产品特性​

• ESP32-S31 芯片采用 32 位 RISC-V 双核处理器，主频最高为 320 MHz，内置 512 KB SRAM。
• 芯片集成 2.4 GHz Wi-Fi 6、Bluetooth 5.4 (LE)、经典蓝牙 (BR/EDR) 和 IEEE 802.15.4，支持 Thread 和 Zigbee 协议；当前配套示例包含 Wi-Fi 和 BLE 应用。
• 芯片具有 6 个 SPI，其中 2 个专用于 PSRAM、2 个专用于 Flash、2 个为通用 SPI，另提供 1 个低功耗 LP SPI。
• 芯片具有 2 个 I2C、4 个 UART、2 个 I2S、2 个 12 位 SAR ADC（最多 16 通道）和 2 个 DAC，另提供各 1 个低功耗 LP I2C 和 LP UART。
• 提供 16 MB 或 32 MB Flash、16 MB 或 32 MB PSRAM 的四种存储组合，分别对应 N16R16、N32R16、N16R32 和 N32R32 系列。
• 采用邮票孔设计，引出 15 路 GPIO，可焊接集成到自定义底板；另提供预焊排针版本。
• 配备板载 2.4 GHz 贴片天线或 IPEX-4 外接天线接口，具体以所选版本为准。
• 集成 40 Pin 扩展连接器，可连接 RGB LCD、触摸屏及 SD 卡扩展设备。
• USB Type-C 接口连接芯片的 USB Serial/JTAG，可用于程序下载和控制台通信。
• 板载 WS2812B-1010 RGB LED，以及 BOOT 和 RESET 按键。
• 配套提供 12 个 ESP-IDF 示例，覆盖 GPIO、RGB LED、按键、UART、I2C、Wi-Fi、BLE 和显示、触摸、SD 卡等外设测试。

外设数量依据 ESP32-S31 芯片技术规格书 预发布版 v0.5，表示芯片级资源；具体可用信号取决于开发板引出、引脚复用及 SDK 支持情况。

资源简介​

1. ESP32-S31 双核处理器：运行频率最高 320 MHz。
2. USB Type-C 接口：用于供电、程序下载和调试。
3. MP1605GTF-Z DC-DC：提供 3.3 V 电源。
4. Flash 芯片：存储程序和数据。
5. WS2812（LED）：可编程 RGB 指示灯。
6. BOOT 按键：配合复位按键进入下载模式。
7. RESET 复位按键：复位并重启开发板。
8. 40 Pin 板对板扩展接口：用于扩展 RGB LCD、触摸屏和 SD 卡。
9. 贴片天线：用于 2.4 GHz 无线通信，仅贴片天线版本配置。
10. IPEX-4 天线座子：连接外置 2.4 GHz 天线，仅外接天线接口版本配置。
11. USB Host 焊点：引出 USB D+、D− 信号。

引脚定义​

天线版本​

开发板的天线配置为板载贴片天线或 IPEX-4 外接天线接口，具体以所选版本为准。贴片天线版本应保留天线区域净空；IPEX-4 版本需连接适用的 2.4 GHz 外接天线。

产品尺寸​

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​

选择 ESP-IDF 版本​

配套示例使用 ESP-IDF v6.1，目标芯片为 esp32s31。下方通用安装图示中的版本号仅作演示。

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。

下载 ESP32-S31-Zero 示例程序，在 VS Code 中打开所需示例的工程目录，例如 examples/esp-idf/02_blink_rgb。编译、烧录和串口监视操作参见 ESP-IDF 入门教程：运行示例，版本和目标芯片使用本页所列设置。

示例程序​

每个示例都是独立工程。示例 11 需要配套转接板及外接设备；裸板入门可先运行 RGB LED、芯片信息或 BOOT 按键示例。

01_gpio_output：GPIO 输出​

【程序说明】

此示例将 GPIO0～6、GPIO46～51、GPIO58 和 GPIO59 共 15 路信号配置为推挽输出，并保持高电平。

【操作步骤】

1. 运行前断开这些引脚上的外部输出源和负载，避免信号冲突。
2. 编译并下载 01_gpio_output。
3. 用万用表或逻辑分析仪相对 GND 检查电平。

【运行效果】

所列引脚应保持高电平，不会周期翻转。程序不执行回环测量，需用万用表或逻辑分析仪逐一检查；串口日志仅表示已配置输出。

02_blink_rgb：RGB LED​

【程序说明】

此示例通过 GPIO60 使用 RMT 外设发送 WS2812 数据，控制板载 WS2812B-1010。颜色数据按 GRB 顺序发送，不能通过简单翻转 GPIO60 电平替代颜色数据。

【操作步骤】

1. 通过 Type-C 接口连接开发板，无需外接 LED。
2. 编译并下载 02_blink_rgb，观察板载 RGB LED。

【运行效果】

RGB LED 依次显示红色 1 秒、绿色 1 秒、蓝色 1 秒，再熄灭 0.5 秒，随后重复。检查实际颜色、顺序和持续时间。

03_chip_info：芯片信息​

【程序说明】

此示例读取并打印目标名称、CPU 核心数、芯片修订号、基础 MAC 地址、功能位和 Flash 信息。

【操作步骤】

编译并下载 03_chip_info，打开 USB 控制台，记录芯片信息及 Flash 读取结果。

【运行效果】

控制台输出芯片信息，重点区分两项 Flash 输出：

• Physical Flash：通过 esp_flash_get_physical_size() 读取的物理容量。
• Configured flash size：工程设置的 Flash 容量。

两项数值可能不同。原理图标注 32 MiB 器件，而工程保留 16 MiB 配置；实际结果以所用开发板的读取值为准。

04_boot_button：BOOT 按键​

【程序说明】

此示例将 GPIO61 配置为上拉输入，读取低有效 BOOT 按键，并通过延时确认电平变化。

【注意事项】

正常启动时松开 BOOT。按住 BOOT 的同时复位会选择下载模式，此时不会进入按键示例的正常运行流程。

【操作步骤】

1. 编译并下载 04_boot_button，打开 USB 控制台。
2. 程序运行后，按下并松开 BOOT，观察日志。

【运行效果】

串口按状态变化输出 Button PRESSED 或 Button RELEASED。

05_uart_loopback：UART 回环​

【程序说明】

程序使用 UART1，通过 GPIO58（TX）发送带序号的字符串，经跳线回送至 GPIO59（RX），接收后逐字节比较。UART 配置如下：

【操作步骤】

1. 断电并断开 GPIO58、GPIO59 上的其他外接设备。
2. 将 H2 第 2 脚 GPIO58（UART1 TX）与第 1 脚 GPIO59（UART1 RX）短接。
3. 上电后编译并下载 05_uart_loopback，打开 USB 控制台。无需将 UART1 接到电脑。

【运行效果】

收到的数据长度与内容均一致时输出 PASS，否则输出 FAIL 并提示检查跳线。

06_i2c_scan：I2C 扫描​

【程序说明】

程序每轮扫描 0x08～0x77，输出地址表和设备数。外部设备接线如下：

原理图中的相关外部上拉电阻标注为未装配选项，应按外设和总线要求提供适当的 3.3 V 上拉。

【操作步骤】

1. 断电后按上表连接适用于 3.3 V 逻辑电平的外部 I2C 设备，并确认共地及 SDA、SCL 上拉条件。
2. 上电后编译并下载 06_i2c_scan，打开 USB 控制台。

【运行效果】

地址表示应答设备，-- 表示未收到应答，UU 表示探测超时。未接设备时显示 0 个设备可以是正常结果，不能预设板上有固定地址的 I2C 从设备。

07_wifi_scan：Wi-Fi 扫描​

【程序说明】

程序使用 STA 模式扫描热点，每轮打印热点总数，最多显示 20 条记录，包含信道、RSSI、认证模式和 SSID。

【操作步骤】

1. 确认开发板的天线版本：贴片天线版本应保留天线区域净空；IPEX-4 版本需连接适用的 2.4 GHz 外接天线。
2. 编译并下载 07_wifi_scan，打开 USB 控制台查看扫描结果。

【运行效果】

每轮完成后延时 10 秒再扫描。扫描结果受周围热点、天线及环境影响。

08_wifi_sta：连接 Wi-Fi​

【程序说明】

此示例连接指定的 2.4 GHz Wi-Fi 热点，并输出连接状态和获取的 IPv4 地址。

【操作步骤】

确认天线通路，打开 08_wifi_sta 工程的 menuconfig，在 "Example Configuration" 中设置以下内容：

• "Wi-Fi SSID"：待连接的 2.4 GHz 热点名称。
• "Wi-Fi password"：热点密码。
• "Maximum connection retries"：最大重试次数。

保存配置，重新编译并下载 08_wifi_sta，打开 USB 控制台。

【运行效果】

程序在获取 IPv4 地址后输出 IPv4 address:；连接失败时会按配置重试，达到次数上限后输出失败信息。

该示例仅演示热点连接和地址获取。分享工程或截图前移除本地 Wi-Fi 凭据。

09_wifi_ap：创建 SoftAP​

【程序说明】

此示例创建本地 SoftAP，未实现互联网共享或 NAT 路由。示例允许空密码开放网络，使用时应按实际需求设置。

【操作步骤】

1. 确认天线通路，打开 09_wifi_ap 工程的 menuconfig。
2. 在 "Example Configuration" 中配置 SoftAP 名称、密码、信道和最大连接数。
3. 保存配置，重新编译并下载 09_wifi_ap。
4. 通过电脑或手机连接所设热点，观察 USB 控制台。

【运行效果】

控制台记录终端加入、离开事件。终端提示无互联网连接时，应结合本地连接状态判断结果。

10_ble_advertiser：BLE 广播​

【程序说明】

此示例使用 NimBLE，广播设备名 ESP32-S31-Zero。该示例未定义串口透传服务，不能将其作为蓝牙串口示例使用。

【操作步骤】

1. 确认天线通路，编译并下载 10_ble_advertiser。
2. 通过支持 BLE 扫描的工具查找 ESP32-S31-Zero。
3. 连接设备后再断开，观察 USB 控制台中的连接状态。

【运行效果】

程序在连接和断开时输出日志，并在连接失败或断开后恢复广播。

11_board_test：综合测试​

【程序说明】

此工程包含 Flash、PSRAM、CPU/RAM、GPIO60 RGB LED，以及外接显示、触摸、SD 和 GPIO54 指示灯等测试。显示、触摸和 SD 卡测试需要连接匹配的触摸屏转接板、SD 卡转接板及外接设备。GPIO54 指示灯需外接，开发板未板载该指示灯。

【硬件条件】

运行前按下表核对转接板、外接设备、引脚及供电。配套硬件的完整兼容性仍待实板验证；未接显示屏、触摸屏或 SD 卡时，对应项目的失败结果不能用于判断裸板故障。

【操作步骤】

1. 断电后，按工程引脚及供电要求连接已确认匹配的转接板及外接设备，核对分区用途并备份数据。
2. 检查 11_board_test 的 PSRAM、显示、触摸和 SD 配置。
3. 保持连续触摸采样关闭。如需排查触摸通信，在 "Board test" > "Enable continuous touch sampling and touch marker" 中启用采样及触摸标记。
4. 确认硬件条件后，编译并下载 11_board_test，按测试项目检查日志及外设现象。

【结果判断】

连续触摸跟踪的稳定性尚未确认，不能只凭启动检测成功判断连续跟踪正常。LCD 启动成功后，USB 控制台不能继续用于观察日志。显示、触摸和 SD 卡需逐项检查并分别确认结果。

12_wifi_performance：Wi-Fi 吞吐测试​

【程序说明】

此示例提供 USB Serial/JTAG 控制台，用于 Wi-Fi 连接、链路信息、ping 及 TCP、UDP 吞吐测试。

【准备与操作】

确认天线通路，并准备运行 iperf 2.x 的电脑；iperf3 协议与该示例不兼容。编译并下载 12_wifi_performance，打开 USB 控制台。

下载启动后，在 wifi-perf> 控制台输入 help 查看命令。STA 模式连接命令如下，将尖括号中的内容替换为本地参数：

sta_connect <SSID> <PASSWORD>
rf_info
ping <GATEWAY_IP>

吞吐测试需先启动接收端。下表中的 <PC_IP> 为电脑地址，<DUT_IP> 为开发板地址。

电脑通过有线网络连接测试路由器，可减少电脑自身无线链路对测试的影响。记录天线、供电、信道、带宽、方向、RSSI、吞吐率及 UDP 丢包情况；结果不预设为固定速率。

【结果判断】

rf_info 中的发射功率字段是软件配置值，不是实测射频功率。该示例仅用于功能及吞吐测试。

问题排查​

目标无法识别、Flash 容量不同、USB 中断或外设失败时，参见 ESP32-S31-Zero 常见问题。

ESP32-S31-Zero 提供出厂固件 V1（2026-10-20），用于恢复出厂演示。固件文件位于配套仓库的 firmware/ 目录：

• ESP32-S31-Zero 示例程序与固件（Gitee 仓库）
• ESP32-S31-Zero 示例程序与固件（GitHub 仓库）

烧录工具需明确支持 esp32s31，不要选择 esp32s3。如需手动进入下载模式，按以下顺序操作：

1. 按住 BOOT。
2. 保持 BOOT 按下，同时按下并松开 RESET。
3. 松开 BOOT。

烧录完成后，按 RESET 运行固件。

1. 示例程序​

• ESP32-S31-Zero 示例程序（GitHub 仓库）
• ESP32-S31-Zero 示例程序（Gitee 仓库）

2. 硬件资料​

• ESP32-S31-Zero 原理图（GitHub）
• ESP32-S31-Zero 封装库（GitHub 仓库）
• ESP32-S31-Zero 原理图（Gitee）
• ESP32-S31-Zero 封装库（Gitee 仓库）

3. 技术手册​

• ESP32-S31 芯片技术规格书

4. 软件工具​

• ESP-IDF 开发
• ESP32-S31 固件烧录工具

5. 其他资料​

• ESP32-S31 芯片官方介绍
• ESP-IDF 入门教程

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