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Seeed Studio XIAO ESP32S3 系列快速入门

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

Seeed Studio XIAO 系列是体积小巧的开发板，具有相似的硬件结构，尺寸真正做到了拇指大小。代号 “XIAO” 在这里代表其一半特性 “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、数字麦克风以及 SD 卡支持。结合嵌入式 ML 计算能力和成像能力，这块开发板可以成为你入门智能语音与视觉 AI 的强大工具。

tip

OV2640 camera 已经停产，后续的 XIAO ESP32S3 Sense 使用 OV3660 camera 型号。不过，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，最高运行频率 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
板载传感器/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（带扩展板）21 x 17.8mm
供电（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] (with expansion board)		电路工作电压：
- Type-C: 5V@28mA
- BAT: 3.8V@35mA
/Webcam Web application：
- Type-C：
-- 平均功耗：5V/~140mA
-- 峰值功耗（图像采集）：5V/~347mA
- 电池：
-- 平均功耗：3.8V/~155mA
-- 峰值功耗（图像采集）：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（快速） / 3.8mA（涓流）/充电电流：
100mA（快速） / 0.9mA（涓流）
低功耗模式（典型值）
(供电：3.8V)		Modem-sleep 模式：27mA
Light-sleep 模式：2mA
Deep Sleep 模式：14μA		Modem-sleep 模式：44mA
Light-sleep 模式：5mA
Deep Sleep 模式：3mA		Modem-sleep 模式：3.8V/31.6 mA
Light-sleep 模式：3.8V/2.45 mA
Deep Sleep 模式：3.8V/33.51 μA
Wi-Fi 使能功耗（典型值）Active 模式：100 mAActive 模式：110 mA（带扩展板）Active 模式：81 mA
BLE 使能功耗（典型值）Active 模式：85 mAActive 模式：102 mA（带扩展板）Active 模式：101 mA
工作温度-20°C ~ 65°C

特性​

  • 强大的 MCU 开发板：集成 ESP32S3 32 位双核 Xtensa 处理器芯片，最高运行频率 240 MHz，板载多种开发接口，支持 Arduino / MicroPython
  • 高级功能（适用于 Sense）：可拆卸的 OV2640 camera 传感器，分辨率 1600x1200，以及 OV3660 camera 传感器，分辨率 2048x1536，兼容 OV5640 camera 传感器，并集成额外的数字麦克风
  • 精心设计的电源方案：具备锂电池充电管理能力，提供 4 种功耗模式，在深度睡眠模式下功耗低至 14μA
  • 充裕存储，释放更多可能：提供 8MB PSRAM 和 8MB FLASH（Plus 版本为 16MB），支持 SD 卡槽扩展 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+ 远距离通信
  • 拇指大小的紧凑设计：21 x 17.8mm，采用 XIAO 经典外形，适用于可穿戴设备等空间受限项目
项目OV3660 摄像头OV2640 摄像头
最大功耗（640*480）Active 模式：~ 0.6AActive 模式：~ 0.65A
平均功耗（640*480）Active 模式：~ 0.12AActive 模式：~ 0.24A
最小功耗（640*480）Active 模式：~ 0.12AActive 模式：~ 0.15A

硬件概览​

在开始之前，了解一些产品的基本参数非常重要。下表提供了 Seeed Studio XIAO ESP32S3 的特性信息。

XIAO ESP32S3/XIAO ESP32S3 Sense 正面标注示意图
XIAO ESP32S3/XIAO ESP32S3 Sense 背面标注示意图
XIAO ESP32S3/XIAO ESP32S3 Sense 引脚列表

引脚映射

XIAO 引脚功能芯片引脚复用功能描述
5VVBUS电源输入/输出
GND
3V33V3_OUT电源输出
D0AnalogGPIO1TOUCH1GPIO，ADC
D1AnalogGPIO2TOUCH2GPIO，ADC
D2AnalogGPIO3TOUCH3GPIO，ADC
D3AnalogGPIO4TOUCH4GPIO，ADC
D4Analog,SDAGPIO5TOUCH5GPIO，I2C 数据，ADC
D5Analog,SCLGPIO6TOUCH6GPIO，I2C 时钟，ADC
D6TXGPIO43GPIO，UART 发送
D7RXGPIO44GPIO，UART 接收
D8Analog,SCKGPIO7TOUCH7GPIO，SPI 时钟，ADC
D9Analog,MISOGPIO8TOUCH8GPIO，SPI 数据，ADC
D10Analog,MOSIGPIO9TOUCH9GPIO，SPI 数据，ADC
D11AnalogGPIO42TOUCH12GPIO，ADC
D12AnalogGPIO41TOUCH13GPIO，ADC
MTDOGPIO40JTAG
MTDIGPIO41JTAG，ADC
MTCKGPIO39JTAG，ADC
MTMSGPIO42JTAG，ADC
ResetCHIP_PU
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

  • 尽管 XIAO ESP32-S3 将 GPIO41 和 GPIO42 分配给 A11 和 A12 引脚，但由于 ESP32-S3 芯片本身的特性，A11 和 A12 引脚不支持 ADC 功能。请务必加以区分和辨别。

  • XIAO ESP32S3 Plus 的 B2B 连接器兼容 Wio-SX1262 extension board，但不兼容插拔式摄像头传感器板。

电源引脚​

  • 5V - 这是来自 USB 端口的 5V 输出。你也可以将其用作电压输入，但必须在外部电源和该引脚之间串联某种二极管（肖特基、信号或功率二极管），二极管阳极接电池，阴极接 5V 引脚。
  • 3V3 - 这是板载稳压器的稳压输出。你可以从中汲取 700mA 电流
  • GND - 电源/数据/信号地

启动配置引脚（Strapping Pins）​

在每次启动或复位时，芯片都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。这些参数通过启动配置引脚传递。复位之后，启动配置引脚作为普通 IO 引脚工作。

在芯片复位时，由相应启动配置引脚控制的参数如下：

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

在芯片复位时，GPIO0、GPIO45 和 GPIO46 连接到芯片内部的弱上拉/下拉电阻。 这些电阻决定了启动配置引脚的默认位值。如果启动配置引脚连接到外部高阻抗电路，这些电阻也会决定其位值。

要改变位值，应将启动配置引脚连接到外部下拉/上拉电阻。如果 ESP32-S3 作为设备由主 MCU 控制，启动配置引脚的电压电平也可以由主 MCU 控制。

所有启动配置引脚都带有锁存器。在系统复位时，锁存器会采样各自启动配置引脚的位值，并将其存储，直到芯片断电或关闭。锁存器状态不能通过其他方式改变。这样可以在整个芯片运行期间保持启动配置引脚的值，并在复位后释放这些引脚，用作普通 IO 引脚。

关于启动配置引脚的时序要求，包括建立时间和保持时间等参数。

入门指南​

为了让你更快上手 XIAO ESP32S3，请阅读下面的硬件和软件准备内容来完成对 XIAO 的准备。

  1. XIAO ESP32S3

常规版本中预置的出厂程序是触摸引脚点亮指示灯程序。当你给 XIAO 上电后，触摸它的一些引脚，橙色用户指示灯就会亮起。

  1. XIAO ESP32S3 Sense

XIAO ESP32S3 Sense 出厂时预装了 WebCam 示例程序。你只需为 XIAO 安装好天线并上电即可使用该程序。详细信息可以阅读关于此程序的 Wiki。

note

从 2025 年 6 月 起，XIAO ESP32S3 Sense 的出厂固件会启用一个默认的 AP Wi‑Fi，凭据如下：

  • SSID: XIAO_ESP32S3_Sense
  • Password: seeedstudio

硬件准备​

焊接排针​

XIAO ESP32S3 默认不焊接排针出厂，你需要自备排针并将其焊接到 XIAO 对应的引脚上，这样才能连接扩展板或传感器。

由于 XIAO ESP32S3 体积非常小，在焊接排针时请务必小心，不要把不同的引脚焊连在一起，也不要让焊锡粘到屏蔽罩或其他元器件上。否则可能导致 XIAO 短路或无法正常工作，由此造成的后果需由用户自行承担。

天线安装​

在 XIAO ESP32S3 正面左下角，有一个独立的 "WiFi/BT Antenna Connector"。为了获得更好的 WiFi/Bluetooth 信号，你需要取出包装内附带的天线，并将其安装到该连接器上。

天线的安装有一个小技巧，如果直接用力向下按，你会发现非常难按下去，而且手指会很疼！正确的安装方式是先将天线连接器的一侧卡入连接器座中，然后再轻轻按下另一侧，天线就能安装到位。

拆卸天线也是同样的道理，不要用蛮力直接拉扯天线，而是从一侧用力向上撬起，这样天线就很容易取下。

扩展板安装（适用于 Sense）​

如果你购买的是 XIAO ESP32S3 Sense，那么包装中还应包含一块扩展板。该扩展板上集成了 1600x1200 OV2640/2048x1536 OV3660 摄像头传感器、板载 SD 卡槽以及数字麦克风。

通过将扩展板与 XIAO ESP32S3 Sense 连接，你就可以使用扩展板上的各项功能。

扩展板的安装非常简单，只需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“咔哒”一声，即表示安装完成。

我们现在上架了一款全新、与 XIAO ESP32S3 Sense 完全兼容的高性能摄像头 OV5640，如果你购买它，就可以更换摄像头来使用。

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如果你需要了解 OV5640 的详细参数信息，可以参考下表。

tip

Wiki 中所有与摄像头相关的程序均兼容 OV5640、OV2640 和 OV3660 摄像头。

安装升级版散热片​

通过安装升级版散热片，为你的 XIAO ESP32S3 Sense 提供最佳散热效果。这个全新设计专门用来解决旧款在高强度运行（例如使用摄像头）时散热不足的问题。根据反馈，原有散热片无法充分散热，因此我们开发了更高效的解决方案。

点击查看性能对比

我们的测试结果表明，升级版散热片相较原始方案具有明显优势：

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

测试详情：

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

关键结果：

  • 安装散热片的设备在运行超过一小时后仍能保持稳定工作，在达到峰值温度时也没有出现性能下降。
  • 在使用 WebCamera 的 SVGA (800x600) 模式测试期间：
    • XIAO ESP32S3 运行流畅；
    • 视频输出顺滑；
    • 温度显著降低，确保了可靠性能，没有出现掉帧或断连情况。

在开始安装前，请先准备以下物品：

  • 选定的散热片（单散热片或双散热片）
  • 一块干净的 ESP32S3

在开始之前，请确保设备已断电并从所有电源上拔下。

notice

购买说明： 在购买 XIAO ESP32S3 Sense 时，需要注意只有带摄像头的型号才会附带散热片。如果你购买的是不带摄像头的 ESP32S3 版本，则需要单独购买散热片。

安装提示： 安装时请优先确保散热片覆盖 Thermal PAD，因为它正好位于 ESP32S3 芯片上方，是主要热源。正确对齐可以保证最佳散热效果，同时请尽量保持 BAT 引脚不被遮挡。

现在，让我们开始安装过程：

步骤 1. 准备散热片： 首先撕下散热片上的保护膜，露出导热胶面，为其牢固贴合在 ESP32S3 芯片上做好准备。

步骤 2. 安装散热片：

这种更小巧紧凑的方案足以应对日常使用，并且可以完全访问所有 GPIO 引脚。

步骤 3：最终检查与测试

安装完成后，请确认所有部件都已牢固固定，不存在短路风险。检查散热片是否对齐正确并牢固贴合。

软件准备​

XIAO ESP32S3 推荐使用 Arduino IDE 作为编程工具，因此在软件准备阶段，你需要先完成 Arduino 的安装。

tip

如果这是你第一次使用 Arduino，我们强烈建议你参考 Getting Started with Arduino。

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

  • 步骤 2. 启动 Arduino 应用程序。

  • 步骤 3. 在 Arduino IDE 中添加 ESP32 开发板包。

依次进入 File > Preferences，在 "Additional Boards Manager URLs" 中填入以下链接：

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

依次进入 Tools > Board > Boards Manager...，在搜索框中输入关键字 esp32，选择最新版本的 esp32 并安装。

caution

XIAO ESP32S3 的板载支持包要求版本为 2.0.8 及以上。

  • 步骤 4. 选择你的开发板和端口。

在 Arduino IDE 顶部，你可以直接选择端口。该端口通常为 COM3 或更高（COM1 和 COM2 通常保留给硬件串口）。

同样，在左侧的开发板中搜索 xiao，选择 XIAO_ESP32S3。

完成以上准备后，你就可以开始为 XIAO ESP32S3 编写程序并进行编译和上传了。

BootLoader 模式​

有时，使用了错误的程序会导致 XIAO 丢失端口或无法正常工作。常见问题包括：

  • XIAO 已连接到电脑，但找不到端口号。
  • XIAO 已连接并出现端口号，但程序上传失败。

当你遇到以上两种情况时，可以尝试让 XIAO 进入 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。具体方法如下：

  • Step 1. 按住 XIAO ESP32S3 上的 BOOT 按钮不要松开。
  • Step 2. 保持按住 BOOT 按钮，然后通过数据线连接电脑，连接完成后再松开 BOOT 按钮。
  • Step 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，你可以在上电时按一次 Reset，让 XIAO 重新执行已上传的程序。

当你在上电时按住 BOOT 键，然后再按一次 Reset 键，也可以进入 BootLoader 模式。

到现在为止，相信你已经对 XIAO ESP32S3 的特性和硬件有了比较全面的了解。接下来，我们以最简单的 Blink 程序为例，为你的 XIAO ESP32S3 完成第一次闪烁！

  • Step 1. 启动 Arduino 应用程序。
  • Step 2. 导航到 File > Examples > 01.Basics > Blink，打开该程序。
  • Step 3. 将开发板型号选择为 XIAO ESP32S3，并选择正确的端口号后上传程序。

当程序成功上传后，你会看到如下输出信息，并且可以观察到 XIAO ESP32S3 右侧的橙色 LED 正在闪烁。

恭喜你，已经学会如何为 XIAO ESP32S3 编写并上传程序！

note

只有当 XIAO ESP32S3 上的用户 LED 引脚被设置为高电平时，LED 才会熄灭；当该引脚被设置为低电平时，LED 才会点亮。

电池使用​

XIAO ESP32S3 系列内置了电源管理芯片，使 XIAO ESP32S3 可以通过电池独立供电，或通过 XIAO ESP32S3 的 USB 端口为电池充电。

如果你想为 XIAO 连接电池，我们建议你购买合格的可充电 3.7V 锂电池。焊接电池时，请注意区分正负极。电源负极应连接在靠近 USB 端口的一侧，电源正极则连接在远离 USB 端口的一侧。

note

由于 XIAO ESP32S3 的所有 GPIO 引脚都已分配了各自的功能，我们没有为电池引脚配置单独的 GPIO。这意味着我们无法通过读取某个 GPIO 的模拟值，在软件层面获取电池电压。如有需要，你可以考虑将电池的正负极连接到其中两个引脚上来测量电池电压。

caution

当你使用电池供电时，5V 引脚上将不会有电压输出。

同时，我们为电池充电设计了一个红色指示灯，通过指示灯的显示来告知用户当前电池的充电状态。

  1. 当 XIAO ESP32S3 未连接电池时，插入 Type-C 线会亮红灯，30 秒后熄灭。
  2. 当连接电池并插入 Type-C 线进行充电时，红灯会闪烁。
  3. 当通过 Type-C 将电池充满电后，红灯会熄灭。

UF2 BootLoader​

我们了解到，一些用户希望可以将 UF2 文件直接烧录到 XIAO 上，以实现批量烧录程序的流程。这里我们将介绍这种方法。

note

该方法目前仅适用于 Windows 系统。

Step 1：下载并解压脚本

下载所需的脚本压缩包，并将其解压到本地电脑：

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

Step 2：将 BIN 文件转换为 UF2 文件

在编译并保存 Arduino 程序后，你可以导出二进制 BIN 文件。该文件会生成在你的 Arduino 工程文件夹中。

将 BIN 文件复制到之前解压得到的 xiaos3-bin2uf2 目录中。然后运行 convert_uf2.bat 脚本来生成 UF2 文件，过程中会需要你输入 bin 文件的名称。

Step 3：进入 UF2 BootLoader 模式

将 XIAO 连接到电脑并运行 boot_uf2.bat 脚本。XIAO 会在电脑上显示为一个 USB 驱动器，这表明它已成功进入 UF2 BootLoader 模式。

步骤 4：将 UF2 文件复制到 XIAO ESP32S3

打开 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 的 USB 驱动器会自动消失，程序将开始运行。

tip
  1. 请确保你的程序已正确编译并能正常运行，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用于 Blink 的示例 UF2 文件。上传后，XIAO ESP32S3 上的橙色 LED 会闪烁。你可以使用此 UF2 文件进行测试。

步骤 5：重新进入 UF2 BootLoader 模式

如果你需要重新进入 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

快速依次按下 Reset，然后 Boot！

故障排查​

Q1：如果上传程序失败 / 程序运行异常 / 找不到设备端口，我该怎么办？​

如果你遇到上述问题，建议首先尝试按下 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，请重新检查你的程序，并阅读 BootLoader Mode 中提供的方法来恢复设备。

Q2：为什么我的 XIAO 在圆角处有不平齐的问题？这是质量问题吗？​

首先需要说明的是，这不是质量问题，也不会影响 XIAO 的正常功能。

由于高度集成，XIAO ESP32S3 是所有 XIAO 中最复杂的一款，PCB 在工厂生产时需要拼板。由于集成度高，拼板连接只能放在四个圆角处，这就会导致如图所示圆角不平整的问题。我们会努力改进工艺，确保在后续生产中解决这一问题。

Q3：如何将资源部分提供的出厂固件烧录到 XIAO ESP32S3？​

资源部分提供的脚本支持 Windows。下载 zip 文件后，你会看到以下文件：

.
├── 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

要烧录固件，只需运行相应的 .bat 文件即可。如果烧录过程失败，请从提示中复制命令行，并在固件文件所在目录的终端中手动运行。

资源​

适用于 Seeed Studio XIAO ESP32-S3​

硬件设计

结构设计

软件与工具

适用于 Seeed Studio XIAO ESP32-S3 Sense​

硬件设计

结构设计

软件与工具

适用于 Seeed Studio XIAO ESP32-S3 Plus​

硬件设计

结构设计

适用于 Seeed Studio XIAO ESP32-S3 Sense Camera​

硬件设计

课程资源​

其他​

其余开源资料正在整理中，敬请期待！

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们将为您提供多种支持，以确保您在使用我们产品时拥有尽可能顺畅的体验。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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