板载资源​

1. ESP32-S3-PICO-1-N8R8 Wi-Fi 和蓝牙 Soc，240MHz 运行频率，同时叠封集成 8MB Flash 与 8MB PSRAM
2. Micro SD 卡槽 使用时需要将 SD 卡格式化为 FAT32
3. ES8311 音频编解码芯片 支持音频输入与输出，低功耗设计，适合语音识别与语音播放应用
4. BOOT 按键 按住 BOOT，重新上电可以进入下载模式
5. PWR 按键 配合程序可实现锂电池供电情况下的电源控制
6. Type-C 接口 ESP32-S3 USB 接口，可用于烧录程序和日志打印
7. 麦克风 采集音频
8. SHTC3 温湿度传感器 提供环境温湿度测量，便于实现环境监测功能
9. MX1.25 2PIN 扬声器接口 音频输出信号，外接扬声器
10. MX1.25 2PIN 锂电池接口 用于连接锂电池
11. 板载贴片天线 支持 2.4GHz Wi-Fi (802.11 b/g/n) 和 蓝牙 5 (LE)
12. PCF85063 （背面） RTC 时钟芯片，支持时间保持功能
13. 2 × 6PIN 2.54mm 间距排母 可用于扩展使用
14. 扬声器 播放音频

外设速查​

ePaper 屏参数​

引脚定义​

在使用 ESP32-S3-ePaper-1.54G 板上预留的 GPIO 端子时需注意接线颜色和对应功能，避免接线惯性导致烧坏开发板。

扩展口​

GPIO 完整分配​

下表列出板上电路已占用的 GPIO 及已引出到扩展口的引脚。

使用注意​

• 外接 I2C 设备时，需要避开 0x18、0x70、0x51 地址冲突。
• GPIO19/GPIO20 已连接 USB Type-C，不建议当普通 GPIO 使用。
• GPIO0 是 BOOT 引脚，EN/CHIP_PU 是复位信号，不建议作为普通用户输入。
• GPIO33 到 GPIO37 用于连接内部集成的 Octal SPI PSRAM，不可用于其他功能。

产品尺寸​

本章节包含以下部分，请按需阅读：

• Arduino 入门教程
• 配置开发环境
• 示例程序

Arduino 入门教程​

初次接触 Arduino ESP32 开发，想要快速上手？我们为您准备了一套通用的 入门教程。

• 第0节 认识 ESP32
• 第1节 安装和配置 Arduino IDE
• 第2节 Arduino 基础知识
• 第3节 数字输出/输入
• 第4节 模拟输入
• 第5节 脉冲宽度调制 (PWM)
• 第6节 串行通信 (UART)
• 第7节 I2C 通信
• 第8节 SPI 通信
• 第9节 Wi-Fi 基础用法
• 第10节 网页服务器
• 第11节 蓝牙 (Bluetooth)
• 第12节 LVGL 图形界面开发
• 第13节 综合项目

请注意：该教程使用 ESP32-S3-Zero 作为教学示例，所有硬件代码均基于其引脚布局。在动手实践前，建议您对照手中的开发板引脚图，确认引脚配置无误。

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​

• 在安装 Arduino 库时，通常有两种方式可供选择：在线安装 和 离线安装。若库安装要求离线安装，则必须使用提供的库文件。
• 对于大多数库，用户可以通过 Arduino 软件的在线库管理器轻松搜索并安装。然而，一些开源库或自定义库未被同步到 Arduino 库管理器中，因此无法通过在线搜索获取。在这种情况下，用户只能通过离线方式手动安装这些库。
• 可从 该处 下载 ESP32-S3-ePaper-1.54G 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。

3. Arduino 工程参数设置​

示例程序​

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

01_ADC_Test​

【程序说明】

• 通过 GPIO 连接的模拟量电压经过 ADC 转换成数字量，然后通过计算得到实际的锂电池电压，并打印到终端。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

• adc_bsp_init(void)：初始化 ADC1，包括创建 ADC 单次触发单元并配置 ADC1 的通道 3。
• adc_get_value(float *value,int *data)：读取 ADC1 通道 3 的值，并根据参考电压和分辨率计算出对应的电压值存储在传入的指针指向的位置，如果读取失败则存储 0。
• adc_example(void* parameter)：初始化 ADC1 后，创建一个 ADC 任务，该任务每隔 1 秒读取一次 ADC 的值，通过读取的 ADC 原始值计算出系统的电压。

【运行效果】

• 程序编译下载完成，打开串口监控可以看到打印输出的 ADC 的值和电压，如下图所示：

  
  

02_I2C_PCF85063​

【程序说明】

• 通过 I2C 协议，分别对 PCF85063 芯片进行初始化、设置时间、间隔读取时间，然后打印到终端。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

• void i2c_rtc_loop_task(void *arg)：创建一个 RTC 任务来实现 RTC 功能，每隔 1 秒读取一次 RTC 芯片的时钟，然后输出到终端。

【运行效果】

• 程序编译下载完成，打开串口监控可以看到打印输出的 RTC 时间，如下图所示：

  
  

03_I2C_STHC3​

【程序说明】

• 通过 I2C 协议，对 SHTC3 芯片进行初始化设置，然后每隔 1 秒读取的温湿度信息打印到终端。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

• void i2c_SHTC3_loop_task(void *arg)：创建一个 SHTC3 传感器任务，定时获取温湿度。

【运行效果】

• 打开串口监控，可以看到打印输出的温湿度数据，如下图所示：

  
  

04_SD_Card​

【程序说明】

• 通过 SDMMC 方式驱动 SD 卡，成功挂载之后把 SD 卡信息打印到终端。

【硬件连接】

• 上电之前先给板子装上 FatFs 格式的 SD 卡

【代码分析】

• sdcard_init(void)：使用 1 线 SDMMC 方式初始化 SD 卡。
• sdcard_loop_task(void *arg)：测试 SD 卡读写功能的任务，需要取消#define sdcard_write_Test宏定义的注释。

  //#define sdcard_write_Test
  

【运行效果】

• 点击串口监控设备，可以看到输出的 SD 卡的信息，如下图所示：

  
  

05_WIFI_AP​

【程序说明】

• 该示例可将开发板设置为热点，允许手机或其他处于 STA 模式的设备连接到开发板。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

• 在 05_WIFI_AP.ino 文件找到 ssid 和 password，然后手机或其他处于 STA 模式的设备即可使用该 ssid 和 password 连接到开发板。

  const char *ssid = "ESP32_AP";
  const char *password = "12345678";
  

【运行效果】

• 烧录完程序，打开串口终端，如果设备连接热点成功之后，会输出该设备的 MAC 地址，如图：

  
  

06_WIFI_STA​

【程序说明】

• 该示例可将开发板配置为 STA 设备，以连接路由器，从而接入系统网络。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

• 在 06_WIFI_STA.ino 文件找到 ssid 和 password，然后将其修改为当前环境中可用路由器的 SSID 和 Password。

  const char *ssid = "you_ssid";
  const char *password = "you_password";
  

【运行效果】

• 烧录完程序，打开串口终端，如果设备连接成功热点之后，会输出所获取的 IP 地址，如图：

  
  

07_Audio_out​

【程序说明】

• 本示例演示 ESP32-S3-ePaper-1.54G 播放 PCM 音频数据。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑

【运行效果】

• 播放音频文件，屏幕无现象

08_E_paper_test​

【程序说明】

• 该示例为 ESP32-S3-ePaper-1.54G Arduino 本地例程，实现墨水屏初始化清屏，显示图片，绘制基础图形、文字。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑

【运行效果】

• 屏幕刷新初始化清屏，显示图片，绘制基础图形、文字

本章节包含以下部分，请按需阅读：

• ESP-IDF 入门教程
• 配置 ESP-IDF 开发环境
• 示例程序

ESP-IDF 入门教程​

初次接触 ESP32 ESP-IDF 开发，想要快速上手？我们为您准备了一套通用的 入门教程。

• 第0节 认识 ESP32
• 第1节 搭建环境
• 第2节 运行实例
• 第3节 创建项目
• 第4节 使用组件
• 第5节 调试程序
• 第6节 FreeRTOS
• 第7节 驱动外设
• 第8节 Wi-Fi 编程
• 第9节 BLE 编程

请注意：该教程使用 ESP32-S3-Zero 作为教学示例，所有硬件代码均基于其引脚布局。在动手实践前，建议您对照手中的开发板引脚图，确认引脚配置无误。

配置 ESP-IDF 开发环境​

安装 ESP-IDF 开发环境​

1. 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 操作系统和你需要的 ESP-IDF 版本（图示仅为参考，请以实际为准）。

   
   

   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。

2. 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。

   
   

3. 当看到如下界面时，表示 ESP-IDF 已安装成功。

   
   

4. 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​

1. 下载并安装 Visual Studio Code。

2. 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。

3. 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。

4. 在搜索框中输入 ESP-IDF,找到 ESP-IDF 扩展并点击安装。

   
   

5. 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。

01_ADC_Test​

【程序说明】

• 通过 GPIO 连接的模拟量电压经过 ADC 转换成数字量，然后通过计算得到实际的锂电池电压，并打印到终端。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

• Adc_PortInit(void)：初始化 ADC1，包括创建 ADC 单次触发单元并配置 ADC1 的通道 3。
• float Adc_GetBatteryVoltage(int *data)：读取 ADC1 通道 3 的值，返回实际的电压值。
• uint8_t Adc_GetBatteryLevel(void)：返回电池的百分比。
• void Adc_LoopTask(void *arg)：创建一个 ADC 任务，该任务每隔 1 秒读取一次 ADC 的值并打印到串口。

【运行效果】

• 程序编译下载完成，打开串口监控可以看到打印输出的 ADC 的值和电压，如下图所示：

  
  

02_I2C_PCF85063​

【程序说明】

• 通过 I2C 协议，分别对 PCF85063 芯片进行初始化、设置时间、间隔读取时间，然后打印到终端。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

• void i2c_rtc_loop_task(void *arg)：创建一个 RTC 任务来实现 RTC 功能，每隔 1 秒读取一次 RTC 芯片的时钟，然后输出到终端。

【运行效果】

• 程序编译下载完成，打开串口监控可以看到打印输出的 RTC 时间，如下图所示：

  
  

03_I2C_STHC3​

【程序说明】

• 通过 I2C 协议，分别对 STHC3 芯片进行初始化、读取温湿度数据，然后打印到终端。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

• void i2c_SHTC3_loop_task(void *arg)：创建一个 SHTC3 传感器任务，定时获取温湿度。

【运行效果】

• 打开串口监控，可以看到打印输出的温湿度数据，如下图所示：

  
  

04_SD_Card​

【程序说明】

• 通过 SDMMC 方式驱动 SD 卡，成功挂载之后把 SD 卡信息打印到终端。

【硬件连接】

• 上电之前先给板子装上 FatFs 格式的 SD 卡

【代码分析】

• sdcard_init(void)：使用 1 线 SDMMC 方式初始化 SD 卡。
• sdcard_loop_task(void *arg)：测试 SD 卡读写功能的任务，需要取消 #define sdcard_write_Test 宏定义的注释。

【运行效果】

• 点击串口监控设备，可以看到输出的 SD 卡的信息，practical_size 是 SD 卡的实际容量，如下图所示：

  
  

05_WIFI_AP​

【程序说明】

• 该示例可将开发板设置为热点，允许手机或其他处于 STA 模式的设备连接到开发板。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

• 在 softap_example_main.c 文件找到 SSID 和 PASSWORD，然后手机或其他处于 STA 模式的设备即可使用该 SSID 和 PASSWORD 连接到开发板。

  #define EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID      "waveshare_esp32"
  #define EXAMPLE_ESP_WIFI_PASSWORD      "wav123456"
  

【运行效果】

• 烧录完程序，打开串口终端，如果设备连接成功热点之后，会输出该设备的 MAC 地址和 IP 地址，如图：

  
  

06_WIFI_STA​

【程序说明】

• 该示例可将开发板配置为 STA 设备，以连接路由器，从而接入系统网络。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

• 在 esp_wifi_bsp.c 文件找到 ssid 和 password ，然后将其修改为当前环境中可用路由器的 SSID 和 Password 。

  wifi_config_t wifi_config = {
    .sta = {
      .ssid = "PDCN",
      .password = "1234567890",
    },
  };
  

【运行效果】

• 烧录完程序，打开串口终端，如果设备连接成功热点之后，会输出所获取的 IP 地址，如图：

  
  

07_Audio_Test​

【程序说明】

• 该示例演示如何获取麦克风的数据，然后再通过扬声器播放。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

• i2c_master_Init()：初始化 I2C 总线 。
• user_ui_init()：初始化全局 ui 。
• user_button_init()：初始化 audio 接口。

【运行效果】

• 程序烧录完成后，屏幕无显示

  提示

  1. 长按 BOOT 按键即可进入录音模式，对着 MIC 说话，松开 BOOT 按键即播放录音
  2. 双击 PWR 按键，可以播放一段音乐
  3. 单击 PWR 按键，可以打断音乐播放

08_BATT_PWR_Test​

【程序说明】

• 使用锂电池供电的情况下，演示如何通过 PWR 按键控制系统的电源。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

• user_button_init()：初始化按键以及各类触发事件。
• example_button_pwr_task(void* parmeter)：等待按键事件触发的任务。

【运行效果】

• 程序烧录完成后，断开 USB 供电，接入锂电池，通过长按 PWR 按键进行开机，屏幕无显示：

  提示

  1. 长按 PWR 按键，等待绿灯亮起，表示启动成功，松开按键即可
  2. 再次长按并松开 PWR 按键，绿灯熄灭，表示电源关闭成功

09_E_paper_test​

【程序说明】

• 该示例为 ESP32-S3-ePaper-1.54G IDF 本地例程，实现墨水屏初始化清屏，显示图片，绘制基础图形、文字。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑

【运行效果】

• 屏幕刷新初始化清屏，显示图片，绘制基础图形、文字

10_xiaozhi-esp32​

【程序说明】

• 本示例基于 ESP32-S3 电子墨水屏设备，实现图片显示、局域网图片推送以及小智 AI 对话功能。程序内置三种工作模式，用户可以通过 BOOT 按键进行模式选择和切换。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑
• 将 SD 卡文件夹所有文件拷贝到 sdcard 上，插入 SD 卡模块
• 插入 SD 卡模块后再上电或复位设备

【程序功能】 程序包含三种工作模式：

设备默认进入 模式 1：基础模式。

如果未检测到 SD 卡，设备会根据当前模式刷新内置图片或显示提示信息，部分依赖 SD 卡的功能不可用。

【指示灯状态】

• 进入模式或初始化过程中：绿灯闪烁
• 程序稳定运行后：绿灯常亮
• 图片刷新或处理过程中：绿灯快速闪烁
• 进入休眠：绿灯熄灭
• 电池充电中：红灯常亮

【模式切换】

• 长按 BOOT 按键进入模式选择，设备会语音播报“模式选择”
• 单击 BOOT 按键依次切换模式，设备会播报当前选择的模式
• 再次长按 BOOT 按键确认并进入当前选择的模式

模式 1​

1. 将需要显示的图片放入 SD 卡的 bmp 目录
2. 支持显示 200x200 分辨率，四色 BMP 格式图片
3. 单击 BOOT 按键显示或切换 bmp 目录下的图片
   
   
4. 如果没有插入 SD 卡，或者 SD 卡 bmp 目录下没有可读取图片，设备会刷新内置图片
5. 设备显示图片后会进入休眠状态，可以通过 BOOT 按键唤醒和切换图片，也可以单击 KEY 按键实现唤醒不切图。
6. 在睡眠模式的时候，支持定时唤醒，唤醒时间可以通过06_user_Foundation_img目录下的config.txt文件设置，具体代码段和文件位置如下：
   
   
   
   

模式 2​

1. 使用手机或者电脑连接 wifi：esp_network 密码：1234567890，连接成功之后，进入 图片选择界面，如图：
   
   
2. 在网页内可直接选择、预览、推送图片到墨水屏显示
3. 模式 2 支持自动休眠：
   • WiFi 断开或长时间无操作后会进入深度休眠
   • 休眠会关闭 WiFi
   • 休眠唤醒源为单击 BOOT / PWR 按键或 30 秒定时器

模式 3​

1. 首次进入模式三会有一个配网的过程，语音会播报"进入配网模式"，这个时候使用手机连接 Xiaozhi-xxx(xxx 表示不固定的）
2. 配网成功之后，进入 小智控制台，添加对应的设备
   
   
3. 初始化完成后，通过"你好，小智"唤醒词唤醒
4. 唤醒之后即可正常对话
5. 可以通过对话：
   • 获取 SD 卡 bmp 目录中的图片数量
   • 序号切换并显示 SD 卡 bmp 目录中的图片
   • sd 卡未就绪时，刷新内置图片
   • 获取当前环境温湿度
   • 获取当前电池电量

1. 硬件资料​

开发板设计文件

• 原理图

2. 技术手册​

• ESP32-S3 芯片官方手册

  • 技术规格书：中文版 | 英文版
  • 技术参考手册：中文版 | 英文版

• 数据手册

  • PCF85063 数据手册
  • SHTC3 数据手册
  • ePaper_1.54G 数据手册

3. 示例程序​

• ESP32-S3-ePaper-1.54G 示例程序（Gitee 仓库）
• ESP32-S3-ePaper-1.54G 示例程序（Github 仓库）

技术支持

周一-周五（9:30-6:30）周六（9:30-5:30）

手机：13434470212

邮箱：services04@spotpear.cn

QQ：202004841