ESP32-S3-CAM-OV5640 使用教程

产品特性

搭载 ESP32-S3R8 高性能 Xtensa 32 位 LX7 双核处理器，主频高达 240MHz
支持 2.4GHz 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 8MB PSRAM 和外接 16MB Flash
采用 Type-C 接口，提高了用户的使用便捷性和设备的兼容性
板载 24pin DVP 摄像头接口，兼容多款摄像头
板载 18pin 屏幕接口，支持 SPI 以及 QSPI
配备双麦克风阵列，可实现降噪和回声消除等音频算法，适合精准的语音识别和近场 / 远场语音唤醒应用
板载 PWR、BOOT 两个可自定义功能的侧边按钮，方便使用按钮进行自定义功能开发
板载 3.7V GH1.25 锂电池充放电接口

摄像头参数对比

型号	最大分辨率	输出接口	输出格式	Lens Size	焦距	光圈	视场角
OV5640 摄像头	2592×1944	DVP	RGB565 YUV YCbCr422	1/4inch	4.1mm	2.8	D:68° H:55° V:42°
OV3660 摄像头	2048×1536	DVP	8/10-bit Raw RGB data JPEG compression YUV/YCbCr422 RGB565	-	3.2mm	2.4	D:68°
GC2145 摄像头	1616×1232	DVP	RGB565 YCbCr422 8bit Raw RGB data	1/5inch	2.38mm	2.4	D:68° H:60° V:46.8°
GC0308 摄像头	648×488	DVP	Grayscale YCbCr422 RGB565	1/6.5inch	2.5mm	2.4	D:58° H:46° V:35°

板载资源

micro SD 卡
双麦克风阵列
DVP 摄像头接口
BOOT 按键
PWR 按键
ETA6098 充电管理
USER 自定义指示灯
充电指示灯
typec 接口
ESP32-S3R8
16MB Flash
贴片陶瓷天线
IPEX 1 代座子（默认板载天线，可通过拆焊电阻切换为使用外部天线）
喇叭座子（输出功率 3W 4Ω）
电池座子（GH1.25 2PIN 连接器，可用于接入 3.7V 锂电池，支持充放电）
NS4150B 功放
ES8311
ES7210
I2C 座子
UART 座子
LCD18pin 接口
CH32V003F4U6 扩展 IO 芯片
MP1605 电源模块

接口定义

产品尺寸

使用说明

为了让用户能够快速了解产品的各个功能，我们提供了一系列的测试例程，方便客户了解各个接口的使用。除了 ESP32-S3-CAM-OVxxxx 主机和配套的线材之外，为了能够运行例程，需要准备的器件如下：

器件准备

ESP32-S3-CAM-OVxxxx ×1
Micro SD 卡 ×1（非必需，SD 卡示例需要）
屏幕，支持 1.83,2inch,2.8inch,3.5inch ×1

注意事项

使用时注意 PCB 天线区域，避免其它金属、塑料件贴合 PCB 天线。
屏幕以及摄像头占用绝大多数 GPIO，开发板使用 CH32V003 芯片作为扩展 IO，用于复位、关闭/打开背光等控制。
GH1.25 锂电池座子只支持单节 3.7 V 锂电池，勿使用多组电池包同时接入充放电，建议单节容量在 2000 mAh 以下。

⚠️ USB 下载注意事项（重要）

开发板使用 USB 下载程序

若出现无法识别端口的情况，请进入 Boot 模式：

按住 BOOT 按键
连接 USB 至电脑
松开 BOOT 按键

下载完成后，重新上电运行程序。

示例介绍

固件使用 brookesia 组件，展示 APP 风格的各种应用程序，包含设置、摄像机、音乐播放器、录音、squareline、小智 AI 等 APP

固件下载

示例程序位于示例程序包的 Firmware 目录中。
选择对应屏幕的固件进行烧录，例如 ESP32-S3-CAM-OVxxxx-Factory-LCD_1_83.bin 支持 1.83 的固件
下图分别展示1.83,2inch,2.8inch,3.5inch烧录固件效果

APP 示例介绍

提示

退出 APP 方式为从底部往上滑动
从底部往上滑动，并停留在屏幕中间可以查看最近运行的 APP 程序，上滑即可销毁关闭 APP 进程

设置 APP

拥有 WIFI 扫描和配网功能，点击 WIFI 界面 wifi config可以扫描二维码进行配网操作
可以调节显示亮度以及音量大小
显示电池 ADC 电压
产品关于界面，可以查看 MAC 地址

摄像机 APP

支持 (OV5640、OV3660、GC2145、GC0308) 更多摄像头正在适配中
点击 APP 图标，屏幕立即进行图像推流，任意点击屏幕位置退出图像显示，同时可以查看摄像头信息，以及水平镜像和垂直翻转操作

音乐 APP

模拟音乐播放器的界面，此 APP 需要插入内存卡，并在 music 目录下放入 MP3 文件才能正常运行

录音 APP

此例程可以进行双麦克风收音测试，点击开始按钮即开始录音，再次点击停止录音，然后会自动播放录制的音频
录制的音频文件保存在内存卡根目录下

squareline

此示例展示 squareline 制作的 LVGL demo

小智 AI APP

点击 APP 即可进入小智 AI 应用，跟小智官网适配的版本一致，操作方式相同，长按 boot 按键可以回到 brookesia 界面

Arduino 入门教程

配置开发环境

1. 安装和配置 Arduino IDE

请参考安装和配置 Arduino IDE 教程下载安装 Arduino IDE 并添加 ESP32 支持。

2. 安装库

要运行示例，需要安装对应的库。

可从该处下载 ESP32-S3-CAM-OVxxxx 开发板的示例程序包。包内的 arduino\libraries 目录已包含本教程所需的全部库文件。

库或文件名称	说明	版本	安装方式
es7210	音频编码器驱动	——	手动安装
es8311	音频解码器驱动	——	手动安装
lvgl	lvgl 显示显示框架	v8.4.0	通过库管理器或手动安装
ESP32-audioI2S-master	音频播放组件	v3.4.4	通过库管理器或手动安装

版本兼容性说明

LVGL 及其驱动库的版本之间存在较强的依赖关系。例如，为 LVGL v8 编写的驱动可能不兼容 LVGL v9。为确保示例能够稳定复现，推荐使用上表列出的特定版本。混合使用不同版本的库可能导致编译失败或运行时异常。

安装步骤：

进入已下载的示例程序包。
将其 Arduino\libraries 目录下的所有文件夹（ESP32-audioI2S-master、lvgl 等）复制到 Arduino 的库文件夹中。
信息
Arduino 库文件夹的路径通常是：c:\Users\<用户名>\Documents\Arduino\libraries。
也可以在 Arduino IDE 中通过文件 > 首选项，查看“项目文件夹位置”来定位。库文件夹就是此路径下的 libraries 文件夹。
其他安装方式请参考：Arduino 库管理教程。

ESP32-S3-CAM-OVxxxx 所需开发板安装说明

板名称	板安装要求	版本号要求
ESP32 by Espressif Systems	“离线”安装/“在线”安装	≥3.2.0

示例程序

Arduino 示例程序位于示例程序包的 Arduino/examples 目录中。

示例程序	基础例程说明	依赖库
01_lvgl_example	展示了基本的图形库功能，也可以用于测试显示屏的基础性能	lvgl
02_CameraWebServer	网页摄像头测试，通过连接 WIFI，创建 HTTP 服务器，获取摄像头图像	——
03_audio_out_no_tf	音频播放测试	es8311
04_SDMMC_Test	TF 卡挂载以及读写文件测试	LVGL，SensorLib
05_audio_out_tf	LVGL 演示	LVGL，Arduino_DriveBus ,Adafruit_XCA9554
06_esp_sr	ES7210 驱动示例，拾取人声检测	——

Arduino 工程参数设置

若烧录的示例存在语音识别模型，则 Partition Scheme 选择 "ESP SR 16M (3MB APP/7MB SPIFFS/2.9MB MODEL)"
若烧录的示例不存在语音识别模型，则 Partition Scheme 选择 "16M Flash (3MB APP/9.9MB FATFS)" 或其他

01_lvgl_example

程序说明

本示例演示了如何使用 Arduino 驱动显示屏，并播放 LVGL 示例程序

硬件连接

将开发板接入电脑

代码分析

初始化 I2C 以及背光：

DEV_I2C_Init();

IO_EXTENSION_Init();
IO_EXTENSION_Output(IO_EXTENSION_IO_6, 1);
IO_EXTENSION_Pwm_Output(100);

初始化显示屏、触摸、以及 LVGL

lcd_driver_init();
touch_driver_init();
lvgl_driver_init();

加载 LVGL demo

lvgl_port_lock(0);

  lv_demo_widgets();
// lv_demo_benchmark();
// lv_demo_keypad_encoder();
// lv_demo_music();
// lv_demo_stress();

lvgl_port_unlock();

运行效果

02_CameraWebServer

程序说明

本示例为摄像头和 HTTP 服务器的综合示例程序，通过浏览器可以获取摄像头视频流

硬件连接

接入摄像头，支持 GC0308,GC2145,OV5640,OV3660
将开发板接入电脑

代码分析

初始化摄像头

esp_err_t err = esp_camera_init(&config);
if (err != ESP_OK) {
  esp_camera_deinit();
  Serial.printf("Camera init failed with error 0x%x", err);
  config.frame_size = FRAMESIZE_QVGA;
  config.pixel_format = PIXFORMAT_RGB565;
  esp_camera_init(&config);
}

填写 ssid 以及 password 连接 WIFI
```
WiFi.begin(ssid, password);
```
开启 HTTP 服务器
```
startCameraServer();
```

运行效果

上电等待 WIFI 连接后，打开串口监视器可以看到 IP 地址，在浏览器打开

03_audio_out_no_tf

程序说明

本示例演示使用 ES8311 音频解码器播放音乐

硬件连接

接入喇叭
将开发板接入电脑

代码分析

初始化 I2C 控制器和外部拓展 IO

DEV_I2C_Init();
IO_EXTENSION_Init();
IO_EXTENSION_Output(IO_EXTENSION_IO_6, 1);

初始化 ES8311
```
es8311_codec_init();
```

初始化 I2S 并使能功放 PA 引脚

setupI2S();
IO_EXTENSION_Output(IO_EXTENSION_IO_4, 1);

在 loop 循环中不断写通过 I2S 向 ES8311 写数据

void loop() {
i2s.write((uint8_t *)audio_data, AUDIO_SAMPLES * 2);
}

运行效果

烧录程序后会自动开始播放音乐

04_SDMMC_Test

程序说明

本示例演示了如何挂载 TF 卡，并测试读写文件

硬件连接

插入 TF 卡
将开发板接入电脑

代码分析

设置 SDIO 接口引脚，并挂载文件系统

if(! SD_MMC.setPins(clk, cmd, d0)){
      Serial.println("Pin change failed!");
      return;
  }
  
if (!SD_MMC.begin("/sdcard", true)) { 
    Serial.println("Card Mount Failed");
    return;
}

读写文件测试

listDir(SD_MMC, "/", 0);
createDir(SD_MMC, "/mydir");
listDir(SD_MMC, "/", 0);
removeDir(SD_MMC, "/mydir");
listDir(SD_MMC, "/", 2);
writeFile(SD_MMC, "/hello.txt", "Hello ");
appendFile(SD_MMC, "/hello.txt", "World!\n");
readFile(SD_MMC, "/hello.txt");
deleteFile(SD_MMC, "/foo.txt");
renameFile(SD_MMC, "/hello.txt", "/foo.txt");
readFile(SD_MMC, "/foo.txt");
testFileIO(SD_MMC, "/test.txt");
Serial.printf("Total space: %lluMB\n", SD_MMC.totalBytes() / (1024 * 1024));
Serial.printf("Used space: %lluMB\n", SD_MMC.usedBytes() / (1024 * 1024));

运行效果

05_audio_out_tf

程序说明

本示例演示从 TF 卡中播放 MP3 音频

硬件连接

插入 TF 卡，并在根目录放置文件名为 ff-16b-1c-44100hz.mp3 的音频文件
接入喇叭
将开发板接入电脑

代码分析

初始化 I2S 以及音频解码库，并设置播放路径

audio.setPinout(I2S_BCK_PIN, I2S_LRCK_PIN, I2S_DOUT_PIN,I2S_MCLK_PIN);
audio.connecttoFS(SD_MMC, "ff-16b-1c-44100hz.mp3");

运行效果

-烧录程序自动播放 MP3 音乐

06_esp_sr

程序说明

本示例演示了使用 ES7210 音频编码芯片进行语音唤醒和语音识别

硬件连接

将开发板接入电脑

代码分析

初始化 I2S 以及 ES7210 音频编码器

Wire.begin(I2C_PIN_SDA, I2C_PIN_SCL);
es7210_init();
i2s.setPins(I2S_PIN_BCK, I2S_PIN_WS, I2S_PIN_DOUT, I2S_PIN_DIN, I2S_PIN_MCK);
i2s.setTimeout(1000);
i2s.begin(I2S_MODE_STD, 16000, I2S_DATA_BIT_WIDTH_16BIT, I2S_SLOT_MODE_STEREO);

注册语音唤醒以及语音识别回调事件，并开启 ESP-SR

 ESP_SR.onEvent(onSrEvent);
ESP_SR.begin(i2s, sr_commands, sizeof(sr_commands) / sizeof(sr_cmd_t), SR_CHANNELS_STEREO, SR_MODE_WAKEWORD);

运行效果

ESP-IDF 入门教程

配置 ESP-IDF 开发环境

信息

对于 ESP32-S3-CAM-OVxxxx 开发板，需要使用 ESP-IDF V5.5.1 以上版本。

备注

以下内容以 Windows 系统为例，使用 VS Code + ESP-IDF 扩展的方式进行开发。Mac/Linux 用户请参考官方说明。

安装 ESP-IDF 开发环境

前往 ESP-IDF Installation Manager 下载 ESP-IDF 安装管理器。这是乐鑫最新推出的跨平台安装工具，下文将演示如何使用其离线安装功能。
在页面中点击 Offline Installer 标签，然后在筛选栏中选择 Windows 操作系统和你要安装的版本。

确认选择无误后，点击下载按钮。浏览器将自动同时下载两个文件：一个是 ESP-IDF 离线整合包(.zst)，另一个是 ESP-IDF 安装器(.exe)。

请耐心等待两个文件下载完成。
下载完成后，双击运行 ESP-IDF 安装器(eim-gui-windows-x64.exe)。
启动后，可在右上角将界面语言切换为中文。

安装工具会自动检测同一目录下是否存在离线整合包。点击从存档安装。

接下来，选择安装路径。建议使用默认路径；若需自定义，请确保路径中不包含中文或空格。确认无误后，点击开始安装。
当看到如下界面时，表示 ESP-IDF 已安装成功。
建议同时安装驱动程序。点击完成安装，然后点击安装驱动程序。

安装 Visual Studio Code 与 ESP-IDF 扩展

下载并安装 Visual Studio Code。
安装时建议勾选通过 Code 打开操作添加到 Windows 资源管理器文件上下文菜单,以便快速打开项目文件夹。
在 VS Code 中,点击侧边活动栏中的扩展图标(或使用快捷键 Ctrl + Shift + X)打开扩展视图。
在搜索框中输入 ESP-IDF,找到 ESP-IDF 扩展并点击安装。
当 ESP-IDF 扩展版本 ≥ 2.0 时,扩展会自动检测并识别上述步骤中安装的 ESP-IDF 环境,无需手动配置。

示例程序

ESP-IDF 示例程序位于示例程序包的 ESP-IDF 目录中。

示例程序	基础例程说明
01_simple_video_server	在局域网络上使用不同端口创建多个 HTTP 服务器，通过网页浏览器访问，提供视频流功能
02_esp_sr	通过 ESP-SR 组件演示语音识别及语音唤醒功能
03_audio_play	此示例扫描 TF 卡，并播放 MP3
04_dvp_camera_display	此示例展示摄像头画面推流到 LCD 屏幕并显示
05_lvgl_brookesia	通过 brookesia 组件展示 LVGL APP 风格 UI
06_usb_host_uvc	模拟 UVC 设备，演示 USB 摄像头功能

01_simple_video_server

程序说明

本示例演示创建 HTTP 服务器，通过浏览器访问，获取视频流的功能

硬件连接

将开发板接入电脑
摄像头：支持 GC0308,GC2145,OV5640,OV3660

代码分析

example_connect()：初始化 WIFI 连接
- 在 menuconfig 配置中设置 ssid 和 password
- 默认 ssid：WSTEST
- 默认 password：waveshare0755
start_cam_web_server()：初始化 http 服务器和初始化摄像头
- 先初始化摄像头，如果检测到不支持的摄像头或者格式会提示错误并退出
- 等待摄像头初始化成功，再初始化 http 服务器