ESPRESSIF ESP32-S2-MINI-1 Wi-Fi MCU 模块用户手册

类别	参数	描述
无线上网	无线网络协议	802.11 b / g / n
无线上网	工作频率范围	2412MHz ~ 2484MHz
硬件	外设	GPIO、SPI、LCD、UART、I2C、I2S、摄像头接口、IR、脉冲计数器、LED PWM、USB OTG 1.1、ADC、DAC、触摸传感器、温度传感器
	操作量tage	3.0 伏 ~ 3.6 伏
	工作电流	发射：120 ~ 190 毫安接收：63 ~ 68 毫安
	电源	最小值：500 毫安
	工作温度	–40℃~85℃
	存储温度	–40℃~150℃
	方面	(18.00±0.10) mm x (31.00±0.10) mm x (3.30±0.10) mm（带屏蔽盒）

1.2. 引脚说明

图 1-1。 ESP32-S2-MINI-1 管脚布局（顶部 View)

图 1-2。 ESP32-S2-MINI-1U 管脚布局（顶部 View)

这些模块有 65 个引脚。详见表 1-2。

表 1-2。引脚说明

引脚名称	不。	类型功能说明
地线	1 年、2,30,42,43,46-65 年	P	地面
3V3	3	P	电源
IO0	4	输入/输出/T	RTC_GPIO0，GPIO0
IO1	5	输入/输出/T	RTC_GPIO1、GPIO1、TOUCH1、ADC1_CH0
IO2	6	输入/输出/T	RTC_GPIO2、GPIO2、TOUCH2、ADC1_CH1
IO3	7	输入/输出/T	RTC_GPIO3、GPIO3、TOUCH3、ADC1_CH2
IO4	8	输入/输出/T	RTC_GPIO4、GPIO4、TOUCH4、ADC1_CH3

引脚名称	不。 9	类型功能说明
IO5	不。 9	输入/输出/T	RTC_GPIO5、GPIO5、TOUCH5、ADC1_CH4
IO6	10	输入/输出/T	RTC_GPIO6、GPIO6、TOUCH6、ADC1_CH5
IO7	11	输入/输出/T	RTC_GPIO7、GPIO7、TOUCH7、ADC1_CH6
IO8	12	输入/输出/T	RTC_GPIO8、GPIO8、TOUCH8、ADC1_CH7
IO9	13	输入/输出/T	RTC_GPIO9、GPIO9、TOUCH9、ADC1_CH8、FSPIHD
IO10	14	输入/输出/T	RTC_GPIO10、GPIO10、TOUCH10、ADC1_CH9、FSPICS0、FSPIIO4
IO11	15	输入/输出/T	RTC_GPIO11、GPIO11、TOUCH11、ADC2_CH0、FSPID、FSPIIO5
IO12	16	输入/输出/T	RTC_GPIO12、GPIO12、TOUCH12、ADC2_CH1、FSPICLK、FSPIIO6
IO13	17	输入/输出/T	RTC_GPIO13、GPIO13、TOUCH13、ADC2_CH2、FSPIQ、FSPIIO7
IO14	18	输入/输出/T	RTC_GPIO14、GPIO14、TOUCH14、ADC2_CH3、FSPIWP、FSPIDQS
IO15	19	输入/输出/T	RTC_GPIO15、GPIO15、U0RTS、ADC2_CH4、XTAL_32K_P
IO16	20	输入/输出/T	RTC_GPIO16、GPIO16、U0CTS、ADC2_CH5、XTAL_32K_N
IO17	21	输入/输出/T	RTC_GPIO17、GPIO17、U1TXD、ADC2_CH6、DAC_1
IO18	22	输入/输出/T	RTC_GPIO18、GPIO18、U1RXD、ADC2_CH7、DAC_2、CLK_OUT3
IO19	23	输入/输出/T	RTC_GPIO19、GPIO19、U1RTS、ADC2_CH8、CLK_OUT2、USB_D-
IO20	24	输入/输出/T	RTC_GPIO20、GPIO20、U1CTS、ADC2_CH9、CLK_OUT1、USB_D+
IO21	25	输入/输出/T	RTC_GPIO21，GPIO21
IO26	26	输入/输出/T	SPICS1、GPIO26
NC	27	–	NC
IO33	28	输入/输出/T	SPIIO4、GPIO33、FSPIHD
IO34	29	输入/输出/T	SPIIO5、GPIO34、FSPICS0
IO35	31	输入/输出/T	SPIIO6、GPIO35、FSPID
IO36	32	输入/输出/T	SPIIO7、GPIO36、FSPICLK
IO37	33	输入/输出/T	SPIDQS、GPIO37、FSPIQ
IO38	34	输入/输出/T	GPIO38、FSPIWP
IO39	35	输入/输出/T	MTCK、GPIO39、CLK_OUT3
IO40	36	输入/输出/T	MTDO、GPIO40、CLK_OUT2
IO41	37	输入/输出/T	MTDI、GPIO41、CLK_OUT1
IO42	38	输入/输出/T	多线程管理系统，GPIO42
发送端0	39	输入/输出/T	U0TXD、GPIO43、CLK_OUT1
RXD0	40	输入/输出/T	U0RXD、GPIO44、CLK_OUT2
IO45	41	输入/输出/T	GPIO45

引脚名称	不。 44	类型功能说明
IO46	不。 44	I	GPIO46
EN	45	I	Hign：on，使能芯片。低：关闭，芯片断电。笔记：不要让 EN 引脚悬空

硬件准备

2.1。硬件准备
• ESP32-S2-MINI-1 和 ESP32-S2-MINI-1U 模块
• 乐鑫射频测试板
• XNUMX 个 USB-TTL 串口模块
• PC，推荐使用 Windows 7
• 微型 USB 电缆

2.2. 硬件连接

连接 ESP32-S2-MINI-1、ESP32-S2-MINI-1U 和射频测试板，如图 2-1 所示。
图 2-1。测试环境设置
将 USB-UART 串口模块通过 TXD、RDX 和 GND 连接到射频测试板。

将 USB-UART 模块连接到 PC。
通过 Micro-USB 电缆将射频测试板连接到 PC 或电源适配器以启用 5 V 电源。
在下载过程中，通过跳线将 IO0 短接到 GND。然后，将电路板“打开”。

使用下载工具 ESP32-S2 DOWNLOAD TOOL 将固件下载到闪存中。
下载后，将 IO0 和 GND 上的跳线去掉。
再次启动射频测试板。 ESP32-S2-MINI-1 和 ESP32-S2-MINI-1U 将切换到工作模式。初始化时芯片会从闪存中读取程序。

� 笔记：

IO0 内部为逻辑高电平。
有关 ESP32-S2-MINI-1 和 ESP32-S2-MINI-1U 的更多信息，请参阅 ESP32-S2MINI-1 和 ESP32-S2-MINI-1U 数据表。

ESP32S2-MINI-1 & ESP32-S2MINI-1U 入门

3.1。 ESP-IDF
乐鑫物联网开发框架（简称 ESP-IDF）是基于乐鑫 ESP32 开发应用程序的框架。用户可以在基于 ESP-IDF 的 Windows/Linux/macOS 中使用 ESP32-S2 开发应用程序。

3.2. 设置工具
除了 ESP-IDF，您还需要安装 ESP-IDF 使用的工具，例如编译器、调试器、Python 包等。

3.2.1。 Windows 工具链的标准设置
最快的方法是从 dl.espressif.com 下载工具链和 MSYS2 zip：
https://dl.espressif.com/dl/toolchains/preview/xtensa-esp32s2-elf-gcc8_2_0-esp32s2dev-4-g3a626e-win32.zip

退房

跑步
C:\msys32\mingw32.exe 打开 MSYS2 终端。运行：mkdir -p ~/esp

输入 cd ~/esp 进入新目录。
更新环境
更新 IDF 时，有时需要新工具链或将新要求添加到 Windows MSYS2 环境。要将任何数据从旧版本的预编译环境移动到新版本：
使用旧的 MSYS2 环境（即 C:\msys32）并将其移动/重命名到不同的目录（即 C:\msys32_old）。
使用上述步骤下载新的预编译环境。
将新的 MSYS2 环境解压缩到 C:\msys32（或其他位置）。
找到旧的 C:\msys32_old\home 目录并将其移动到 C:\msys32。
如果不再需要，现在可以删除 C:\msys32_old 目录。
您可以在系统上拥有独立的不同 MSYS2 环境，只要它们位于不同的目录中即可。

3.2.2. Linux 安装先决条件的工具链标准设置

CentOS 7： sudo yum install gcc git wget make ncurses-devel flex bison gperf python pyserial pythonpyelftools

Ubuntu 和 Debian： sudo apt-get install gcc git wget make libncurses-dev flex bison gperf python python-pip python-setuptools python-serial python-cryptography python-future python-pyparsing pythonpyelftools

Arch： sudo pacman -S –needed gcc git make ncurses flex bison gperf python2-pyserial python2cryptography python2-future python2-pyparsing python2-pyelftools

设置工具链
64位Linux：https://dl.espressif.com/dl/toolchains/preview/xtensa-esp32s2-elf-gcc8_2_0-esp32s2dev-4-g3a626e-linux-amd64.tar.gz

32 位
Linux：https://dl.espressif.com/dl/toolchains/preview/xtensa-esp32s2-elf-gcc8_2_0-esp32s2dev-4-g3a626e-linux-i686.tar.gz

将文件解压到 ~/esp 目录：
64位Linux：
mkdir -p ~/esp 目录
光盘 ~/esp
tar -xzf ~/Downloads/xtensa-esp32s2-elf-gcc8_2_0-esp32s2-dev-4-g3a626e-linux-amd64.tar.gz
32位Linux：
mkdir -p ~/esp 目录
光盘 ~/esp
tar -xzf ~/Downloads/xtensa-esp32s2-elf-gcc8_2_0-esp32s2-dev-4-g3a626e-linux-i686.tar.gz

工具链将被解压缩到 ~/esp/xtensa-esp32s2-elf/ 目录。
将以下内容添加到 ~/.profile: 导出 PATH=”$HOME/esp/xtensa-esp32s2-elf/bin:$PATH”
（可选）将以下内容添加到 ~/.profile: 别名 get_esp32s2='export PATH=”$HOME/esp/xtensa-esp32s2-elf/bin:$PATH”'
重新登录以验证 .profile. 运行以下命令检查 PATH：printenv PATH

$ 打印环境路径

/home/user-name/esp/xtensa-esp32s2-elf/bin:/home/user-name/bin:/home/user-name/.local/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/ bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games:/snap/bin

权限问题 /dev/ttyUSB0
无法打开端口 /dev/ttyUSB0
对于某些 Linux 发行版，在刷 ESP0 时，您可能会收到 Failed to open port /dev/ttyUSB32 错误消息。这可以通过将当前用户添加到拨出组来解决。

Arch Linux 用户
在 Arch Linux 中运行预编译的 gdb (xtensa-esp32-elf-gdb) 需要 ncurses 5，但 Arch 使用 ncurses 6。
AUR 中提供了向后兼容库，可用于本机和 lib32 配置： https://aur.archlinux.org/packages/ncurses5-compat-libs/ https://aur.archlinux.org/packages/lib32-ncurses5-compat-libs/
在安装这些软件包之前，您可能需要将作者的公钥添加到您的密钥环中，如上面链接中的“评论”部分所述。
或者，使用 cross-tool-NG 编译链接到 ncurses 6 的 gdb。

3.2.3。 Mac OS 工具链的标准设置
安装点：
sudo easy_install pip

安装工具链： https://dl.espressif.com/dl/toolchains/preview/xtensa-esp32s2-elf-gcc8_2_0-esp32s2dev-4-g3a626e-macos.tar.gz

将文件解压缩到 ~/esp 目录。

工具链将被解压缩到 ~/esp/xtensa-esp32s2-elf/ 路径中。

将以下内容添加到 ~/.profile:
导出 PATH=$HOME/esp/xtensa-esp32s2-elf/bin:$PATH

（可选）将以下内容添加到〜/ .profile:
别名 get_esp32s2=”export PATH=$HOME/esp/xtensa-esp32s2-elf/bin:$PATH”

输入 get_esp32s2 将工具链添加到 PATH。

3.3. 获取 ESP-IDF
安装工具链（包含编译和构建应用程序的程序）后，您还需要 ESP32 特定的 API/库。它们由 Espressif 在
ESP-IDF 存储库。要获取它，请打开终端，导航到要放置 ESP-IDF 的目录，然后使用 git clone 命令克隆它： git clone –recursive -b feature/esp32s2beta https://github.com/espressif/esp-idf.git
ESP-IDF 将被下载到 ~/esp/esp-idf。

笔记：
不要错过 -recursive 选项。如果您已经克隆了没有此选项的 ESP-IDF，请运行另一个命令以获取所有子模块：cd ~/esp/esp-idf git submodule update –init

3.4. 将 IDF_PATH 添加到用户配置文件
要在系统重新启动之间保留 IDF_PATH 环境变量的设置，请按照以下说明将其添加到用户配置文件中。

3.4.1. 窗口
搜索 Windows 10 上的“编辑环境变量”。
单击 New... 并添加一个新的系统变量 IDF_PATH。配置应包括一个
ESP-IDF 目录，例如 C:\Users\user-name\esp\esp-idf。将;%IDF_PATH%\tools 添加到 Path 变量以运行 idf.py 和其他工具。

3.4.2. Linux 和 MacOS
将以下内容添加到 ~/.profile: 导出 IDF_PATH=~/esp/esp-idf 导出 PATH=”$IDF_PATH/tools:$PATH”

运行以下命令检查 IDF_PATH： printenv IDF_PATH

运行以下命令检查 idf.py 是否包含在 PAT 中：which idf.py

它将打印类似于 ${IDF_PATH}/tools/idf.py 的路径。
如果不想修改 IDF_PATH 或 PATH，也可以输入以下内容： export IDF_PATH=~/esp/esp-idf export PATH=”$IDF_PATH/tools:$PATH”

与 ESP32-S2-MINI-1 & ESP32-S2-MINI-1U 建立串口连接

本节介绍如何在 ESP32-S2MINI-1 和 ESP32-S2-MINI-1U 与 PC 之间建立串行连接。

4.1。将 ESP32-S2-MINI-1 和 ESP32-S2-MINI-1U 连接到 PC

使用 USB 电缆将 ESP32 开发板连接到 PC。如果未安装设备驱动程序
自动识别ESP32板（或外部转换器加密狗）上的USB转串口转换器芯片，在互联网上搜索驱动程序并安装它们。
以下是乐鑫生产的 ESP32-S2-MINI-1 和 ESP32-S2-MINI-1U 板的驱动链接：
CP210x USB 至 UART 桥接器 VCP 驱动程序
FTDI 虚拟 COM 端口驱动程序
以上驱动主要供参考。在正常情况下，驱动程序应与操作系统捆绑，并在将列出的板之一连接到 PC 时自动安装。

4.2. 检查 Windows 上的端口
检查 Windows 设备管理器中已识别的 COM 端口列表。断开 ESP32S2 并重新连接，以验证哪个端口从列表中消失，然后再次显示。

图 4-1。 Windows 设备管理器中 ESP32-S2 Board 的 USB 转 UART 桥接器

图 4-2。 Windows设备管理器中ESP32-S2板的两个USB串口

4.3. 检查 Linux 和 macOS 上的端口
要检查 ESP32-S2 板（或外部转换器加密狗）的串行端口的设备名称，请运行此命令两次，首先拔下板/加密狗，然后插入。第二次出现的端口是那个你需要：Linux

ls /dev/tty*
苹果系统
ls /dev/cu.*

4.4. 在 Linux 上将用户添加到拨出
当前登录的用户应该通过 USB 对串行端口进行读写访问。在大多数 Linux 发行版上，这是通过使用以下命令将用户添加到拨出组来完成的： sudo usermod -a -G dialout $USER 在 Arch Linux 上，这是通过使用以下命令将用户添加到 uucp 组来完成的： sudo usermod - a -G uucp $USER
确保您重新登录以启用串行端口的读写权限。

4.5. 验证串行连接
现在验证串行连接是否可操作。您可以使用串行终端程序执行此操作。在这个前amp我们将使用适用于 Windows 和 Linux 的 PuTTY SSH 客户端。您可以使用其他串行程序并设置通信参数，如下所示。
运行终端，设置识别的串口，波特率=115200，数据位=8，停止位=1，奇偶校验=N。下面是examp在 Windows 和 Linux 上设置端口和传输参数（简称为 115200-8-1-N）的屏幕截图。请记住选择与您在上述步骤中确定的完全相同的串行端口。

图 4-3。在 Windows 上的 PuTTY 中设置串行通信

图 4-4。在 Linux 上的 PuTTY 中设置串行通信

然后在终端中打开串口并检查是否看到 ESP32-S2 打印出任何日志。
日志内容取决于加载到 ESP32-S2 的应用程序。

笔记：

对于某些串行端口接线配置，需要在终端程序中禁用串行 RTS 和 DTR 引脚，然后 ESP32-S2 才能启动并产生串行输出。这取决于硬件本身，大多数开发板（包括所有 Espressif 板）都没有这个问题。如果 RTS 和 DTR 直接连接到 EN 和 GPIO0 引脚，则会出现问题。有关更多详细信息，请参阅 esptool 文档。
确认通信正常后关闭串行终端。在下一步中，我们将使用不同的应用程序将新固件上传到 ESP32-S2。此应用程序在终端中打开时将无法访问串行端口。

配置

进入 hello_world 目录并运行 menuconfig。
Linux 和 MacOS
cd ~/esp/你好世界
idf.py -DIDF_TARGET=esp32s2beta 菜单配置
您可能需要在 Python 2 上运行 python3.0 idf.py。
视窗
cd %userprofile%\esp\hello_world
idf.py -DIDF_TARGET=esp32s2beta 菜单配置
Python 2.7 安装程序将尝试配置 Windows 以将 .py 文件与
Python 2. 如果其他程序（例如 Visual Studio Python 工具）与其他版本的 Python 相关联，idf.py 可能无法正常工作（该文件将在 Visual Studio 中打开）。在这种情况下，您可以选择每次运行 C:\Python27\python idf.py，或者更改 Windows .py 关联文件设置。

构建和闪存

现在您可以构建和刷新应用程序了。跑：
idf.py 构建
这将编译应用程序和所有 ESP-IDF 组件，生成引导加载程序，
分区表和应用程序二进制文件，并将这些二进制文件闪存到您的 ESP32-S2 板上。
$ idf.py 构建

在目录 /path/to/hello_world/build 中运行 cmake
执行“cmake -G Ninja –warn-uninitialized /path/to/hello_world”…

警告未初始化的值。

— 找到 Git：/usr/bin/git（找到版本“2.17.0”）
— 由于配置而构建空的 aws_iot 组件
— 组件名称：……
— 组件路径：……
…（更多行构建系统输出）

[527/527] 生成 hello-world.bin
esptool.py v2.3.1 版本
项目搭建完成。要刷机，请运行以下命令：
../../../components/esptool_py/esptool/esptool.py -p (PORT) -b 921600 write_flash -flash_mode dio –flash_size 检测 –flash_freq 40m 0x10000 build/hello-world.bin build
0x1000 构建/bootloader/bootloader.bin 0x8000 构建/partition_table/partition-table.bin
或运行'idf.py -p PORT flash'
如果没有问题，在构建过程结束时，您应该会看到生成的 .bin 文件。

闪存到设备上

通过运行以下命令将您刚刚构建到 ESP32-S2 板上的二进制文件刷新：
idf.py -p 端口 [-b 波特率] 闪存
将 PORT 替换为您的 ESP32-S2 板的串行端口名称。您还可以更改
通过将 BAUD 替换为您需要的波特率来闪烁波特率。默认波特率是
460800.
在目录 […]/esp/hello_world 中运行 esptool.py
执行“python […]/esp-idf/components/esptool_py/esptool/esptool.py -b 460800
write_flash @flash_project_args”...
esptool.py -b 460800 write_flash –flash_mode dio –flash_size 检测 –flash_freq 40m
0x1000 bootloader/bootloader.bin 0x8000 分区表/分区表.bin 0x10000 helloworld.bin
esptool.py v2.3.1 版本
连接……
检测芯片类型…ESP32
芯片为 ESP32D0WDQ6（修订版 1）
特点：WiFi、BT、双核
正在上传存根…正在运行存根…
存根运行…
将波特率更改为 460800
改变了。
正在配置闪存大小...
自动检测闪存大小：4MB
Flash 参数设置为 0x0220
将 22992 字节压缩为 13019…
在 22992 秒内（有效 13019 kbit/s）在 0x00001000 处写入了 0.3 字节（558.9 压缩）……
验证的数据哈希。
将 3072 字节压缩为 82…
在 3072 秒内（有效 82 kbit/s）在 0x00008000 处写入了 0.0 字节（5789.3 压缩）……
验证的数据哈希。
将 136672 字节压缩为 67544……在 136672 秒内（有效 67544 kbit/s）在 0x00010000 处写入了 1.9 字节（567.5 压缩）……
验证的数据哈希。
离开…
通过 RTS 引脚硬复位…
如果闪存过程结束时没有问题，模块将被重置，“hello_world”应用程序将运行。

以色列国防军监视器

要检查“hello_world”是否确实在运行，请输入 idf.py -p PORT monitor（不要忘记
将 PORT 替换为您的串行端口名称）。
此命令启动监控应用程序：
$ idf.py -p /dev/ttyUSB0 监视器
在目录 […]/esp/hello_world/build 中运行 idf_monitor
执行“python […]/esp-idf/tools/idf_monitor.py -b 115200 […]/esp/hello_world/build/
你好-world.elf”…
— /dev/ttyUSB0 115200 上的 idf_monitor —
— 退出：Ctrl+] | 菜单：Ctrl+T | 帮助：Ctrl+T 后跟 Ctrl+H —
等 8 年 2016 月 00 日 22:57:XNUMX
复位：0x1（通电复位），启动：0x13（SPI_FAST_FLASH_BOOT）
等 8 年 2016 月 00 日 22:57:XNUMX
…
启动和诊断日志向上滚动后，您应该会看到“Hello world！” 由应用程序打印出来。
…
你好世界！
10 秒后重启……
I (211) cpu_start：在 APP CPU 上启动调度程序。
9 秒后重启……
8 秒后重启……
7 秒后重启……
要退出 IDF 监视器，请使用快捷键 Ctrl+]。
如果 IDF 监视器在上传后不久出现故障，或者，如果不是上面的消息，而是看到类似于下面给出的随机垃圾，那么您的电路板可能使用 26MHz 晶振。大多数开发板设计使用 40MHz，因此 ESP-IDF 使用此频率作为默认值。

Examp莱斯

对于 ESP-IDF 前amp文件，请到 ESP-IDF GitHub。

乐鑫物联网团队乐鑫网

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文件/资源

ESPRESSIF ESP32-S2-MINI-1 Wi-Fi MCU 模块 [pdf] 用户手册
ESPS2MINI1, 2AC7Z-ESPS2MINI1, 2AC7ZESPS2MINI1, ESP32-S2-MINI-1U, ESP32-S2-MINI-1 Wi-Fi MCU 模块, Wi-Fi MCU 模块

参考

用户手册

ESP32-S2-MINI-1 & ESP32-S2-MINI-1U简介