说明

产品简介

ESP32-S3-A7670E-4G(以下统称开发板) 是一款微雪 (Waveshare) 设计的多功能、高性能的微控制器开发板。其中板载了 A7670E 4G通讯模组、OV通用摄像头接口、TF卡槽、RGB炫彩灯、18650电池槽、测量电池电压IC、太阳能充电接口等外设，采用的 ESP32-S3R2 是集成了低功耗 Wi-Fi 和 BLE5.0 的系统级芯片(SoC)，此外还具有外部 16MB Flash 和 2MB PSRAM。Soc内部的硬件加密加速器、RNG、HMAC 和数字签名 (Digital Signature) 模块，可以满足物联网的安全要求。采用的 A7670E 4G通讯模组提供移动网络，结合ESP32-S3R2可实现随身WIFI、物联网数传等功能 。多种低功耗工作状态满足在物联网 (IoT)、移动设备、户外监控、智能家居等应用场景的功耗需求。

产品特性

• 搭载高性能 Xtensa® 32位LX7双核处理器，主频高达 240 MHz
• 支持 2.4 GHz Wi-Fi (802.11 b/g/n) 和 Bluetooth® 5 (LE)，板载天线
• 内置 512KB 的 SRAM 和 384KB ROM，叠封 2MB PSRAM 和外接 16MB Flash

硬件说明

• 板载贴片天线，使用0R短接可选外部天线，如图中⑲、⑳    
• 板载RGB炫彩灯珠，WS2812B驱动，如图中㉓
• 板载Camera接口：使用24pin摄像头排线接口，如图中⑫

支持摄像头列表如下：

• 板载TF-Card卡槽，支持文件、图片存储，如图中⑬
• 板载太阳能充电接口，如图中⑱                                                                            
  • 可以通过背面输入选贴不同电阻切换太阳能输入电压
  • 当太阳能处于充电中时，板载绿色LED会亮起，如图中㉖、㉘
• 板载电路开关，当使用18650供电时可通过开关控制电路通断，如图中㉛
• 板载 USB 转 UART 芯片和自动下载电路，接上 Type-C 线缆后即可烧写程序和固件，如图中⑦
• 板载使用 ESP32-S3 USB连接 A/SIM7670X USB接口，使用TinyUSB协议可实现ppp拨号上网，作为随身WIFI功能
• 板载 18650 电池接口，接入 3.7V 单节18650锂电池，注意锂电池接口正负极标志
  • 当电池反接时板载黄色LED会亮起警告，如图中㉕
• 开发板预留GPIO可用于外部器件连接，可以灵活配置成 I2C、SPI等外设功能，详细功能请参考GPIO占用说明
• 板载 GNSS IPEX1代接口，上电后使用相关指令即可开启GNSS定位功能，如图中㉑
• 板载麦克风、提供扬声器接口，A7670X系列开发板可以使用其接打电话功能，如图中㉝、㉞
• 板载拨码开关，便于控制Camera、USB HUB电路、4G模组的上电，可以控制4G模组的USB电路切换，如图中㉚
• 板载LED灯说明：
  • 板载电池防反接LED，当电池反接亮起黄灯，如图中㉕
  • 板载太阳能充电LED，当太阳能输入电压有效时亮起绿灯，如图中㉖
  • 板载电源指示灯，接入电源开机时亮起蓝灯，如图中㉔
  • 板载模组网络指示灯，当模组开启后亮起红灯，注册到网络后200ms频闪，如图中㉗

硬件连接

本开发板ESP32-S3 UART转USB与4G模组USB供用一个TYPE-C口，用户可通过开发板背面拨码开关的 USB 通道来选择4G模组的USB与ESP32-S3的USB接口连接或是TYPE-C接口连接。 本功能常用在ESP32-S3使用TinyUSB通信4G模组时拨号上网，作为随身WIFI、无线热点等应用

太阳能充电说明

开发板背部太阳能输入选择电阻可以切换太阳能输入最大电压。默认使用0R电阻连接5V标识位置，支持5~6V电压输入的太阳能板。当使用更高电压输入的太阳能板时，应短接对应电压的焊点。

产品尺寸

开发环境配置

以下开发系统默认为Windows

ESP-IDF

• 推荐使用VSC插件进行开发

使用VSCode插件开发

安装VSCode

1. 打开VSCode官网的下载页面，选择对应系统和系统位数进行下载
   
2. 运行安装包后，其余均可以默认安装，但这里为了后续的体验建议，建议在此处勾选框中的1、2、3项
   
   • 第一二项开启后，可以直接通过鼠标右键文件或者目录打开VSCode，可以提高后续的使用体验.
   • 第三项开启后，选择打开方式时，可以直接选择VSCode

安装Espressif IDF插件

• 注：当前插件最新版本为V1.6.0，为体验一致，用户可以选择与我们一样的版本

1. 打开VSCode,使用快捷键Shift+Ctrl+X，进入插件管理器
   
2. 在搜索栏中，输入Espressif IDF，选择对应的插件点击 install即可
   
3. 使用快捷键F1，输入

   esp-idf: configure esp-idf extension

   
   
4. 选择express（此教程针对第一次安装的用户，故只讲述初次的通用安装教程）
5. 打开后显示该界面
   
6. 选择下载服务器，我们推荐国内用户使用Espressif作为你的下载服务器
   
7. 选择想要现在的ESP-IDF版本，我们选择最新的V5.0.1(注意ESP-IDF从V4.4版本后才开始支持ESP32-S3)
   
8. 下面两个分别为ESP-IDF容器安装地址和ESP-IDF所需的工具安装地址，
   
   • 注意：如果之前有安装过ESP-IDF，或者失败过的，请务必彻底删除文件或者创建全新的无中文路径
9. 配置完成后，点击 install 进行下载
   
10. 进入下载页面，其会自动安装对应工具与环境，稍等片刻即可
    
11. 安装完成后，会进入以下界面，说明安装完成
    

使用官方例程

• ESP官方为我们提供大量的例程,并且写详细的使用方法与效果，点击此处查看

创建例程

1. 使用快捷键F1，输入

   esp-idf:show examples projects

   
   
2. 选择你当前的IDF版本
   
3. 以Hello world例程为例
   
4. ①选择对应例程
5. ②其readme会说明该例程适用于什么芯片（下文有介绍例程怎么使用与文件结构，这里略）
6. ③点击创建例程
7. 选择放置例程的路径，要求无例程同名文件夹
   

修改COM口

1. 此处显示使用对应的COM口，点击可以修改对应COM口
   
2. 我们的CH343的COM为COM5，所以我们选择COM5，请根据自己CH343对应COM口进行选择
   
3. 选择使用的工程或者例程
   
4. 然后我们的COM口就修改好了

修改驱动对象

1. 此处显示的是使用的驱动对象，点击可以修改对应驱动对象
   
2. 选择使用的工程或者例程
   
3. 点击后需要稍等片刻
   
4. 选择我们需要驱动的对象，也就是我们的主芯片为ESP32S3
   
5. 选择openocd的路径，这里对我们没有影响，所以我们随便选择一个即可
   

其余状态栏简介

• ①SDK 配置编辑器，ESP-IDF很多功能与配置可以在其内修改
• ②全部清理，清空所有编译文件，
• ③编译
• ④当前下载方式，默认为UART
• ⑤烧录当前固件，请在编译后进行
• ⑥打开串口监视器，用于查看串口信息
• ⑦编译，烧录，打开串口监视器 一体按键（调试时最常用）

编译、烧录、串口监视

1. 点击我们之前介绍的 编译，烧录，打开串口监视器按键
   
2. 编译可能需要较长时间才能完成，尤其是在第一次编译时。
   
   • 在此过程中，ESP-IDF可能会占用大量CPU资源，因此可能会导致系统卡顿。
3. 因为我们使用的是CH343为USB转串口芯片，并且板载自动下载电路，无需手动操作即可自动下载
   
4. 下载成功后，自动进入串口监视器，可以看到芯片输出对应的信息并提示10S后重启
   

Arduino

• 如果没用使用过arduino-esp32的基础建议仔细阅读官方文档，点击此处查看

安装Arduino IDE

1. 打开官网软件下载页面,选择对应的系统和系统位数下载
   
2. 可以选择直接下载，也可以选择捐赠并下载
   
3. 运行安装程序，全部默认安装即可

在线安装arduino-esp32

1. 打开首选项
   
2. 添加对应的板管理链接，点击该按键
   
3. 在第一个空白处，添加下文

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

   
   
4. 保存设置
5. 打开板管理器并搜索输入ESP32
   
6. 等待下载
   
7. arduino-esp32下载完成
   

离线安装arduino-esp32

1. 离线包（提取码：1r4i）
   • 提取码：1r4i
2. 将压缩包解压缩
   
3. 将解压文件放在对应用户的arduino器件包目录

   C:\Users\{用户名}\AppData\Local\Arduino15\packages\

   以用户名为waveshare为例

   C:\Users\waveshare\AppData\Local\Arduino15\packages\

4. 关闭全部arduino窗口，确保arduino关闭
5. 打开arduino，并打开板管理器,看到esp32-arduino已经安装即可
   

使用Arduino例程

1. 选择例程，这里我们选择获取芯片ID的例程
   
2. 选择我们的板子为 ESP32S3 Dev Moudule
   
3. 选择我们的端口号，这里我们选择CH343的COM5
   
4. 点击下载按键,此时会自动编译并下载
   
5. 下载完成
   
6. 打开串口监视器
   
7. 看到循环输出的芯片ID
   

Cat-1模组指令集

HTTP

MQTT

GNSS

语音通话

• 将配置的扬声器连接开发板

收发短信

一.发送英文短信

1.设置当地短信中心：AT+CSCA="+8613800755500"+回车，返回OK。
注：中国移动的短信服务中心号是+861380xxxx500,其中 xxxx 是你所在的长途电话区号，短信中心每个地方可能不一样，具体可百度查询或拨打移动联通客服，此短信中心为深圳（0755）。
2.AT+CMGF=1 ：设置短信模式为TEXT ；
3.AT+CMGS="phone number"<回车> ，设置接收方手机号 ，然后会返回：“>”，发送需要的内容，如“Send massage test!”，结尾不需要回车，编辑完短信后以十六进制的格式发送1A发信息发送(1A是“CTRL+Z”的键值，用于告诉模块执行发送操作，也可以发送1B即“ESC”取消操作),发送成功后模块返回+CMGS：15确认发送成功。如下图所示。

二.接收英文短信

1.手机上发送一条：“This is a receive test for SIM7600X！”到试验模块上
2.接受到信息时，串口会制动上报信息，“SM”， 20，代表存在 SM 里面有20条信息了，刚刚发的信息就是第 20 条
3.读取信息：AT+CMGR=20 读取第20条信息（AT+CMGL="ALL" 为读取所有信息）
4.删除信息：AT+CMGD=20，如下图所示
5.将显示的信息通过编码转换器转换成文本。

 
三.发送中文短信
设置发送短信参数

AT+CMGF=1             //设置为文本模式 
AT+CSCS="UCS2"           //设置信息文本为UCS2编码集
AT+CSMP=17,167,2,25          //设置文本模式参数。 
AT+CMGS="00310033003400330032003100310039003100300031"          //设置接收方手机号的UCS2集；

等待返回>，此时发送进过转换的信息内容（00530049004D003700360030003000584E2D658777ED4FE16D4B8BD5），结尾不需要回车，编辑完短信后以十六进制的格式发送1A发信息发送，如下图所示:

四.接收中文短信

AT+CMGF=1   //设置文本显示
AT+CSCS="GSM"  //设置GSM编码集
AT+CNMI=2,1  //设置新信息提醒

//接收到信息时，串口会自动上报信息，如下图所示放回的是第21条信息

AT+CMGR=21  //读取序号的短信内容

把软件中的信息转成中文，如下图所示：

TTS文本转语音

TTS文本转语音的常用命令如下：

AT+CTTSPARAM=? //查看调节参数的范围
AT+CTTSPARAM=1,3,0,1,1 //设置参数
AT+CTTSPARAM? //读取TTS当前设置的参数
AT+CTTS=1,"6B228FCE4F7F75288BED97F3540862107CFB7EDF" //合成并播放UCS2文本
AT+CTTS=2,"1234567890" //合成并且播放text文本

LBS基站定位

LBS基站定位功能的常用命令如下：

AT+CLBS=?  //查看可以设置的参数范围
AT+SIMEI=xxxxx //如果没有IMEI，则先设置IMEI，xxxxx必须对应模组贴纸上的IMEI码
AT+CLBS=2 //获取详细地址
AT+CLBS=1 //获取当前经纬度

例程讲解

ESP32-S3应用

Camera

本例程是基于ESP32的CameraWebServer例程

• 首先需要设置WIFI名和密码，切换默认硬件为ESP32S3
• 请打开开发板背面拨码开关的 CAM 开关，并接入支持的摄像头
• 确认CameraPins

#define PWDN_GPIO_NUM     -1
#define RESET_GPIO_NUM    -1
#define XCLK_GPIO_NUM     34
#define SIOD_GPIO_NUM     15
#define SIOC_GPIO_NUM     16
#define Y9_GPIO_NUM       14
#define Y8_GPIO_NUM       13
#define Y7_GPIO_NUM       12
#define Y6_GPIO_NUM       11
#define Y5_GPIO_NUM       10
#define Y4_GPIO_NUM       9
#define Y3_GPIO_NUM       8
#define Y2_GPIO_NUM       7
#define VSYNC_GPIO_NUM    36
#define HREF_GPIO_NUM     35
#define PCLK_GPIO_NUM     37

• 烧录代码，打开终端访问提示的IP即可

TF-Card

• 将TF-Card插入TF卡槽
• 定义引脚

const int SDMMC_CLK = 5;
const int SDMMC_CMD = 4;
const int SDMMC_DATA = 6;
const int SD_CD_PIN = 46;

• 烧写程序，打开终端显示文件内容

RGB

本开发板使用一颗WS2812b炫彩灯珠，信号引脚为38

烧录示例代码后LED灯渐变

BAT

本开发板使用MAX17048作为电池电量测量IC

• 首先确定I2C引脚

• 烧写代码更改阈值

随身WIFI Demo应用

• 本Demo应用使用TinyUSB协议栈与4G Cat-1模组通信，使用ppp拨号直接为ESP32-S3供网

• 本Demo使用编译好的固件，请先下载Flash Tools下载工具

• 下载固件：
  • ESP32-S3-A7670E_USB_4G_CDC.bin
  • ESP32-S3-SIM7670G_USB_4G_CDC.bin

• 打开Flash Tools工具，选择开发模式，选定该固件，地址为0x0,如图所示，插入SIM卡下载启动程序

• 将开发板背面拨码开关4G开启，USB关闭，重新上电开发板，等待炫彩LED显示红色，打开手机连接WIFI：ESP32-S3-A-SIM7670X-4G-HAT，密码：12345678即可上网

• 完整工程请查看示例程序

Waveshare Cloud应用

请下载示例程序，打开GNSS-With-WaveshareCloud示例代码

本应用通过ESP32-S3软串口与A7670E-FASE通信，通过发送AT指令开启GNSS并解析NMEA GNSS数据上传至Waveshare Cloud，通过Web View地图页面显示开发板的具体位置