ESP32-WATG-32D
用户手册
初步版本 0.1
乐鑫系统
版权所有 © 2019
关于本指南
本文档旨在帮助用户搭建基于 ESP32WATG-32D 模块的硬件开发应用的基本软件开发环境。
发行说明
| 日期 | 版本 | 发行说明 |
| 2019.12 | V0.1 | 初步发布。 |
ESP32-WATG-32D简介
ESP32-WATG-32D
ESP32-WATG-32D 是一款定制的 WiFi-BT-BLE MCU 模块，用于为客户的不同产品提供“连接功能”，包括热水器和舒适加热系统。
表 1 提供了 ESP32-WATG-32D 的规格。
表 1：ESP32-WATG-32D 规格
| 类别 | 项目 | 规格 |
| 无线上网 | 协议 | 802.t1 b/g/n（802.t1n 高达 150 Mbps） |
| A-MPDU 和 A-MSDU 聚合和 0.4 µs 保护间隔支持 | ||
| 频率范围 | 2400 兆赫 – 2483.5 兆赫 | |
| 蓝牙 | 协议 | Bluetoothv4.2 BRJEDR 和 BLE 规范开启 |
| 收音机 | NZIF 接收器，灵敏度为 -97 dBm | |
| 1 类、2 类和 3 类发射器 | ||
| 房颤 | ||
| 声音的 | CVSD 和 SBC | |
| 硬件 | 模块接口 | UART，重新。 EBUS2,JTAG,通用输入输出口 |
| 片上传感器 | 霍尔传感器 | |
| 集成水晶 | 40 MHz 晶振 | |
| 集成 SPI 闪存 | 8 兆字节 | |
| 集成 DCDC 转换器 工作量tage!电源 | 3.3 伏，1.2 安 | |
| 12 伏/24 伏 | ||
| 电源提供的最大电流 | 300 毫安 | |
| 推荐的工作温度范围 | -40'C + 85'C | |
| 模块尺寸 | (18.00±0.15) 毫米 x (31.00±0.15) 毫米 x (3.10±0.15) 毫米 |
ESP32-WATG-32D 有 35 个引脚，如表 2 所示。
引脚描述
图 1：引脚布局
表 2：引脚定义
| 姓名 | 不。 | 类型 | 功能 |
| 重置 | 1 | I | 模块使能信号（默认内部上拉）。 活跃高。 |
| 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 | 输入/输出 | GPIO32、XTAL_32K_P（32.768 kHz 晶振输入）、ADC1_CH4、TOUCH9、RTC_GPIO9 |
| IO33 | 9 | 输入/输出 | GPIO33、XTAL_32K_N（32.768 kHz晶振输出）、ADC1_CH5、TOUCH8、RTC_GPIO8 |
| IO25 | 10 | 输入/输出 | GPIO25、DAC_1、ADC2_CH8、RTC_GPIO6 |
| I2C_SDA | 11 | 输入/输出 | GPIO26，I2C_SDA |
| I2C_SCL | 12 | I | GPIO27，I2C_SCL |
| 经颅磁共振 | 13 | 输入/输出 | GPIO14，MTMS |
| 甲苯二异氰酸酯 | 14 | 输入/输出 | GPIO12、MTDI |
| +5 伏 | 15 | PI | 5 V电源输入 |
| 地线 | 16、17 | PI | 地面 |
| 车辆识别号 | 18 | 输入/输出 | 12 V / 24 V 电源输入 |
| 中枢肌钙蛋白 | 19 | 输入/输出 | GPIO13、MTCK |
| 时差 | 20 | 输入/输出 | GPIO15，MTDO |
| 总线2 | 21、35 | 输入/输出 | GPIO19/GPIO22、EBUS2 |
| IO2 | 22 | 输入/输出 | GPIO2、ADC2_CH2、TOUCH2、RTC_GPIO12、HSPIWP、HS2_DATA0 |
| IO0_闪存 | 23 | 输入/输出 | 下载启动：0； SPI 引导：1（默认）。 |
| IO4 | 24 | 输入/输出 | GPIO4、ADC2_CH0、TOUCH0、RTC_GPIO10、HSPIHD、HS2_DATA1 |
| IO16 | 25 | 输入/输出 | GPIO16、HS1_DATA4 |
| 5V_UART1_TX D | 27 | I | GPIO18, 5V UART 数据接收 |
| 5V_UART1_RXD | 28 | – | GPIO17、HS1_DATA5 |
| IO17 | 28 | – | GPIO17、HS1_DATA5 |
| IO5 | 29 | 输入/输出 | GPIO5、VSPICS0、HS1_DATA6 |
| U0接收数据 | 31 | 输入/输出 | GPIO3、U0RXD |
| U0TXD | 30 | 输入/输出 | GPIO1，U0TXD |
| IO21 | 32 | 输入/输出 | GPIO21、VSPIHD |
| 地线 | 33 | PI | EPAD，地面 |
| +3.3 伏 | 34 | PO | 3.3V电源输出 |
硬件准备
硬件准备
- ESP32-WATG-32D 模组
- 乐鑫射频测试板（载板）
- 一个 USB 转 UART 加密狗
- 电脑、Windows 7 推荐
- 微型USB电缆
硬件连接
- 将 ESP32-WATG-32D 焊接到载板上，如图 2 所示。
- 通过 TXD、RXD 和 GND 将 USB 转 UART 加密狗连接到载板。
- 通过 Micro-USB 电缆将 USB 转 UART 加密狗连接到 PC。
- 将载板连接到 24 V 适配器供电。
- 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 ESP32 下载工具将固件下载到闪存中。
- 下载后，将 IO0 和 GND 上的跳线去掉。
- 再次给载板通电。 ESP32-WATG-32D 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-WATG-32D 的更多信息，请参阅 ESP32-WATG-32D 数据表。
ESP32 WATG-32D 入门
静电除尘器
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。 用户可以基于 ESP-IDF 在 Windows/Linux/MacOS 中使用 ESP32 开发应用程序。
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。
Windows 工具链的标准设置
最快的方法是从下载工具链和 MSYS2 zip dl.espressif.com 网站: https://dl.espressif.com/dl/esp32_win32_msys2_environment_and_toolchain-20181001.zip
退房
运行 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。
Linux 工具链的标准设置
安装先决条件
CentOS 7：
sudo yum install gcc git wget make ncurses-devel flex bison gperf python pyserial python-pyelftools
sudo apt-get install gcc git wget make libncurses-dev flex bison gperf python pythonpip python-setuptools python-serial python-cryptography python-future python-pyparsing python-pyelftools
拱：
sudo pacman -S –需要 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/xtensa-esp32-elf-linux64-esp32-2019r1-8.2.0.tar.gz
32位Linux：https://dl.espressif.com/dl/xtensa-esp32-elf-linux32-esp32-2019r1-8.2.0.tar.gz
1.解压文件到~/esp目录：
64位Linux：mkdir -p ~/esp cd ~/esp tar -xzf ~/Downloads/xtensa-esp32-elf-linux64-esp32-2019r1-8.2.0.tar.gz
32位Linux： mkdir -p ~/espcd ~/esp tar -xzf ~/Downloads/xtensa-esp32-elf-linux32-esp32-2019r1-8.2.0.tar.gz
2. 工具链会被解压到~/esp/xtensa-esp32-elf/目录下。 将以下内容添加到 ~/.profile:
导出 PATH=”$HOME/esp/xtensa-esp32-elf/bin:$PATH”
（可选）将以下内容添加到 ~/.profile:
别名 get_esp32='export PATH=”$HOME/esp/xtensa-esp32-elf/bin:$PATH”'
3.重新登录验证.profile. 运行以下命令检查 PATH：printenv PATH
$ 打印环境路径
/home/user-name/esp/xtensa-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
权限问题 /dev/ttyUSB0
在某些 Linux 发行版中，您可能会在刷新 ESP0 时收到 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 crosstool-NG 编译链接到 ncurses 6 的 gdb。
Mac OS 工具链的标准设置
安装点：
sudo easy_install pip
安装工具链：
https://github.com/espressif/esp-idf/blob/master/docs/en/get-started/macossetup.rst#id1
将文件解压缩到 ~/esp 目录。
工具链将被解压缩到 ~/esp/xtensa-esp32-elf/ 路径中。
将以下内容添加到 ~/.profile:
导出 PATH=$HOME/esp/xtensa-esp32-elf/bin:$PATH
（可选）将以下内容添加到 〜/ .profile:
别名 get_esp32=”export PATH=$HOME/esp/xtensa-esp32-elf/bin:$PATH”
输入 get_esp322 将工具链添加到 PATH。
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 存储库中提供。 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 –递归 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，请运行另一个命令来获取所有子模块：
cd ~/esp/esp-idf
git 子模块更新 –init
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。
视窗
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。 配置应包含 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。
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：
打印环境 IDF_PATH
运行以下命令检查 idf.py 是否包含在 PAT 中：
哪个 idf.py
它将打印类似于 ${IDF_PATH}/tools/idf.py 的路径。
如果您不想修改 IDF_PATH 或 PATH，也可以输入以下内容：
导出 IDF_PATH=~/esp/esp-idf
导出 PATH=”$IDF_PATH/tools:$PATH”
与 ESP32-WATG-32D 建立串行连接
本节介绍如何在 ESP32WATG-32D 和 PC 之间建立串行连接。
将 ESP32-WATG-32D 连接到 PC
将 ESP32-WATG-32D 模块焊接到载板上，并使用 USB 转 UART 加密狗将载板连接到 PC。 如果设备驱动程序没有自动安装，请在您的外部 USB 转 UART 加密狗上识别 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。
以下是可以使用的驱动程序的链接。
CP210x USB 转 UART 桥 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 USB 转 UART 加密狗连接到 PC 时自动安装。
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 USB-to-UART 加密狗并重新连接，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 USB 转 UART 加密狗的 USB 转 UART 桥接器
图 4-2。 Windows 设备管理器中 USB 转 UART 加密狗的两个 USB 串行端口
检查 Linux 和 MacOS 上的端口
要检查 USB 转 UART 加密狗的串行端口的设备名称，请运行此命令两次，首先拔下加密狗，然后插入。第二次出现的端口就是您需要的端口：
Linux
ls /dev/tty*
苹果系统
ls /dev/cu.*
在 Linux 上将用户添加到拨出
当前登录的用户应该可以通过 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 拨出 $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。
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 打印出任何日志。
日志内容将取决于加载到 ESP32 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 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。 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=esp32 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=esp32 menuconfig
Python 2.7 安装程序将尝试将 Windows 配置为将 .py 文件与 Python 2 相关联。如果其他程序（例如 Visual Studio Python 工具）已与其他版本的 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 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）
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 detect –flash_freq 40m 0x10000 build/hello-world.bin build 0x1000 build/bootloader/ bootloader.bin 0x8000 build/partition_table/partitiontable.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 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 板的串行端口名称。 您还可以通过将 BAUD 替换为您需要的波特率来更改闪存波特率。 默认波特率为 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 detect –flash_freq 40m 0x1000 bootloader/bootloader.bin 0x8000 partition_table/partition-table.bin 0x10000 hello-world.bin esptool.py v2.3.1 正在连接...。 检测芯片类型... ESP32 芯片为 ESP32D0WDQ6 (revision 1)
特点：WiFi、BT、双核上传存根……正在运行存根……正在运行存根……将波特率更改为 460800 已更改。 配置闪存大小... 自动检测到的闪存大小：4MB 闪存参数设置为 0x0220 压缩 22992 字节到 13019... 在 22992 秒内在 13019x0 写入 00001000 字节（0.3 压缩）（有效 558.9 kbit/s）... 数据哈希验证。 将 3072 字节压缩为 82……在 3072 秒内将 82 字节（0 压缩）写入 00008000x0.0（有效 5789.3 kbit/s）……数据哈希验证。 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）……已验证数据哈希。 离开……通过 RTS 引脚硬重置……
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，请键入 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 monitor 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/hello-world.elf”… — idf_monitor on /dev/ttyUSB0 115200 — — 退出：Ctrl+] | 菜单：Ctrl+T | 帮助：Ctrl+T 后跟 Ctrl+H — et Jun 8 2016 00:22:57 rst:0x1 (POWERON_RESET),boot:0x13 (SPI_FAST_FLASH_BOOT) et Jun 8 2016 00:22:57 …
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 秒后重新启动... 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amples，请到 ESP-IDF GitHub。
乐鑫物联网团队
乐鑫网
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 | ESPRESSIF ESP32-WATG-32D 定制 WiFi-BT-BLE MCU 模块 [pdf] 用户手册 ESP32WATG32D, 2AC7Z-ESP32WATG32D, 2AC7ZESP32WATG32D, ESP32-WATG-32D, 定制 WiFi-BT-BLE MCU 模块, WiFi-BT-BLE MCU 模块, MCU 模块, ESP32-WATG-32D, 模块 |
