    case ESP_SLEEP_WAKEUP_TIMER : Serial.println("通过定时器唤醒"); break;
    case ESP_SLEEP_WAKEUP_TOUCHPAD : Serial.println("通过触摸板唤醒"); break;
    case ESP_SLEEP_WAKEUP_ULP : Serial.println("通过 ULP 程序唤醒"); break;
    default : Serial.printf("唤醒不是由深度睡眠引起的: %d\n",wakeup_reason); break;
  }
}

void setup(){
  Serial.begin(115200);
  delay(1000); // 给串口监视器一些时间

  // 增加启动次数并每次重启时打印
  ++bootCount;
  Serial.println("启动次数: " + String(bootCount));

  // 打印 ESP32 唤醒原因
  print_wakeup_reason();

  esp_deep_sleep_enable_gpio_wakeup(BIT(D1), ESP_GPIO_WAKEUP_GPIO_LOW);

  // 现在进入睡眠模式
  Serial.println("进入睡眠模式");
  esp_deep_sleep_start();
  Serial.println("这行不会被打印");
}

void loop(){
  // 这个函数不会被调用
}

如果您足够快，可以在XIAO进入深度睡眠之前打开串行监视器，那么您可以看到如下所示的消息输出。这意味着XIAO现在“睡着了”。

tip

进入深度睡眠模式后，XIAO的端口将消失，你需要唤醒它才能再次看到它的端口号!

在程序中，我们使用D1低电平来唤醒。这意味着我们可以将一个按钮连接到针D1，当我们按下按钮时，XIAO就会醒来。

caution

目前XIAO ESP32C3只支持GPIO唤醒，支持唤醒的引脚只有D0~D3。这个程序可能无法在其他引脚上工作。

常见问题解答​

Q1:我的Arduino IDE在向板上传代码时卡住了​

当开发板连接到你的电脑时，你可以首先尝试通过点击重置按钮来重置棋盘。如果这不起作用，按住BOOT按钮，同时按住BOOT按钮，将电路板连接到PC，然后释放它以进入bootloader模式。

Q2: 我的板子在Arduino IDE上没有显示为串行设备​

遵循上面Q1的答案

Q3: 我想用工厂固件刷新引导程序​

你可以简单地通过USB Type-C将电路板连接到PC，并使用ESP RF测试工具使用工厂固件刷新引导程序。

  • 步骤 1. 按住BOOT按钮并将XIAO ESP32C3连接到PC以进入bootloader模式

  • 步骤 2. 连接好后，松开开机按钮

  • 步骤 3. 访问此页面并下载ESP RF测试工具和测试指南

  • 步骤 4. 解压.zip，导航到ESP_RF_Test_EN\ESP_RF_Test_EN\EspRFTestTool_v2.8_Manual并打开EspRFTestTool_v2.8_Manual.exe
  • 步骤 5. 选择ESP32C3作为芯片类型，你的COM端口，115200作为波特率，然后点击open

您将看到以下输出

当闪烁成功时，您将看到以下输出

MicroPython GitHub 存储库​

资源​

课程资料​

技术支持和产品讨论​

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