ESPRESSIF ESP32-C3-MINI-1 Wi-Fi- und Bluetooth-Internet-of-Things-Modul – Benutzerhandbuch

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Dieses Benutzerhandbuch zeigt die ersten Schritte mit dem ESP32-C3-MINI-1-Modul.

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Überview

1. Modul überview
   ESP32-C3-MINI-1 ist ein universelles Wi-Fi- und Bluetooth LE-Modul. Der umfangreiche Peripherieumfang und die geringe Größe machen dieses Modul zur idealen Wahl für Smart Homes, Industrieautomation, Gesundheitswesen, Unterhaltungselektronik usw.
   Tabelle 1: ESP32C3MINI1-Spezifikationen
   

   Kategorien	Parameter	Technische Daten
   W-lan	Protokolle	802.11 b/g/n (bis zu 150 Mbit/s)
   	Frequenzbereich	2412 ~ 2462 MHz
   Bluetooth®	Protokolle	Bluetooth® LE: Bluetooth 5 und Bluetooth Mesh
   	Radio	Klasse-1, Klasse-2 und Klasse-3 Sender
   Hardware	Modulschnittstellen	GPIO, SPI, UART, I2C, I2S, Fernbedienungsperipherie, LED-PWM-Controller, allgemeiner DMA-Controller, TWAI® Controller (kompatibel mit ISO 11898-1), Temperatursensor, SAR ADC
   	Integrierter Kristall	40 MHz Quarz
   	Betriebsvolumentage/Stromversorgung	3.0 V bis 3.6 V
   	Betriebsstrom	Durchschnitt: 80 mA
   	Von der Stromversorgung gelieferter Mindeststrom liefern	500 mA
   	Umgebungstemperatur	–40 °C ~ +105 °C
   	Feuchtigkeitsempfindlichkeit (MSL)	Stufe 3

3. Pin Beschreibung
   Abbildung 1: Pin-Layout (Oben View)
   
   Das Modul hat 53 Pins. Siehe Pin-Definitionen in Tabelle 2.
   Informationen zu peripheren Pin-Konfigurationen finden Sie im Datenblatt der ESP32-C3-Familie .
   Tabelle 2: Pindefinitionen
   

   Name	NEIN.	Typ	Funktion
   Masse	1, 2, 11, 14, 36-53	P	Boden
   3V3	3	P	Stromversorgung
   NC	4	—	NC
   IO2	5	I/O/T	GPIO2, ADC1_CH2, FSPIQ
   IO3	6	I/O/T	GPIO3, ADC1_CH3
   NC	7	—	NC
   EN	8	I	High: an, aktiviert den Chip. Low: aus, der Chip schaltet sich aus. Hinweis: Lassen Sie den EN-Pin nicht schwebend.
   NC	9	—	NC
   NC	10	—	NC
   IO0	12	I/O/T	GPIO0, ADC1_CH0, XTAL_32K_P
   IO1	13	I/O/T	GPIO1, ADC1_CH1, XTAL_32K_N
   NC	15	—	NC
   IO10	16	I/O/T	GPIO10, FSPICS0
   NC	17	—	NC
   IO4	18	I/O/T	GPIO4, ADC1_CH4, FSPIHD, MTMS
   IO5	19	I/O/T	GPIO5, ADC2_CH0, FSPIWP, MTDI
   IO6	20	I/O/T	GPIO6, FSPICLK, MTCK
   IO7	21	I/O/T	GPIO7, FSPID, MTDO
   IO8	22	I/O/T	GPIO8
   IO9	23	I/O/T	GPIO9
   NC	24	—	NC
   NC	25	—	NC
   IO18	26	I/O/T	GPIO18
   IO19	27	I/O/T	GPIO19
   NC	28	—	NC
   NC	29	—	NC
   RXD0	30	I/O/T	GPIO20, U0RXD,
   TXD0	31	I/O/T	GPIO21, U0TXD
   NC	32	—	NC
   NC	33	—	NC
   NC	34	—	NC
   NC	35	—	NC

Erste Schritte mit ESP32C3MINI1

Was du brauchst

Um Anwendungen für das Modul ESP32-C3-MINI-1 zu entwickeln, benötigen Sie:

• 1 x ESP32-C3-MINI-1-Modul
• 1 x Espressif HF-Testplatine
• 1 x USB-zu-Seriell-Karte
• 1 x Micro-USB-Kabel
• 1 x PC mit Linux

In diesem Benutzerhandbuch nehmen wir das Linux-Betriebssystem als Beispielample. Weitere Informationen zur Konfiguration unter Windows und macOS finden Sie im ESP-IDF-Programmierhandbuch.

Hardware-Verbindung

1. Löten Sie das ESP32-C3-MINI-1-Modul an die HF-Testplatine, wie in Abbildung 2 gezeigt.
   
2. Verbinden Sie die HF-Testplatine über TXD, RXD und GND mit der USB-to-Serial-Platine.
3. Schließen Sie die USB-to-Serial-Karte an den PC an.
4. Schließen Sie das HF-Testboard über das Micro-USB-Kabel an den PC oder ein Netzteil an, um eine 5-V-Stromversorgung zu ermöglichen.
5. Verbinden Sie während des Downloads IO0 über einen Jumper mit GND. Schalten Sie dann die Testplatine „EIN“.
6. Laden Sie die Firmware in den Flash herunter. Einzelheiten finden Sie in den folgenden Abschnitten.
7. Entfernen Sie nach dem Download den Jumper auf IO0 und GND.
8. Schalten Sie die HF-Testplatine erneut ein. ESP32-C3-MINI-1 wechselt in den Arbeitsmodus. Der Chip liest bei der Initialisierung Programme aus dem Flash.
   Notiz
   IO0 ist intern logisch hoch. Wenn IO0 auf Pull-Up eingestellt ist, wird der Boot-Modus ausgewählt. Wenn dieser Pin Pull-Down ist oder schwebend gelassen wird,
   Der Download-Modus ist ausgewählt. Weitere Informationen zu ESP32-C3 MINI-1 finden Sie im Datenblatt zu ESP32-C3-MINI-1.

Entwicklungsumgebung einrichten

Das Espressif IoT Development Framework (kurz ESP-IDF) ist ein Framework zur Entwicklung von Anwendungen auf Basis der Espressif-Chips. Benutzer können Anwendungen mit ESP-Chips in Windows/Linux/macOS basierend auf ESP-IDF entwickeln. Hier nehmen wir das Linux-Betriebssystem als Example.

1. Installieren Sie die Voraussetzungen
   Um mit ESP-IDF zu kompilieren, benötigen Sie die folgenden Pakete:
   • CentOS 7:
     1 sudo yum install git wget flex bison gperf python cmake ninja-build ccache dfuutil
   • Ubuntu und Debian (ein Befehl wird in zwei Zeilen aufgeteilt):
     1. sudo apt-get installiere git wget flex bison gperf python python-pip pythonsetuptools cmake
     2. ninja-build ccache libffi-dev libssl-dev dfu-util
   • Bogen:
     • 1 sudo pacman -S –needed gcc git make flex bison gperf python-pip cmake ninja ccache dfu-util
       Notiz
     • Diese Anleitung verwendet das Verzeichnis ~/esp unter Linux als Installationsordner für ESP-IDF.
     • Beachten Sie, dass ESP-IDF keine Leerzeichen in Pfaden unterstützt.
2. Holen Sie sich ESPIDF
   Um Anwendungen für das ESP32-C3-MINI-1-Modul zu erstellen, benötigen Sie die von Espressif im ESP-IDF-Repository bereitgestellten Softwarebibliotheken.
   Um ESP-IDF zu erhalten, erstellen Sie ein Installationsverzeichnis (~/esp), um ESP-IDF herunterzuladen und das Repository mit „git clone“ zu klonen:
   1. mkdir -p ~/esp
   2. cd ~/bes
   3. git clone –rekursiv https://github.com/espressif/esp-idf.git
      ESP-IDF wird in ~/esp/esp-idf heruntergeladen. Informationen dazu, welche ESP-IDF-Version in einer bestimmten Situation verwendet werden soll, finden Sie unter ESP-IDF-Versionen.
3. Werkzeuge einrichten
   Abgesehen von ESP-IDF müssen Sie auch die von ESP-IDF verwendeten Tools installieren, z. B. den Compiler, Debugger, Python-Pakete usw. ESP-IDF stellt ein Skript namens „install.sh“ bereit, um die Einrichtung der Tools zu erleichtern auf einmal.
   1. cd ~/esp/esp-idf
   2. /install.sh
4. Umgebungsvariablen einrichten
   Die installierten Tools werden noch nicht zur Umgebungsvariable PATH hinzugefügt. Um die Tools über die Kommandozeile nutzbar zu machen, müssen einige Umgebungsvariablen gesetzt werden. ESP-IDF bietet ein weiteres Skript „export.sh“, das dies tut. Führen Sie in dem Terminal, in dem Sie ESP-IDF verwenden möchten, Folgendes aus:
   • $HOME/esp/esp-idf/export.sh
     Jetzt ist alles bereit, Sie können Ihr erstes Projekt auf dem ESP32-C3 MINI-1-Modul erstellen.

Erstellen Sie Ihr erstes Projekt 

1. Starten Sie ein Projekt
   Jetzt können Sie Ihre Anwendung für das ESP32-C3-MINI-1-Modul vorbereiten. Sie können mit dem Projekt get-started/hello_world von ex beginnen.amples-Verzeichnis in ESP-IDF.
   Kopieren Sie get-started/hello_world in das Verzeichnis ~/esp:
   1. cd ~/bes
   2. cp -r $IDF_PATH/examples/get-started/hello_world .
      Es gibt eine Reihe von Example projekte in der examples-Verzeichnis in ESP-IDF. Sie können jedes Projekt wie oben beschrieben kopieren und ausführen. Es ist auch möglich, ex . zu bauenampDateien an Ort und Stelle, ohne sie vorher zu kopieren.
      Es gibt eine Reihe von Example projekte in der examples-Verzeichnis in ESP IDF. Sie können jedes Projekt auf die gleiche Weise wie oben beschrieben kopieren und ausführen. Es ist auch möglich, ExampDateien an Ort und Stelle, ohne sie vorher zu kopieren.
2. Verbinden Sie Ihr Gerät
   Schließen Sie nun Ihr ESP32-C3-MINI-1-Modul an den Computer an und prüfen Sie, unter welchem ​​seriellen Port das Modul sichtbar ist. Serielle Ports beginnen in Linux mit '/dev/tty' im Namen. Führen Sie den folgenden Befehl zweimal aus, zuerst mit dem
   Karte ausgesteckt, dann wieder eingesteckt. Der Port, der beim zweiten Mal erscheint, ist der, den Sie brauchen:
   • ls /dev/tty*
     Notiz
     Halten Sie den Portnamen bereit, da Sie ihn in den nächsten Schritten benötigen.
3. Konfigurieren
   Navigieren Sie in Schritt 2.4.1 zu Ihrem Verzeichnis „hello_world“. Starten Sie ein Projekt, legen Sie ESP32-C3 als Ziel fest und führen Sie das Projektkonfigurationsprogramm „menuconfig“ aus.
   1. CD ~/esp/hello_world
   2. idf.py set-target esp32c3
   3. idf.py menuconfig
      Das Setzen des Ziels mit 'idf.py set-target esp32c3' sollte einmalig nach dem Öffnen eines neuen Projekts erfolgen. Wenn das Projekt einige vorhandene Builds und Konfigurationen enthält, werden diese gelöscht und initialisiert. Das Ziel kann in einer Umgebungsvariable gespeichert werden, um diesen Schritt überhaupt zu überspringen. Weitere Informationen finden Sie unter Auswählen des Ziels.
      Wenn die vorherigen Schritte korrekt durchgeführt wurden, erscheint das folgende Menü:
      Abbildung 3: Startfenster der Projektkonfiguration
      
      Die Farben des Menüs können in Ihrem Terminal anders sein. Sie können das Erscheinungsbild mit der Option „–style“ ändern. Führen Sie für weitere Informationen bitte „idf.py menuconfig –help“ aus.
4. Erstellen Sie das Projekt
   Erstellen Sie das Projekt, indem Sie Folgendes ausführen:
   1. idf.py b
      Dieser Befehl kompiliert die Anwendung und alle ESP-IDF-Komponenten und generiert anschließend den Bootloader, die Partitionstabelle und die Anwendungsbinärdateien.
      1. $ idf.py-Build
      2. Ausführen von cmake im Verzeichnis /path/to/hello_world/build
      3. Ausführen von „cmake -G Ninja –warn-uninitialized /path/to/hello_world“…
      4. Warnen Sie vor nicht initialisierten Werten.
      5. — Git gefunden: /usr/bin/git (Version „2.17.0“ gefunden)
      6.  — Erstellen einer leeren aws_iot-Komponente aufgrund der Konfiguration
      7. — Komponentennamen: …
      8. — Komponentenpfade: …
      10. … (mehr Zeilen des Build-Systems heraus
      12. [527/527] Erzeuge hello-world.bin
      13. esptool.py v2.3.1
      15. Projektaufbau abgeschlossen. Führen Sie zum Flashen diesen Befehl aus:
      16. ../../../components/esptool_py/esptool/esptool.py -p (PORT) -b 921600 write_flash –flash_ mode dio
      17. –flash_size erkennen –flash_freq 40m 0x10000 build/hallo welt.bin build 0x1000
      18. build/bootloader/bootloader.bin 0x8000 build/partition_table/partition-table.bin
      19. oder führen Sie 'idf.py -p PORT flash' aus
          Wenn keine Fehler auftreten, wird der Build mit der Generierung der Firmware-Binärdatei .bin abgeschlossen file.
5. Auf das Gerät flashen
   Flashen Sie die Binärdateien, die Sie gerade erstellt haben, auf Ihr ESP32-C3-MINI-1-Modul, indem Sie Folgendes ausführen:
   1. idf.py -p PORT [-b BAUD] blinken
      Ersetzen Sie PORT durch den Namen des seriellen Anschlusses Ihres Moduls aus Schritt: Verbinden Sie Ihr Gerät.
      Sie können auch die Flasher-Baudrate ändern, indem Sie BAUD durch die benötigte Baudrate ersetzen. Die Standard-Baudrate ist 460800.
      Weitere Informationen zu idf.py-Argumenten finden Sie unter idf.py.
      

Notiz
Die Option „flash“ erstellt und flasht das Projekt automatisch, sodass das Ausführen von „idf.py build“ nicht erforderlich ist.

1. …
2. esptool.py –chip esp32c3 -p /dev/ttyUSB0 -b 460800 –before=default_reset –after =hard_reset write_flash –flash_mode dio –flash_freq 80m –flash_size 2MB 0x 8000 partition_table/partition-table.bin 0x0 bootloader/bootloader.bin 0x10000 hallo-welt.bin
3. esptool.py v3.0
4. Serielle Schnittstelle /dev/ttyUSB0
5. Verbinden….
6. Chip ist ESP32-C3
7. Eigenschaften: WLAN
8. Kristall ist 40MHz
9. MAC: 7c:df:a1:40:02:a4
10. Stub wird hochgeladen…
11. Laufstummel…
12. Stummel läuft…
13. Baudrate auf 460800 ändern
14. Geändert.
15. Flash-Größe konfigurieren…
16. Komprimiert 3072 Bytes zu 103…
17. Schreiben bei 0x00008000… (100 %)
18. 3072 Bytes (103 komprimiert) bei 0x00008000 in 0.0 Sekunden geschrieben (effektiv 4238.1 kbit/s)…
19. Hash der Daten verifiziert.
20. Komprimiert 18960 Bytes zu 11311…
21. Schreiben bei 0x00000000… (100 %)
22. 18960 Bytes (11311 komprimiert) bei 0x00000000 in 0.3 Sekunden geschrieben (effektiv 584.9 kbit/s) …
23. Hash der Daten verifiziert.
24. Komprimiert 145520 Bytes zu 71984…
25. Schreiben bei 0x00010000… (20 %)
26. Schreiben bei 0x00014000… (40 %)
27. Schreiben bei 0x00018000… (60 %)
28. Schreiben bei 0x0001c000… (80 %)
29. Schreiben bei 0x00020000… (100 %)
30. Schrieb 145520 Bytes (71984 komprimiert) bei 0x00010000 in 2.3 Sekunden (effektiv 504.4 kbit/s)…
31. Hash der Daten verifiziert.
33. Verlassen…
34. Hard-Reset über RTS-Pin…
35. Erledigt

Wenn alles gut geht, wird die Anwendung „hello_world“ ausgeführt, nachdem Sie den Jumper auf IO0 und GND entfernt und die Testplatine wieder eingeschaltet haben.

Monitor

Um zu überprüfen, ob „hello_world“ tatsächlich ausgeführt wird, geben Sie „idf.py -p PORT monitor“ ein (vergessen Sie nicht, PORT durch den Namen Ihrer seriellen Schnittstelle zu ersetzen).
Dieser Befehl startet die Anwendung IDF Monitor:

1. $ idf.py -p /dev/ttyUSB0 überwachen
2. Ausführen von idf_monitor im Verzeichnis […]/esp/hello_world/build
3. Ausführen von „python […]/esp-idf/tools/idf_monitor.py -b 115200 […]/esp/hello_world/build /hello-world.elf“…
4. — idf_monitor auf /dev/ttyUSB0 115200 —
5. — Beenden: Strg+] | Menü: Strg+T | Hilfe: Strg+T gefolgt von Strg+H —
6. et 8. Juni 2016 00:22:57
8. rst:0x1 (POWERON_RESET),boot:0x13 (SPI_FAST_FLASH_BOOT)
9. et 8. Juni 2016 00:22:57
10. …

Nachdem die Start- und Diagnoseprotokolle nach oben gescrollt haben, sollten Sie „Hallo Welt!“ sehen. von der Anwendung ausgedruckt.

1. …
2. Hallo Welt!
3. Neustart in 10 Sekunden…
4. Dies ist ein esp32c3-Chip mit 1 CPU-Kern, WiFi/BLE, 4 MB externem Flash
5. Neustart in 9 Sekunden…
6. Neustart in 8 Sekunden…
7. Neustart in 7 Sekunden…

Verwenden Sie zum Beenden des IDF-Monitors die Tastenkombination Strg+].

Das ist alles, was Sie brauchen, um mit dem ESP32-C3-MINI-1-Modul loszulegen! Jetzt sind Sie bereit, einige andere Beispiele auszuprobieren.ampDateien in ESP-IDF oder gehen Sie direkt zur Entwicklung Ihrer eigenen Anwendungen.

Lernressourcen

1. MustRead-Dokumente
   Bitte machen Sie sich mit folgenden Dokumenten vertraut:
2. Datenblatt der ESP32-C3-Familie
   Dies ist eine Einführung in die Spezifikationen der ESP32-C3-Hardware, einschließlich Overview, Pin-Definitionen,
   Funktionsbeschreibung, Peripherieschnittstelle, elektrische Eigenschaften usw.
3. ESP-IDF-Programmierhandbuch
   Umfangreiche Dokumentation für das ESP-IDF-Entwicklungsframework, von Hardwarehandbüchern bis hin zu API
   Referenz.
4. ESP32-C3 Technisches Referenzhandbuch
   Detaillierte Informationen zur Verwendung des ESP32-C3-Speichers und der Peripheriegeräte.
5. Bestellinformationen für Espressif-Produkte
   

Wichtige Ressourcen

Hier sind die wichtigen ESP32-C3-bezogenen Ressourcen.

• ESP32 BBS
  Engineer-to-Engineer (E2E)-Community für Espressif-Produkte, in der Sie Fragen stellen, Wissen austauschen, Ideen erkunden und gemeinsam mit anderen Ingenieuren Probleme lösen können.

Änderungsverlauf

Datum	Version	Versionshinweise
2021-02-01	V0.1	Vorläufige Veröffentlichung

 

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Dokumente / Ressourcen

ESPRESSIF ESP32-C3-MINI-1 Wi-Fi- und Bluetooth-Internet-of-Things-Modul [pdf] Benutzerhandbuch ESPC3MINI1, 2AC7Z-ESPC3MINI1, 2AC7ZESPC3MINI1, ESP32 -C3 -MINI- 1 Wi-Fi und Bluetooth Internet der Dinge Modul, Wi-Fi und Bluetooth Internet der Dinge Modul, Internet der Dinge Modul

Verweise

• Bedienungsanleitung