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Seeed Studio XIAO ESP32S3 系列入门指南

Seeed Studio XIAO ESP32S3Seeed Studio XIAO ESP32S3 SenseSeeed Studio XIAO ESP32S3 Plus
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简介​

Seeed Studio XIAO 系列是小型开发板，具有相似的硬件结构，尺寸真正达到拇指大小。代号"XIAO"代表其一半特性"Tiny"（微小），另一半则是"Puissant"（强大）。

Seeed Studio XIAO ESP32S3 Sense 集成了摄像头传感器、数字麦克风和 SD 卡支持。结合嵌入式机器学习计算能力和摄影功能，这款开发板可以成为您开始智能语音和视觉 AI 的绝佳工具。

tip

OV2640 摄像头已停产，后续的 XIAO ESP32S3 Sense 使用 OV3660 摄像头型号。但是，Wiki 中的摄像头示例代码仍然适用。

规格参数​

产品XIAO ESP32-S3XIAO ESP32-S3 SenseXIAO ESP32-S3 Plus
处理器ESP32-S3R8
Xtensa LX7 双核，32 位处理器，运行频率高达 240 MHz
无线连接完整的 2.4GHz Wi-Fi 子系统
蓝牙低功耗 5.0 / 蓝牙 Mesh
内置传感器/1x OV3660 摄像头传感器
1x 数字麦克风		/
存储片上 8MB PSRAM & 8MB Flash片上 8MB PSRAM & 8MB Flash
板载 SD 卡插槽，支持 32GB FAT		片上 8MB PSRAM & 16MB Flash
接口1x UART
1x IIC
1x SPI
11x GPIO(PWM)
9x ADC
1x 用户 LED
1x 充电 LED
1x 复位按钮
1x Boot 按钮		1x UART
1x IIC
1x IIS
1x SPI
11x GPIOs (PWM)
9x ADC
1x 用户 LED
1x 充电 LED
1x B2B 连接器（带 2 个额外 GPIO）
1x 复位按钮
1x Boot 按钮		2x UART
1x IIC
1x IIS
2x SPI
18x GPIOs (PWM)
9x ADC
1x 用户 LED
1x 充电 LED
1x B2B 连接器
1x 复位按钮
1x Boot 按钮
尺寸21 x 17.8mm21 x 17.8 x 15mm（含扩展板）21 x 17.8mm
电源（典型值）输入电压（Type-C）：5V
输入电压（BAT）：3.7V
功耗电路工作电压：
- Type-C：5V@19mA
- BAT：3.8V@22mA		电路工作电压：
- Type-C：[email protected]
- BAT：[email protected]（含扩展板）		电路工作电压：
- Type-C：5V@28mA
- BAT：3.8V@35mA
/网络摄像头 Web 应用：
- Type-C：
-- 平均功耗：5V/~140mA
-- 峰值功耗（图像捕获）：5V/~347mA
- 电池：
-- 平均功耗：3.8V/~155mA
-- 峰值功耗（图像捕获）：3.8V/~366mA		/
/麦克风录音 & SD 卡写入：
- Type-C：
-- 平均功耗：5V/54.58mA
-- 峰值功耗：5V/86.7mA
- 电池：
-- 平均功耗：3.8V/64.5mA
-- 峰值功耗：3.8V/109.3mA		/
50mA（快充）/ 3.8mA（涓流）/充电电流：
100mA（快充）/ 0.9mA（涓流）
低功耗模式（典型值）
（供电电压：3.8V）		调制解调器睡眠模式：27mA
轻度睡眠模式：2mA
深度睡眠模式：14μA		调制解调器睡眠模式：44mA
轻度睡眠模式：5mA
深度睡眠模式：3mA		调制解调器睡眠模式：3.8V/31.6 mA
轻度睡眠模式：3.8V/2.45 mA
深度睡眠模式：3.8V/33.51 μA
Wi-Fi 启用功耗（典型值）活动模式：100 mA活动模式：110 mA（含扩展板）活动模式：81 mA
BLE 启用功耗（典型值）活动模式：85 mA活动模式：102 mA（含扩展板）活动模式：101 mA
工作温度-20°C ~ 65°C

特性​

  • 强大的 MCU 板：集成 ESP32S3 32 位双核 Xtensa 处理器芯片，运行频率高达 240 MHz，配备多个开发端口，支持 Arduino / MicroPython
  • 高级功能（适用于 Sense）：可拆卸的 OV2640 摄像头传感器，分辨率为 1600x1200 和 OV3660 摄像头传感器，分辨率为 2048x1536，兼容 OV5640 摄像头传感器，集成额外的数字麦克风
  • 精心设计的电源：锂电池充电管理功能，提供 4 种功耗模式，允许深度睡眠模式下功耗低至 14μA
  • 大容量存储带来更多可能性：提供 8MB PSRAM 和 8MB FLASH（Plus 版本为 16MB），支持 SD 卡插槽用于外部 32GB FAT 存储（仅适用于 XIAO ESP32S3）
  • 出色的射频性能：支持 2.4GHz Wi-Fi 和 BLE 双无线通信，连接 U.FL 天线时支持 100m+ 远程通信
  • 拇指大小的紧凑设计：21 x 17.8mm，采用 XIAO 经典外形，适用于空间受限的项目，如可穿戴设备
项目OV3660 摄像头OV2640 摄像头
最大功耗（640*480）活动模式：~ 0.6A活动模式：~ 0.65A
平均功耗（640*480）活动模式：~ 0.12A活动模式：~ 0.24A
最小功耗（640*480）活动模式：~ 0.12A活动模式：~ 0.15A

硬件概述​

在开始之前，了解产品的一些基本参数是非常重要的。下表提供了 Seeed Studio XIAO ESP32S3 特性的信息。

XIAO ESP32S3/XIAO ESP32S3 Sense 正面指示图
XIAO ESP32S3/XIAO ESP32S3 Sense 背面指示图
XIAO ESP32S3/XIAO ESP32S3 Sense 引脚列表

引脚映射

XIAO 引脚功能芯片引脚备用功能描述
5VVBUS电源输入/输出
GND
3V33V3_OUT电源输出
D0模拟GPIO1TOUCH1GPIO，ADC
D1模拟GPIO2TOUCH2GPIO，ADC
D2模拟GPIO3TOUCH3GPIO，ADC
D3模拟GPIO4TOUCH4GPIO，ADC
D4模拟，SDAGPIO5TOUCH5GPIO，I2C 数据，ADC
D5模拟，SCLGPIO6TOUCH6GPIO，I2C 时钟，ADC
D6TXGPIO43GPIO，UART 发送
D7RXGPIO44GPIO，UART 接收
D8模拟，SCKGPIO7TOUCH7GPIO，SPI 时钟，ADC
D9模拟，MISOGPIO8TOUCH8GPIO，SPI 数据，ADC
D10模拟，MOSIGPIO10TOUCH9GPIO，SPI 数据，ADC
D11模拟GPIO42TOUCH12GPIO，ADC
D12模拟GPIO41TOUCH13GPIO，ADC
MTDOGPIO40JTAG
MTDIGPIO41JTAG，ADC
MTCKGPIO39JTAG，ADC
MTMSGPIO42JTAG，ADC
ResetENEN
BootGPIO0进入 Boot 模式
U.FL-R-SMT1LNA_INUFL 天线
CHARGE_LEDCHG-LED
USER_LEDGPIO21用户指示灯
Digital microphone_CLKGPIO42MIC 的 PDM 时钟引脚
Digital microphone_DATAGPIO41MIC 的 PDM 数据引脚
Onboard SD Card__CSGPIO3SD 卡片选引脚
Onboard SD Card_SCKGPIO7SD 卡时钟引脚
Onboard SD Card_MISOGPIO8SD 卡数据输入引脚
Onboard SD Card Slot_MOSIGPIO10SD 卡数据输出引脚

摄像头

芯片引脚描述
GPIO10摄像头相关时钟引脚
GPIO11摄像头视频数据引脚 (Y8)
GPIO12摄像头视频数据引脚 (Y7)
GPIO13摄像头像素时钟引脚
GPIO14摄像头视频数据引脚 (Y6)
GPIO15摄像头视频数据引脚 (Y2)
GPIO16摄像头视频数据引脚 (Y5)
GPIO17摄像头视频数据引脚 (Y3)
GPIO18摄像头视频数据引脚 (Y4)
GPIO40摄像头 I2C 数据引脚
GPIO39摄像头 I2C 时钟引脚
GPIO38摄像头垂直同步引脚
GPIO47摄像头水平同步引脚
GPIO48摄像头视频数据引脚 (Y9)
caution

虽然 XIAO ESP32-S3 将 GPIO41 和 GPIO42 分配给引脚 A11 和 A12，但由于 ESP32-S3 芯片的特性，引脚 A11 和 A12 不支持 ADC 功能。请务必区分和辨别它们。

电源引脚​

  • 5V - 这是来自 USB 端口的 5v 输出。您也可以将其用作电压输入，但您必须在外部电源和此引脚之间安装某种二极管（肖特基、信号、功率），阳极连接电池，阴极连接 5V 引脚。
  • 3V3 - 这是板载稳压器的稳压输出。您可以提取 700mA
  • GND - 电源/数据/信号地

引导引脚​

在每次启动或复位时，芯片需要一些初始配置参数，例如以哪种启动模式加载芯片、闪存电压等。这些参数通过引导引脚传递。复位后，引导引脚作为常规 IO 引脚运行。

在芯片复位时由给定引导引脚控制的参数如下：

  • 芯片启动模式 – GPIO0 和 GPIO46
  • VDD_SPI 电压 – GPIO45
  • ROM 消息打印 – GPIO46
  • JTAG 信号源 – GPIO3

GPIO0、GPIO45 和 GPIO46 在芯片复位时连接到芯片的内部弱上拉/下拉电阻。 这些电阻决定引导引脚的默认位值。此外，如果引导引脚连接到外部高阻抗电路，这些电阻也决定位值。

要更改位值，引导引脚应连接到外部下拉/上拉电阻。如果 ESP32-S3 被主机 MCU 用作设备，引导引脚电压电平也可以由主机 MCU 控制。

所有引导引脚都有锁存器。在系统复位时，锁存器采样各自引导引脚的位值并存储它们，直到芯片断电或关闭。锁存器的状态不能以任何其他方式更改。这使得引导引脚值在整个芯片操作期间可用，并且引脚在复位后被释放用作常规 IO 引脚。

关于引导引脚的时序要求，有建立时间和保持时间等参数。

入门指南​

为了让您更快地开始使用 XIAO ESP32S3，请阅读下面的硬件和软件准备来准备 XIAO。

  1. XIAO ESP32S3

常规版本中预设的出厂程序是触摸引脚点亮程序。当您给 XIAO 通电时，触摸其某些引脚，橙色用户指示灯将点亮。

  1. XIAO ESP32S3 Sense

XIAO ESP32S3 Sense 出厂时预装了 WebCam 示例程序。您可以通过给 XIAO 安装一个好的天线并通电来使用此程序。有关详细信息，您可以阅读关于此程序的 Wiki。

note

从 2025 年 6 月 开始，XIAO ESP32S3 Sense 的出厂固件启用默认 AP Wi‑Fi，凭据如下：

  • SSID: XIAO_ESP32S3_Sense
  • 密码: seeedstudio

硬件准备​

焊接排针​

XIAO ESP32S3 默认出货时不带排针，您需要准备自己的排针并将其焊接到 XIAO 的相应引脚上，这样您就可以连接到扩展板或传感器。

由于 XIAO ESP32S3 的微型尺寸，焊接排针时请小心，不要将不同的引脚粘在一起，也不要将焊料粘到屏蔽层或其他组件上。否则，可能会导致 XIAO 短路或无法正常工作，由此造成的后果将由用户承担。

天线安装​

在 XIAO ESP32S3 正面的左下角，有一个独立的"WiFi/BT 天线连接器"。为了获得更好的 WiFi/蓝牙信号，您需要取出包装内的天线并将其安装在连接器上。

天线的安装有一个小技巧，如果您直接用力按下，您会发现很难按下，手指会疼！正确的天线安装方法是先将天线连接器的一侧放入连接器块中，然后在另一侧稍微按下，天线就会安装好。

拆卸天线也是如此，不要用蛮力直接拉天线，一侧用力抬起，天线就容易取下。

扩展板安装（适用于 Sense）​

如果您购买的是 XIAO ESP32S3 Sense，那么您还应该包含一个扩展板。这个扩展板有一个 1600x1200 OV2640/2048x1536 OV3660 摄像头传感器、板载 SD 卡插槽和数字麦克风。

通过将扩展板与 XIAO ESP32S3 Sense 安装，您可以使用扩展板上的功能。

安装扩展板非常简单，您只需要将扩展板上的连接器与 XIAO ESP32S3 上的 B2B 连接器对齐，用力按下并听到"咔嗒"声，安装就完成了。

我们现在有一个新的完全兼容 XIAO ESP32S3 Sense 的强大摄像头 OV5640 在我们的货架上，如果您购买它，您可以更换摄像头来使用它。

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如果您需要了解 ov5640 的详细参数信息，可以参考以下图表。

tip

Wiki 中关于摄像头的所有程序都兼容 OV5640、OV2640 和 OV3660 摄像头。

安装升级版散热器​

通过安装我们的升级版散热器，确保您的 XIAO ESP32S3 Sense 获得最佳散热效果。这个新设计专门针对之前型号观察到的散热不足问题，特别是在摄像头使用等密集操作期间。反馈表明原始散热器没有充分散热，因此开发了更有效的解决方案。

点击查看性能对比

我们的测试证明了升级版散热器相对于原始设置的优势：

测试样本背面峰值温度
无散热器63.6°C
双散热器53.5°C (🔻10°C)

测试详情：

  • 环境：空调房间（约 27°C）
  • 温度测量工具：OMEGA CL3515R 热电偶
  • 测量位置：XIAO ESP32S3 背面散热垫
  • 测试固件：WebCamera
  • 电源：Type-C 5V
  • 运行时长：1 小时

关键结果：

  • 配备散热器的设备稳定运行超过一小时，达到峰值温度而无性能下降。
  • 在 SVGA (800x600) 模式下使用 WebCamera 测试期间：
    • XIAO ESP32S3 运行平稳。
    • 视频输出流畅。
    • 温度显著降低，确保可靠性能，无任何丢帧或断连。

开始安装前请准备以下物品：

  • 选定的散热器（单个或双个）
  • 一个干净的 ESP32S3

开始之前，请确保您的设备已关闭电源并从任何电源中拔出。

notice

购买说明： 购买 XIAO ESP32S3 Sense 时，需要注意的是，只有配备摄像头的型号才包含散热器。如果您的 ESP32S3 版本不包含摄像头，您需要单独购买散热器。

安装提示： 优先用散热器覆盖散热垫，因为它直接位于 ESP32S3 芯片上方，这是主要的热源。正确对齐确保最佳散热，并注意尽可能保持 BAT 引脚不被遮挡。

现在，让我们开始安装过程：

步骤 1. 准备散热器： 首先从散热器上撕掉保护膜以露出导热胶。这将为散热器与 ESP32S3 芯片的牢固连接做好准备。

步骤 2. 组装散热器：

这个更小、更紧凑的选项足以满足常规使用，并允许完全访问所有 GPIO 引脚。

步骤 3：最终检查和测试

安装后，确保一切都牢固固定，没有短路风险。验证散热器是否正确对齐并牢固连接。

软件准备​

XIAO ESP32S3 推荐的编程工具是 Arduino IDE，因此作为软件准备的一部分，您需要完成 Arduino 安装。

tip

如果这是您第一次使用 Arduino，我们强烈建议您参考 Arduino 入门指南。

  • 步骤 1. 根据您的操作系统下载并安装稳定版本的 Arduino IDE。
下载 Arduino IDE

  • 步骤 2. 启动 Arduino 应用程序。

  • 步骤 3. 将 ESP32 开发板包添加到您的 Arduino IDE。

导航到 File > Preferences，并在 "Additional Boards Manager URLs" 中填入以下网址：

https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json

导航到 Tools > Board > Boards Manager...，在搜索框中输入关键词 esp32，选择最新版本的 esp32，并安装它。

caution

XIAO ESP32S3 的板载包需要 2.0.8 及以上版本才可用。

  • 步骤 4. 选择您的开发板和端口。

在 Arduino IDE 顶部，您可以直接选择端口。这很可能是 COM3 或更高（COM1 和 COM2 通常保留给硬件串口）。

同时，在左侧的开发板中搜索 xiao。选择 XIAO_ESP32S3。

完成这些准备工作后，您就可以开始为 XIAO ESP32S3 编写程序进行编译和上传了。

BootLoader 模式​

有时，使用错误的程序可能会导致 XIAO 丢失端口或无法正常工作。常见问题包括：

  • XIAO 连接到计算机，但找不到端口号。
  • XIAO 已连接，出现端口号，但程序上传失败。

当您遇到上述两种情况时，可以尝试将 XIAO 置于 BootLoader 模式，这可以解决大多数设备无法识别和上传失败的问题。具体方法是：

  • 步骤 1. 按住 XIAO ESP32S3 上的 BOOT 按钮不松开。
  • 步骤 2. 保持按住 BOOT 按钮，然后通过数据线连接到计算机。连接到计算机后松开 BOOT 按钮。
  • 步骤 3. 上传 File > Examples > 01.Basics > Blink 程序来检查 XIAO ESP32S3 的运行情况。

复位​

当程序运行异常时，您可以在上电期间按一次 Reset 让 XIAO 重新执行已上传的程序。

当您在上电时按住 BOOT 键，然后按一次 Reset 键，也可以进入 BootLoader 模式。

到现在为止，我相信您已经对 XIAO ESP32S3 的功能和硬件有了很好的了解。接下来，让我们以最简单的 Blink 程序为例，为您的 XIAO ESP32S3 执行第一次闪烁！

  • 步骤 1. 启动 Arduino 应用程序。
  • 步骤 2. 导航到 File > Examples > 01.Basics > Blink，打开程序。
  • 步骤 3. 选择开发板型号为 XIAO ESP32S3，并选择正确的端口号来上传程序。

程序成功上传后，您将看到以下输出信息，并且可以观察到 XIAO ESP32S3 右侧的橙色 LED 正在闪烁。

恭喜，您已经学会了如何为 XIAO ESP32S3 编写和上传程序！

note

只有当 XIAO ESP32S3 上的用户 LED 引脚设置为高电平时，LED 才会熄灭，只有当引脚设置为低电平时，LED 才会点亮。

电池使用​

XIAO ESP32S3 系列内置电源管理芯片，允许 XIAO ESP32S3 使用电池独立供电，或通过 XIAO ESP32S3 的 USB 端口为电池充电。

如果您想为 XIAO 连接电池，我们建议您购买合格的可充电 3.7V 锂电池。焊接电池时，请注意区分正负极。电源的负极应该是靠近 USB 端口的一侧，电源的正极是远离 USB 端口的一侧。

note

由于 XIAO ESP32S3 的所有 GPIO 引脚都分配了自己的功能，我们没有为电池引脚配置 GPIO。这意味着我们无法通过读取其中一个 GPIO 的模拟值在软件层面获取电池电压。如有必要，您可以考虑将电池的正负极连接到两个引脚来测量电池电压。

caution

当您使用电池供电时，5V 引脚上将没有电压。

同时，我们为电池充电设计了一个红色指示灯，通过指示灯显示来告知用户电池当前的充电状态。

  1. 当 XIAO ESP32S3 未连接电池时，连接 Type-C 线缆时红灯亮起，30 秒后熄灭。
  2. 连接电池并连接 Type-C 线缆充电时，红灯闪烁。
  3. 连接 Type-C 为电池充满电时，红灯熄灭。

UF2 BootLoader​

我们了解到一些用户希望直接将 UF2 文件刷写到 XIAO，这将实现批量刷写程序的过程。这里我们将描述这种方法。

note

此方法目前仅适用于 Windows 系统。

步骤 1：下载并解压脚本

下载所需的脚本压缩文件并解压到您的本地机器：

https://files.seeedstudio.com/wiki/SeeedStudio-XIAO-ESP32S3/res/xiaos3-bin2uf2.zip

步骤 2：将 BIN 文件转换为 UF2 文件

编译并保存 Arduino 程序后，您可以导出二进制 BIN 文件。此文件将在您的 Arduino 项目文件夹中生成。

将 BIN 文件复制到您之前解压的 xiaos3-bin2uf2 目录中。然后，运行 convert_uf2.bat 脚本来生成 UF2 文件，这将需要您的 bin 文件的名称。

步骤 3：进入 UF2 BootLoader 模式

将 XIAO 连接到您的计算机并运行 boot_uf2.bat 脚本。XIAO 将在您的计算机上显示为 USB 驱动器，表明它已成功进入 UF2 BootLoader 模式。

步骤 4：将 UF2 文件复制到 XIAO ESP32S3

访问 XIAO ESP32S3 的 USB 驱动器并将转换后的 UF2 文件复制到其中。复制完成后，XIAO USB 驱动器将自动消失，程序将开始运行。

tip
  1. 确保您的程序已编译并正确运行；否则，UF2 文件可能无法按预期执行。
  2. 在 xiaos3-bin2uf2 文件夹中提供了一个 Blink 的示例 UF2 文件。上传后，XIAO ESP32S3 上的橙色 LED 将闪烁。您可以使用此 UF2 文件进行测试。

步骤 5：重新进入 UF2 BootLoader 模式

如果您需要重新进入 UF2 BootLoader 模式以上传另一个 UF2 文件，请快速按下 Reset 按钮，然后按下 Boot 按钮。无需再次运行 boot_uf2.bat 脚本。

note

快速按下 Reset，然后按下 Boot！

故障排除​

Q1：如果上传程序失败/程序运行异常/找不到设备端口，我应该怎么办？​

如果您遇到上述问题，建议您首先尝试按下 XIAO ESP32S3 上的复位按钮，尝试让程序重新运行。如果问题仍然存在，请重新检查您的程序并阅读 BootLoader 模式 中提供的方法来恢复设备。

Q2：为什么我的 XIAO 在圆角处不平整？这是质量问题吗？​

首先，应该注意的是，这不是质量问题，不会影响 XIAO 的正常功能。

XIAO ESP32S3 是所有 XIAO 中最复杂的一个，因为它的高度集成，PCB 需要在工厂生产中拼接在一起。由于高度集成，拼接板连接只能放置在四个圆角处，这将导致图片中圆角不平整的问题。我们将尝试改进工艺，确保在后续生产中解决这个问题。

Q3：如何将资源部分提供的出厂固件刷入 XIAO ESP32S3？​

资源部分提供的脚本支持 Windows。下载 zip 文件后，您将找到以下文件：

.
├── boot_app0.bin
├── esp32_flasher.py
├── esptool.exe
├── project_config.json
├── xiao_esp32s3_firmware.bin
├── xiao_esp32s3_firmware.bootloader.bin
├── xiao_esp32s3_firmware.partitions.bin
└── xiao_esp32s3_firmware_win.bat

要刷入固件，只需运行相应的 .bat 文件。如果刷入过程失败，请从提示中复制命令行并在文件所在的终端中手动运行。

资源​

Seeed Studio XIAO ESP32S3​

硬件设计

机械设计

软件和工具

Seeed Studio XIAO ESP32S3 Sense​

硬件设计

机械设计

软件和工具

Seeed Studio XIAO ESP32S3 Plus​

硬件设计

机械设计

Seeed Studio XIAO ESP32S3 Sense 摄像头​

硬件设计

课程资源​

其他​

其余开源材料正在整理中，敬请期待！

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们在这里为您提供不同的支持，以确保您使用我们产品的体验尽可能顺畅。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

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