香蕉派Banana PI BPI PicoW-S3 教程

简介

Banana Pi BPI-PicoW-S3 是一系列低功耗微控制器,专为物联网开发和Maker DIY设计的开发板。与 Raspberry Pi Pico 板尺寸相同,支持 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth® LE 双模无线通信, 外设兼容低功耗硬件设计,深度睡眠模式下功耗仅为10uA。编程方面,PicoW-S3支持ESP-IDF、Arduino、micropython、CircuitPython 等多种方式

产品特点

ESP32-S3,Xtensa® 32 bit LX7

片外 PSRAM , FLASH

Ultra-low power 10uA

2.4G WIFI ,Bluetooth 5 ,Bluetooth mesh

GPIO , ADC , TOUCH , PWM , I2C , SPI , RMT , I2S , UART , LCD,CAMERA ,USB , JTAG

1 * microUSB

1 * 全彩色LED


开发板对比

BPI-PicoW-S3 与 Rraspberry Pi PicoW、BPI-Leaf-S3、ESP32-S3-DevKitC-1 开发板对比

开发板BPI-PicoW-S3Rraspberry Pi PicoWBPI-Leaf-S3ESP32-S3-DevKitC-1
引出GPIO27273636
3.3v管脚1122
5v管脚2211
GND管脚8844
全彩LED灯1 on GPIO481 on GPIO481 on GPIO48
芯片直连USBMicroUSB接口x1MicroUSB接口x1Type-C USB接口x1MicroUSB接口x1
UART TTL转USBCP2102-MicroUSB接口x1
外接电池连接座3.7v锂电池供电接口
电池充电500mA充电
I²C 4pin连接座1

Espressif ESP32-S3

ESP32-S3 是一款集成 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE) 的 MCU 芯片,支持远距离模式 (Long Range)。ESP32-S3 搭载 Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器,主频高达 240 MHz,内置 512 KB SRAM (TCM),具有 45 个可编程 GPIO 管脚和丰富的通信接口。ESP32-S3 支持更大容量的高速 Octal SPI flash 和片外 RAM,支持用户配置数据缓存与指令缓存。

以下是ESP32-S3芯片重要功能的描述。

  • 支持Wi-Fi + Bluetooth 5 (LE) 无线连接: ESP32-S3 集成 2.4 GHz Wi-Fi (802.11 b/g/n),支持 40 MHz 带宽;其低功耗蓝牙子系统支持 Bluetooth 5 (LE) 和 Bluetooth Mesh,可通过 Coded PHY 与广播扩展实现远距离通信。它还支持 2 Mbps PHY,用于提高传输速度和数据吞吐量。ESP32-S3 的 Wi-Fi 和 Bluetooth LE 射频性能优越,在高温下也能稳定工作。
  • 支持 AI 加速: ESP32-S3 MCU 增加了用于加速神经网络计算和信号处理等工作的向量指令 (vector instructions)。AI 开发者们通过 ESP-DSP 和 ESP-NN 库使用这些向量指令,可以实现高性能的图像识别、语音唤醒和识别等应用。
  • 丰富的 IO 接口: ESP32-S3 拥有 45 个可编程 GPIO 以及 SPI、I2S、I2C、PWM、RMT、ADC、UART、SD/MMC 主机控制器和 TWAITM 控制器等常用外设接口。其中的 14 个 GPIO 可被配置为 HMI 交互的电容触摸输入端。此外,ESP32-S3 搭载了超低功耗协处理器 (ULP),支持多种低功耗模式,广泛适用于各类低功耗应用场景。
  • 完善的安全机制: ESP32-S3 为物联网设备提供了完善的安全机制和保护措施,防止各类恶意攻击和威胁。它支持基于 AES-XTS 算法的 flash 加密、基于 RSA 算法的安全启动、数字签名和 HMAC。ESP32-S3 还新增了一个“世界控制器 (World Controller)”模块,提供了两个互不干扰的执行环境,实现可信执行环境或权限分离机制。

硬件接口示意图


硬件规格

BPI-PicoW-S3 规格表
SoC主控芯片ESP32-S3,Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器
主频240MHz MAX
工作温度-40℃~+85℃
片上 ROM384 KB
片上 SRAM320 KB
板载 FLASH ROM8MB
片上外设PSRAM2MB
WIFIIEEE 802.11 b/g/n ,2.4Ghz频带,150Mbps
蓝牙Bluetooth 5 ,Bluetooth mesh
GPIOBPI-PicoW-S3已引出27个可用GPIO
ADC2 × 12 位 SAR ADC,支持 18 个模拟通道输入
TOUCH 电容式触摸传感器14
SPI4
I2C2,支持主机或从机模式
I2S2,串行立体声数据的输入输出
LCD1,支持 8 位 ~16 位并行 RGB、I8080、MOTO6800 接口
CAMERA1,支持 8 位 ~16 位 DVP 图像传感器接口
UART3 ,支持异步通信(RS232 和RS485)和 IrDA
PWM8 路独立通道,14位精度
MCPWM2
USB1 × 全速USB 2.0 OTG,MicroUSB母口
USB Serial/JTAG 控制器1,USB 全速标准,CDC-ACM ,JTAG
温度传感器1,测量范围为–20 °C 到 110 °C,用于监测芯片内部温度
SD/MMC1 × SDIO主机接口,具有2个卡槽,支持SD卡3.0和3.01,SDIO 3.0,CE-ATA 1.1,MMC 4.41,eMMC 4.5和4.51
TWAI® 控制器1 ,兼容 ISO11898-1(CAN 规范 2.0)
通用 DMA 控制器5 个接收通道和 5 个发送通道
RMT4 通道发射,4通道接收,共享 384 x 32-bit 的 RAM
脉冲计数器4个脉冲计数控制器(单元),每个单元有2个独立的通道
定时器4 × 54 位通用定时器,16 位时钟预分频器,1 × 52 位系统定时器,3 × 看门狗定时器
外部晶振40Mhz
RTC 和低功耗管理电源管理单元 (PMU)+ 超低功耗协处理器 (ULP)
低功耗电流10uA
工作电压3.3V
输入电压3.3V~5.5V
最大放电电流2A@3.3V DC/DC
可控全彩色LED1

硬件尺寸


BPI-PicoW-S3 尺寸表
管脚间距2.54mm
安装孔间距11.4mm/ 47mm
安装孔尺寸内径2.1mm/外径3.4mm
主板尺寸21 × 51.88(mm)/0.83 x 2.04(inches)
板厚1.2mm

管脚间距兼容万能板(洞洞板、点阵板),面包板,便于调试应用。


外设GPIO管脚分配

BPI-PicoW-S3 外设GPIO管脚分配
外设接口信号管脚
ADCADC1_CH0~9GPIO 1~10
ADC2_CH0~9GPIO 11~20
触摸传感器TOUCH1~14GPIO 1~14
JTAGMTCKGPIO 39
MTDOGPIO 40
MTDIGPIO 41
MTMSGPIO 42
UART默认分配管脚,可重定义为任意GPIO
U0RXD_inGPIO 44
U0CTS_inGPIO 16
U0DSR_in任意GPIO
U0TXD_outGPIO43
U0RTS_outGPIO 15
U0DTR_out任意GPIO
U1RXD_inGPIO 18
U1CTS_inGPIO 20
U1DSR_in任意GPIO
U1TXD_outGPIO 17
U1RTS_outGPIO 19
U1DTR_out任意GPIO
U2任意GPIO
I2C任意GPIO
PWM任意GPIO
I2S任意GPIO
LCD任意GPIO
CAMERA任意GPIO
RMT任意GPIO
SPI0/1已用于FLASH与PSRAM
SPI2/3任意GPIO
脉冲计数器任意GPIO
USB OTGD-GPIO 19(内部 PHY)
D+GPIO 20(内部 PHY)
VPGPIO 42(外部 PHY)
VMGPIO 41(外部 PHY)
RCVGPIO21(外部 PHY)
OENGPIO 40(外部 PHY)
VPOGPIO 39(外部 PHY)
VMOGPIO38(外部 PHY)
USB Serial/JTAGD-GPIO 19(内部 PHY)
D+GPIO 20(内部 PHY)
VPGPIO 42(外部 PHY)
VMGPIO 41(外部 PHY)
OENGPIO 40(外部 PHY)
VPOGPIO 39(外部 PHY)
VMOGPIO38(外部 PHY)
SD/MMC任意GPIO
MCPWM任意GPIO
TWAI任意GPIO
彩色LEDGPIO 48

单色LED

GPIO 46

软件

CircuitPython

CircuitPython是一种编程语言,旨在简化在低成本微控制器板上进行编码的实验和学习。

Reference Resources :

 ESP-IDF

ESP-IDF是由Espressif正式推出的物联网开发框架,支持Windows、Linux和macOS操作系统。

建议开发人员通过集成开发环境(IDE)安装ESP-IDF:

或者根据操作系统选择相应的手动安装过程:

API:

为了使您的BPI-Leaf-S3开发板能够通过USB-CDC进行闪存,您需要将开发板设置为固件下载模式。

有两种操作方法:

1.通过USB连接电脑,按住开机键,再按复位键松开,最后松开开机键。

2.电源断开时按住开机键,然后通过USB连接电脑,最后松开开机键。

您需要在设备管理器中确认接口。固件下载模式和正常模式下的接口序列号可能不同。

 MicroPython

MicroPython实现了Python 3的大部分特性和语法,易学易用,不需要编译就可以直接下载到芯片中运行验证程序。

无论你有没有编程基础,MicroPython的入门难度都远低于其他编程语言。它的代码很容易阅读,开源社区多年来积累了丰富的资源。就像Python一样,具有强大的生命力和应用价值。

 Arduino

Arduino是一个开源的嵌入式软件和硬件开发平台,供用户创建交互式嵌入式项目。

   Resources

BPI-PicoW-S3 示意图 : https://github.com/BPI-STEAM/BPI-PicoW-Doc/blob/main/sch/BPI-PicoW-V0.4.pdf