ESP32-WATG-32D
Användarmanual

Preliminär version 0.1
Espressif Systems
Copyright © 2019

Om den här guiden

Detta dokument är avsett att hjälpa användare att ställa in den grundläggande mjukvaruutvecklingsmiljön för att utveckla applikationer med hårdvara baserad på ESP32WATG-32D-modulen.

Release Notes

Datum	Version	Release notes
2019.12	V0.1	Preliminär release.

Introduktion till ESP32-WATG-32D

ESP32-WATG-32D

ESP32-WATG-32D är en anpassad WiFi-BT-BLE MCU-modul för att ge "Anslutningsfunktionen" till kundens olika produkter, inklusive vattenvärmare och komfortvärmesystem.
Tabell 1 visar specifikationerna för ESP32-WATG-32D.
Tabell 1: Specifikationer för ESP32-WATG-32D

Kategorier	Föremål	Specifikationer
Wi-Fi	Protokoll	802.t1 b/g/n (802.t1n upp till 150 Mbps)
		A-MPDU och A-MSDU samlar på och 0.4 µs skyddsintervallstöd
	Frekvensområde	2400 MHz – 2483.5 MHz
Bluetooth	Protokoll	Bluetoothv4.2 BRJEDR och BLE specifik katt på
	Radio	NZIF-mottagare med -97 dBm känslighet
		Klass-1, klass-2 och klass-3 sändare
		AFH
	Audio	CVSD och SBC
Hårdvara	Modulgränssnitt	UART, re. EBUS2,JTAG, GPIO
	On-chip sensor	Hallsensor
	Integrerad kristall	40 MHz kristall
	Integrerad SPI-blixt	8 MB
	Jag ntegrated DCDC Converter Operativ voltage!Strömförsörjning	3.3 V, 1.2 A
		12 V / 24 V
	Maximal ström som levereras av nätaggregat	300 mA
	Rekommenderat drift- intervall	-40'C + 85'C
	Modulmått	(18.00±0.15) mm x (31.00±0.15) mm x (3.10±0.15) mm

ESP32-WATG-32D har 35 stift som beskrivs i Tabell 2.

Pin Beskrivning

Figur 1: Stiftlayout

Tabell 2: Stiftdefinitioner

Namn	Inga.	Typ	Fungera
ÅTERSTÄLLA	1	I	Modulaktiveringssignal (Intern pull-up som standard). Aktiv hög.
I36	2	I	GPIO36, ADC1_CH0, RTC_GPIO0
I37	3	I	GPIO37, ADC1_CH1, RTC_GPIO1
I38	4	I	GPI38, ADC1_CH2, RTC_GPIO2
I39	5	I	GPIO39, ADC1_CH3, RTC_GPIO3
I34	6	I	GPIO34, ADC1_CH6, RTC_GPIO4
I35	7	I	GPIO35, ADC1_CH7, RTC_GPIO5
IO32	8	I/O	GPIO32, XTAL_32K_P (32.768 kHz kristalloscillatoringång), ADC1_CH4, TOUCH9, RTC_GPIO9
IO33	9	I/O	GPIO33, XTAL_32K_N (32.768 kHz kristalloscillatorutgång), ADC1_CH5, TOUCH8, RTC_GPIO8
IO25	10	I/O	GPIO25, DAC_1, ADC2_CH8, RTC_GPIO6
I2C_SDA	11	I/O	GPIO26, I2C_SDA
I2C_SCL	12	I	GPIO27, I2C_SCL
TMS	13	I/O	GPIO14, MTMS
TDI	14	I/O	GPIO12, MTDI
+5V	15	PI	5 V strömförsörjning
GND	16, 17	PI	Jord
VIN	18	I/O	12 V / 24 V strömförsörjning
TCK	19	I/O	GPIO13, MTCK
TDO	20	I/O	GPIO15, MTDO
EBUS2	21, 35	I/O	GPIO19/GPIO22, EBUS2
IO2	22	I/O	GPIO2, ADC2_CH2, TOUCH2, RTC_GPIO12, HSPIWP, HS2_DATA0
IO0_FLASH	23	I/O	Ladda ner Boot: 0; SPI Boot: 1 (Standard).
IO4	24	I/O	GPIO4, ADC2_CH0, TOUCH0, RTC_GPIO10, HSPIHD, HS2_DATA1
IO16	25	I/O	GPIO16, HS1_DATA4
5V_UART1_TX D	27	I	GPIO18, 5V UART Datamottagning
5V_UART1_RXD	28	–	GPIO17, HS1_DATA5
IO17	28	–	GPIO17, HS1_DATA5
IO5	29	I/O	GPIO5, VSPICS0, HS1_DATA6
U0RXD	31	I/O	GPIO3, U0RXD
U0TXD	30	I/O	GPIO1, U0TXD
IO21	32	I/O	GPIO21, VSPIHD
GND	33	PI	EPAD, mark
+3.3V	34	PO	3.3V strömförsörjningsutgång

Hårdvaruförberedelse

Hårdvaruförberedelse

• ESP32-WATG-32D-modul
• Espressif RF-testkort (Carrier Board)
• En USB-till-UART-dongel
• PC, Windows 7 rekommenderas
• Micro-USB-kabel

Hårdvaruanslutning

1. Löd ESP32-WATG-32D till bärarkortet, som figur 2 visar.
   
2. Anslut USB-till-UART-dongeln till bärarkortet via TXD, RXD och GND.
3. Anslut USB-till-UART-dongeln till datorn via mikro-USB-kabeln.
4. Anslut bärarkortet till 24 V-adaptern för strömförsörjning.
5. Under nedladdning, kortslut IO0 till GND via en bygel. Slå sedan på brädet.
6. Ladda ner firmware till flash med ESP32 NEDLADDNINGSVERKTYG.
7. Efter nedladdning, ta bort bygeln på IO0 och GND.
8. Slå på bärarkortet igen. ESP32-WATG-32D kommer att växla till arbetsläge.
   Chipet kommer att läsa program från blixten vid initiering.

Anmärkningar:

• IO0 är internt logiskt hög.
• För mer information om ESP32-WATG-32D, se ESP32-WATG-32D datablad.

Komma igång med ESP32 WATG-32D

ESP-IDF

Espressif IoT Development Framework (förkortat ESP-IDF) är ett ramverk för att utveckla applikationer baserade på Espressif ESP32. Användare kan utveckla applikationer med ESP32 i Windows/Linux/MacOS baserat på ESP-IDF.

Ställ in verktygen

Förutom ESP-IDF måste du också installera verktygen som används av ESP-IDF, såsom kompilatorn, debugger, Python-paketen, etc.

Standardinstallation av Toolchain för Windows
Det snabbaste sättet är att ladda ner verktygskedjan och MSYS2 zip från dl.espressif.com: https://dl.espressif.com/dl/esp32_win32_msys2_environment_and_toolchain-20181001.zip

Checkar ut
Kör C:\msys32\mingw32.exe för att öppna en MSYS2-terminal. Kör: mkdir -p ~/esp
Mata in cd ~/esp för att gå in i den nya katalogen.

Uppdatering av miljön
När IDF uppdateras krävs ibland nya verktygskedjor eller nya krav läggs till i Windows MSYS2-miljön. Så här flyttar du data från en gammal version av den förkompilerade miljön till en ny:
Ta den gamla MSYS2-miljön (dvs C:\msys32) och flytta/byt namn på den till en annan katalog (t.ex. C:\msys32_old).
Ladda ner den nya förkompilerade miljön med hjälp av stegen ovan.
Packa upp den nya MSYS2-miljön till C:\msys32 (eller en annan plats).
Hitta den gamla katalogen C:\msys32_old\home och flytta den till C:\msys32.
Du kan nu ta bort katalogen C:\msys32_old om du inte längre behöver den.
Du kan ha oberoende olika MSYS2-miljöer på ditt system, så länge de finns i olika kataloger.

Standardinstallation av Toolchain för Linux
Installera förutsättningar
CentOS 7:
sudo yum installera gcc git wget gör ncurses-devel flex bison gperf python pyserial python-pyelftools

sudo apt-get installera gcc git wget göra libncurses-dev flex bison gperf python pythonpip python-setuptools python-seriell python-kryptografi python-framtidens python-pyparsing python-pyelftools
Båge:
sudo pacman -S –behövs gcc git make ncurses flex bison gperf python2-pyserial python2cryptography python2-future python2-pyparsing python2-pyelftools

Konfigurera Verktygskedjan
64-bitars Linux:https://dl.espressif.com/dl/xtensa-esp32-elf-linux64-esp32-2019r1-8.2.0.tar.gz
32-bitars Linux:https://dl.espressif.com/dl/xtensa-esp32-elf-linux32-esp32-2019r1-8.2.0.tar.gz

1. Packa upp filen till katalogen ~/esp:
64-bitars Linux：mkdir -p ~/esp cd ~/esp tar -xzf ~/Downloads/xtensa-esp32-elf-linux64-esp32-2019r1-8.2.0.tar.gz
32-bitars Linux： mkdir -p ~/espcd ~/esp tar -xzf ~/Downloads/xtensa-esp32-elf-linux32-esp32-2019r1-8.2.0.tar.gz

2. Verktygskedjan kommer att packas upp till katalogen ~/esp/xtensa-esp32-elf/. Lägg till följande i ~/.profile:
export PATH="$HOME/esp/xtensa-esp32-elf/bin:$PATH"

Lägg eventuellt till följande i ~/.profile:
alias get_esp32='export PATH=”$HOME/esp/xtensa-esp32-elf/bin:$PATH”'

3. Logga in igen för att validera .profile. Kör följande för att kontrollera PATH: printenv PATH
$ printenv PATH

/home/user-name/esp/xtensa-esp32-elf/bin:/home/user-name/bin:/home/username/.local/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin: /usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games:/snap/bin

Behörighetsproblem /dev/ttyUSB0
Med vissa Linux-distributioner kan du få felmeddelandet Misslyckades med att öppna port /dev/ttyUSB0 när ESP32:n blinkar. Detta kan lösas genom att lägga till den aktuella användaren i uppringningsgruppen.

Arch Linux-användare
För att köra den förkompilerade gdb (xtensa-esp32-elf-gdb) i Arch Linux krävs ncurses 5, men Arch använder ncurses 6.
Bakåtkompatibilitetsbibliotek är tillgängliga i AUR för infödda och lib32-konfigurationer:
https://aur.archlinux.org/packages/ncurses5-compat-libs/
https://aur.archlinux.org/packages/lib32-ncurses5-compat-libs/
Innan du installerar dessa paket kan du behöva lägga till författarens publika nyckel till din nyckelring enligt beskrivningen i avsnittet "Kommentarer" på länkarna ovan.
Alternativt, använd crosstool-NG för att kompilera en gdb som länkar mot ncurses 6.

Standardinstallation av Toolchain för Mac OS
Installera pip:
sudo easy_install pip

Installera verktygskedja:
https://github.com/espressif/esp-idf/blob/master/docs/en/get-started/macossetup.rst#id1

Packa upp filen i katalogen ~/esp.
Verktygskedjan kommer att packas upp i ~/esp/xtensa-esp32-elf/ sökväg.
Lägg till följande i ~/.profile:
export PATH=$HOME/esp/xtensa-esp32-elf/bin:$PATH

Lägg eventuellt till följande i 〜/ .profile:
alias get_esp32="export PATH=$HOME/esp/xtensa-esp32-elf/bin:$PATH"
Mata in get_esp322 för att lägga till verktygskedjan till PATH.

Skaffa ESP-IDF

När du har installerat verktygskedjan (som innehåller program för att kompilera och bygga applikationen) behöver du också ESP32-specifika API/bibliotek. De tillhandahålls av Espressif i ESP-IDF-förrådet. För att få det, öppna terminalen, navigera till katalogen du vill lägga till ESP-IDF och klona den med git clone-kommandot:

git clone –rekursiv https://github.com/espressif/esp-idf.git

ESP-IDF kommer att laddas ner till ~/esp/esp-idf.

 Notera:
Missa inte alternativet –rekursivt. Om du redan har klonat ESP-IDF utan detta alternativ, kör ett annat kommando för att få alla undermoduler:
cd ~/esp/esp-idf
git undermoduluppdatering –init

Lägg till IDF_PATH till användarprofilen

För att bevara inställningen för miljövariabeln IDF_PATH mellan systemstarter, lägg till den i användarprofilen, följ instruktionerna nedan.

Windows
Leta efter “Edit Environment Variables” on Windows 10.
Klicka på Ny... och lägg till en ny systemvariabel IDF_PATH. Konfigurationen bör innehålla en ESP-IDF-katalog, såsom C:\Users\användarnamn\esp\esp-idf.
Lägg till ;%IDF_PATH%\tools till variabeln Path för att köra idf.py och andra verktyg.

Linux och MacOS
Lägg till följande till ~/.profile:
exportera IDF_PATH=~/esp/esp-idf
export PATH="$IDF_PATH/verktyg:$PATH"

Kör följande för att kontrollera IDF_PATH:
printenv IDF_PATH

Kör följande för att kontrollera om idf.py ingår i PAT:
vilken idf.py
Det kommer att skriva ut en sökväg som liknar ${IDF_PATH}/tools/idf.py.
Du kan också ange följande om du inte vill ändra IDF_PATH eller PATH:
exportera IDF_PATH=~/esp/esp-idf
export PATH="$IDF_PATH/verktyg:$PATH"

Upprätta seriell anslutning med ESP32-WATG-32D

Det här avsnittet ger vägledning om hur man upprättar seriell anslutning mellan ESP32WATG-32D och PC.

Anslut ESP32-WATG-32D till PC

Löd ESP32-WATG-32D-modulen till bärarkortet och anslut bärarkortet till PC:n med USB-till-UART-dongeln. Om drivrutinen inte installeras automatiskt, identifiera USB till seriell omvandlarchip på din externa USB-till-UART-dongel, sök efter drivrutiner på internet och installera dem.
Nedan finns länkar till drivrutiner som kan användas.
CP210x USB till UART Bridge VCP-drivrutiner FTDI Virtual COM-portdrivrutiner

Drivrutinerna ovan är främst för referens. Under normala omständigheter bör drivrutinerna medfölja och operativsystemet och installeras automatiskt när USB-till-UART-dongeln ansluts till datorn.

Kontrollera port på Windows

Kontrollera listan över identifierade COM-portar i Windows Device Manager. Koppla bort USB-till-UART-dongeln och anslut den igen för att kontrollera vilken port som försvinner från listan och sedan visas igen.

Bild 4-1. USB till UART-brygga av USB-till-UART-dongel i Windows Enhetshanterare

Bild 4-2. Två seriella USB-portar för USB-till-UART-dongel i Windows Enhetshanterare

Kontrollera Port på Linux och MacOS

För att kontrollera enhetsnamnet för serieporten på din USB-till-UART-dongel, kör det här kommandot två gånger, först med dongeln urkopplad och sedan med inkopplad. Porten som visas andra gången är den du behöver:

Linux
ls /dev/tty*

MacOS
ls /dev/cu.*

Lägger till användare för uppringning på Linux

Den för närvarande inloggade användaren bör ha läs- och skrivåtkomst till den seriella porten via USB.
På de flesta Linux-distributioner görs detta genom att lägga till användaren i uppringningsgruppen med följande kommando:

sudo usermod -a -G uppringning $USER
på Arch Linux görs detta genom att lägga till användaren till uucp-gruppen med följande kommando:

sudo usermod -a -G uucp $USER
Se till att du loggar in igen för att aktivera läs- och skrivbehörigheter för den seriella porten.

Verifiera seriell anslutning

Kontrollera nu att den seriella anslutningen fungerar. Du kan göra detta med ett seriellt terminalprogram. I detta exampvi kommer att använda PuTTY SSH Client som är tillgänglig för både Windows och Linux. Du kan använda andra seriella program och ställa in kommunikationsparametrar som nedan.
Kör terminal, ställ in identifierad seriell port, baudhastighet = 115200, databitar = 8, stoppbitar = 1 och paritet = N. Nedan visas ex.ampskärmdumpar av att ställa in porten och sådana överföringsparametrar (i korthet beskrivet som 115200-8-1-N) på Windows och Linux. Kom ihåg att välja exakt samma seriella port som du har identifierat i stegen ovan.

Bild 4-3. Ställa in seriell kommunikation i PuTTY på Windows

Bild 4-4. Ställa in seriell kommunikation i PuTTY på Linux

Öppna sedan serieporten i terminalen och kontrollera om du ser någon logg utskriven av ESP32.
Logginnehållet beror på applikationen laddad till ESP32.

Anmärkningar:

• För vissa seriella portkabelkonfigurationer måste de seriella RTS- och DTR-stiften inaktiveras i terminalprogrammet innan ESP32 startar och producerar seriell utdata. Detta beror på själva hårdvaran, de flesta utvecklingskort (inklusive alla Espressif-kort) har inte detta problem. Problemet är närvarande om RTS & DTR är kopplade direkt till EN & GPIO0-stiften. Se esptool-dokumentationen för mer information.
• Stäng seriell terminal efter verifiering att kommunikationen fungerar. I nästa steg kommer vi att använda en annan applikation för att ladda upp en ny firmware till
  ESP32. Denna applikation kommer inte att kunna komma åt serieporten när den är öppen i terminalen.

Konfigurera

Gå in i hello_world-katalogen och kör menuconfig.
Linux och MacOS

cd ~/esp/hello_world
idf.py -DIDF_TARGET=esp32 menuconfig

Du kan behöva köra python2 idf.py på Python 3.0.
Windows

cd %userprofile%\esp\hello_world idf.py -DIDF_TARGET=esp32 menuconfig

Installationsprogrammet för Python 2.7 kommer att försöka konfigurera Windows för att associera en .py-fil med Python 2. Om andra program (som Visual Studio Python-verktyg) har associerats med andra versioner av Python, kanske idf.py inte fungerar korrekt (filen kommer att öppnas i Visual Studio). I det här fallet kan du välja att köra C:\Python27\python idf.py varje gång, eller ändra de Windows .py-associerade filinställningarna.

Bygg och Flash

Nu kan du bygga och flasha applikationen. Springa:
idf.py build

Detta kommer att kompilera applikationen och alla ESP-IDF-komponenter, generera bootloader, partitionstabell och applikationsbinärer och flasha dessa binärer till ditt ESP32-kort.

$ idf.py build
Kör cmake i katalogen /path/to/hello_world/build Kör “cmake -G Ninja –warn-uninitialized /path/to/hello_world”... Varna för oinitierade värden.

• Hittade Git: /usr/bin/git (hittade version “2.17.0”)
• Bygger tom aws_iot-komponent på grund av konfiguration
• Komponentnamn: …
• Komponentsökvägar: … … (fler rader av byggsystemutdata)

[527/527] Genererar hello-world.bin esptool.py v2.3.1

Projektbygget är klart. För att blinka, kör detta kommando:
../../../components/esptool_py/esptool/esptool.py -p (PORT) -b 921600 write_flash -flash_mode dio –flash_size detect –flash_freq 40m 0x10000 build/hello-bootload.bin bygg 0x1000/ bootloader.bin 0x8000 build/partition_table/partitiontable.bin eller kör 'idf.py -p PORT flash'
Om det inte finns några problem, i slutet av byggprocessen, bör du se genererade .bin-filer.

Flash på enheten

Flasha binärfilerna som du just byggde på ditt ESP32-kort genom att köra:

idf.py -p PORT [-b BAUD] blixt

Byt ut PORT med ditt ESP32-korts seriella portnamn. Du kan också ändra flasheröverföringshastigheten genom att ersätta BAUD med den överföringshastighet du behöver. Standardöverföringshastigheten är 460800.

Kör esptool.py i katalogen […]/esp/hello_world Kör “python […]/esp-idf/components/esptool_py/esptool/esptool.py -b 460800 write_flash @flash_project_args”… esptool.py -b 460800 write_mode –flash dio –flash_size detect –flash_freq 40m 0x1000 bootloader/bootloader.bin 0x8000 partition_table/partition-table.bin 0x10000 hello-world.bin esptool.py v2.3.1 Ansluter…. Identifierar chiptyp... ESP32 Chip är ESP32D0WDQ6 (revision 1)
Funktioner: WiFi, BT, Dual Core Laddar upp stubb... Kör stub... Stub kör... Ändrar baudhastighet till 460800 ändrad. Konfigurerar flashstorlek... Autoupptäckt Flash-storlek: 4MB Flash-parametrar inställda på 0x0220 Komprimerade 22992 byte till 13019... Skrev 22992 byte (13019 komprimerade) vid 0x00001000 på 0.3 sekunder (effektiva 558.9-bitars data)...3072 kbit verifierad. Komprimerade 82 byte till 3072... Skrev 82 byte (0 komprimerade) vid 00008000x0.0 på 5789.3 sekunder (effektivt 136672 kbit/s)... Hash av data verifierad. Komprimerade 67544 byte till 136672... Skrev 67544 byte (0 komprimerade) vid 00010000x1.9 på 567.5 sekunder (effektiv XNUMX kbit/s)... Hash av data verifierad. Lämnar... Hård återställning via RTS-stift...

Om det inte finns några problem i slutet av flashprocessen kommer modulen att återställas och "hello_world"-applikationen kommer att köras.

IDF-övervakare

För att kontrollera om "hello_world" verkligen körs, skriv idf.py -p PORT monitor (Glöm inte att ersätta PORT med ditt seriella portnamn).
Detta kommando startar monitorapplikationen:

$ idf.py -p /dev/ttyUSB0 monitor Kör idf_monitor i katalogen […]/esp/hello_world/build Kör “python […]/esp-idf/tools/idf_monitor.py -b 115200 […]/esp/hello_world / build/hello-world.elf”... — idf_monitor på /dev/ttyUSB0 115200 — — Avsluta: Ctrl+] | Meny: Ctrl+T | Hjälp: Ctrl+T följt av Ctrl+H — ets 8 juni 2016 00:22:57 rst:0x1 (POWERON_RESET),boot:0x13 (SPI_FAST_FLASH_BOOT) ets 8 juni 2016 00:22:57 …

Efter start och diagnostikloggar rulla uppåt bör du se "Hello world!" skrivs ut av applikationen.

… Hej världen! Startar om om 10 sekunder... I (211) cpu_start: Startar schemaläggaren på APP CPU. Startar om om 9 sekunder... Startar om om 8 sekunder... Startar om om 7 sekunder...

För att avsluta IDF-monitorn använd genvägen Ctrl+].
Om IDF-monitorn misslyckas kort efter uppladdningen, eller om du istället för meddelandena ovan ser slumpmässigt skräp liknande det som anges nedan, använder ditt kort troligen en 26MHz kristall. De flesta utvecklingskortdesigner använder 40MHz, så ESP-IDF använder denna frekvens som standardvärde.

Examples

För ESP-IDF examples, gå till ESP-IDF GitHub.

Espressif IoT Team
www.espressif.com

Ansvarsfriskrivning och upphovsrättsmeddelande
Information i detta dokument, inklusive URL referenser, kan ändras utan föregående meddelande.
DETTA DOKUMENT TILLHANDAHÅLLS I BEFINTLIGT SKICK UTAN INGEN GARANTI, INKLUSIVE NÅGON GARANTI OM SÄLJBARHET, ICKE-INTRÄNG, LÄMPLIGHET FÖR NÅGOT SÄRSKILT SYFTE,
ELLER NÅGON GARANTI SOM PÅ ANNAT SÄTT UPPSTÅR UR NÅGOT FÖRSLAG, SPECIFIKATIONER ELLERAMPLE.
Allt ansvar, inklusive ansvar för intrång i eventuella äganderätter, relaterat till användningen av informationen i detta dokument friskrivs. Inga licenser, uttryckliga eller underförstådda, genom estoppel eller på annat sätt, till några immateriella rättigheter beviljas häri.
Wi-Fi Alliance Members logotyp är ett varumärke som tillhör Wi-Fi Alliance. Bluetooth-logotypen är ett registrerat varumärke som tillhör Bluetooth SIG. Alla handelsnamn, varumärken och registrerade varumärken som nämns i detta dokument tillhör sina respektive ägare och erkänns härmed.
Copyright © 2019 Espressif Inc. Med ensamrätt.

Dokument/resurser

ESPRESSIF ESP32-WATG-32D Custom WiFi-BT-BLE MCU-modul [pdf] Användarmanual ESP32WATG32D, 2AC7Z-ESP32WATG32D, 2AC7ZESP32WATG32D, ESP32-WATG-32D, Custom WiFi-BT-BLE MCU-modul, WiFi-BT-BLE MCU-modul, MCU-modul, ESP32-WATG-32D, Module

Referenser

• Användarmanual