# ESP32-LyraT-Mini V1.2 硬件参考

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本文档提供 ESP32-LyraT-Mini V1.2 音频开发板的功能描述和配置选项。如需了解功能介绍以及 LyraT 的使用方法，请参阅 ESP32-LyraT-Mini V1.2 入门指南。

## 概述

ESP32-LyraT 是为双核 ESP32 音频应用设计的硬件平台，例如 Wi-Fi 或 BT 音频音箱、基于语音的远程控制器、带有一个或多个音频功能的联网智能家居设备等。

下方的框图展示了 ESP32-LyraT-Mini 的主要组件。

ESP32-LyraT-Mini V1.2 电路框图

## 功能说明

以下列表和图示描述了 ESP32-LyraT-Mini 开发板的主要组件、接口及控制方式。列表从图片右上角开始，按顺时针方向依次介绍。

MicroSD 卡槽

  开发板支持 MicroSD 卡 SPI/1-bit 模式，可存储或播放 MicroSD 卡中的音频文件。引脚分配详见 MicroSD 卡。

麦克风

  板载麦克风连接至 ADC 芯片 的 AINLP/AINRP。

系统指示灯

  两个通用 LED（绿色和红色），由 ESP32-WROVER-E 模组 控制，用于通过专用 API 指示音频应用的特定运行状态。

音频编解码芯片

  音频编解码芯片 ES8311 是一款低功耗单声道音频编解码器。它由单通道 ADC、单通道 DAC、低噪声前置放大器、耳机驱动、数字音效、模拟混音和增益功能组成。该芯片通过 I2S 和 I2C 总线与 ESP32-WROVER-E 模组 连接，独立于音频应用在硬件层面提供音频处理功能。

音频输出

  输出插孔，可连接 3.5 mm 立体声耳机。插孔的一个端子连接至 ESP32，用于检测耳机插入。

ADC

  音频编解码芯片 ES7243 是一款低功耗多位 delta-sigma 音频 ADC 和 DAC。在此开发板上，该芯片用作麦克风接口。

PA

  功率放大器，用于放大来自 音频编解码芯片 的音频信号，以驱动扬声器。

扬声器输出

  输出插孔，用于连接扬声器。建议使用 4 欧姆 3 瓦特扬声器。引脚间距为 2.00 mm / 0.08”。

功能按键

  六个按键，分别为 Rec、Mode、Play、Set、Vol- 和 Vol+。按键连接至 ESP32-WROVER-E 模组，用于通过专用 API 开发和测试音频应用的 UI。

ESP32 LyraT-Mini V1.2 开发板布局

Boot/Reset 按键

  Boot：按住 Boot 按钮并短按 Reset 按钮，可进入固件烧录模式。随后用户可通过串口上传固件。Reset：单独按下此按钮可复位系统。

自动烧录

  一个简单的双晶体管电路，根据 UART DTR 和 RTS 信号的状态使 ESP32 进入固件烧录模式。这些信号由外部应用程序控制，通过 USB-UART 接口上传固件。

USB-UART 端口

  作为 PC 与 ESP32 模组之间的通信接口。

USB-UART 桥接芯片

  单芯片 USB-UART 桥接芯片 CP2102N，最高传输速率可达 3 Mbps。

USB 电源端口

  为开发板提供电源。

待机/充电指示灯

  绿色 待机 LED 表示 USB 电源端口 已接入电源。红色 充电 LED 表示连接至 电池座 的电池正在充电。

电池座

  两针插座，用于连接单节 Li-ion 电池。引脚间距为 2.00 mm / 0.08”。电池可作为 USB 电源端口 的备用电源，为开发板供电。请确保使用带有保护电路和保险丝的 Li-ion 电池。建议电池规格：容量 > 1000 mAh，输出电压 3.7 V，输入电压 4.2 V – 5 V。请确认电池插头的极性与插座旁的丝印标记一致。

电池充电器

  AP5056 单节锂离子电池恒流恒压线性充电器。用于通过 USB 电源端口 为连接至 电池座 的电池充电。

电源监控

  提供 EN 信号，在电源电压稳定后使能 ESP32。

电源开关

  电源开/关旋钮：向上拨动为开发板上电；向下拨动为开发板断电。

  备注

  电源开关 不影响 / 不断开 Li-ion 电池的充电。更多信息请参阅 ESP32-LyraT-Mini V1.2 原理图 (PDF)。

电源指示灯

  红色 LED，表示 电源开关 已开启。

ESP32-WROVER-E 模组

  ESP32-WROVER-E 模组包含 ESP32 芯片，提供 Wi-Fi / 蓝牙连接和数据处理能力，同时集成 4 MB 外部 SPI flash 和额外的 8 MB PSRAM，用于灵活的数据存储。

UART 端子

  串口：提供 ESP32-WROVER-E 模组 与 USB-UART Bridge Chip 之间串行 TX/RX 信号的访问。引脚分配详见 UART 测试点。

JTAG 端子

  提供 ESP32-WROVER-E 模组 的 JTAG 接口访问。可用于调试、应用程序烧录，以及实现多种其他功能，例如 应用层跟踪。引脚分配详见 JTAG 测试点。

## ESP32 引脚至测试点的分配

本节描述 ESP32-LyraT-Mini 开发板上测试点的引脚分配。

测试点为裸通孔焊盘，标准间距为 2.54 mm / 0.1 英寸。用户可能需要为其焊接排针或插座，以便轻松连接外部硬件。

### JTAG 测试点

. | ESP32 引脚 | JTAG 信号
--- | --- | ---
1 | MTDO / GPIO15 | TDO
2 | MTCK / GPIO13 | TCK
3 | MTDI / GPIO12 | TDI
4 | MTMS / GPIO14 | TMS

备注

若应用程序正在使用 MicroSD 卡，则无法使用 JTAG。

### UART 测试点

. | ESP32 引脚 | 引脚说明
--- | --- | ---
1 | RXD0 | RX
2 | TXD0 | TX
3 | GND | GND
4 | n/a | 3.3 V

## MicroSD 卡

本开发板实现的 MicroSD 卡接口工作在 SPI/1-bit 模式。在 PCB 预留位置焊接额外组件后，开发板可支持 SPI/4-bit 模式。详细信息请参阅 ESP32-LyraT-Mini V1.2 原理图 (PDF)。未焊接的组件在原理图标注为 (NC)。

. | ESP32 引脚 | MicroSD 信号
--- | --- | ---
1 | MTDI / GPIO12 | –
2 | MTCK / GPIO13 | –
3 | MTDO / GPIO15 | CMD
4 | MTMS / GPIO14 | CLK
5 | GPIO2 | DATA0
6 | GPIO4 | –
7 | GPIO34 | CD

## GPIO 分配汇总

下表列出了 ESP32-WROVER-E 模组 端子上暴露的 GPIO 分配，用于控制开发板的特定组件或功能。

Pin 1 | Pin Name | ES8311 | ES7243 | Keys | MicroSD | Other
--- | --- | --- | --- | --- | --- | ---
3 | EN |  |  | EN_KEY |  |
4 | S_VP |  | I2S_DATA |  |  |
5 | S_VN |  |  | REC, MODE, PLAY, SET, VOL-, VOL+ |  |
6 | IO34 |  |  |  | CD |
7 | IO35 | I2S0_ASDOUT |  |  |  |
8 | IO32 |  | I2S1_SCLK |  |  |
9 | IO33 |  | I2S1_LRCK |  |  |
10 | IO25 | I2S0_LRCK |  |  |  |
11 | IO26 | I2S0_DSDIN |  |  |  |
12 | IO27 |  |  |  |  | Blue_LED
13 | IO14 |  |  |  | CLK |
14 | IO12 |  |  |  | NC (DATA2) |
16 | IO13 |  |  |  | NC (DATA3) |
17 | SD2 |  |  |  |  |
18 | SD3 |  |  |  |  |
19 | CMD |  |  |  |  |
20 | CLK |  |  |  |  |
21 | SD0 |  |  |  |  |
22 | SD1 |  |  |  |  |
23 | IO15 |  |  |  | CMD |
24 | IO2 |  |  | IO2_KEY | DATA0 |
25 | IO0 | I2S0_MCLK | I2S1_MCLK | IO0_KEY |  |
26 | IO4 |  |  |  | NC (DATA1) |
27 | NC (IO16) |  |  |  |  |
28 | NC (IO17) |  |  |  |  |
29 | IO5 | I2S0_SCLK |  |  |  |
30 | IO18 | I2C_SDA | I2C_SDA |  |  |
31 | IO19 |  |  |  |  | PJ_DET 2
33 | IO21 |  |  |  |  | PA_CTRL 3
34 | RXD0 |  |  |  |  | RXD0 4
35 | TXD0 |  |  |  |  | TXD0 4
36 | IO22 |  |  |  |  | Green_LED
37 | IO23 | I2C_SCK | I2C_SCL |  |  |

1. Pin - ESP32-WROVER-E 模组引脚编号，GND 和电源引脚未列出

2. PJ_DET - 耳机插孔插入检测信号

3. PA_CTRL - NS4150 功率放大器芯片控制信号

4. RXD0、TXD0 - 连接至 CP2102N USB-UART 桥接芯片 TXD 和 RXD 引脚的串行通信信号

5. NC - 未连接

## 电源分配说明

ESP32-LyraT-Mini 开发板通过为音频子系统和数字子系统提供独立电源分配，提供隔离数字组件噪声的基本功能。

### USB 与电池供电

开发板有两种供电方式：5 V USB 电源端口或 3.7 V 可选电池。对于需要更纯净电源的应用，建议使用可选电池。

ESP32-LyraT-Mini V1.2 - 专用 USB 电源插座

ESP32-LyraT-Mini V1.2 - 电池供电

### 独立音频与数字电源

开发板为音频组件和 ESP32 模组提供独立电源。这应能减少数字组件对音频信号的噪声干扰，并改善组件的整体性能。

ESP32-LyraT-Mini V1.2 - 数字电源

ESP32-LyraT-Mini V1.2 - 音频电源

## 音频输出选择

开发板在 ES8311 编解码芯片的 OUTN 和 OUTP 引脚上提供单声道音频输出信号。该信号路由至两个输出：

- 功率放大器 (PA)，用于驱动外部扬声器

- 耳机插孔，用于驱动外部耳机

开发板设计假定通过软件实现两种输出之间的选择，而非使用耳机插孔中传统的机械触点（插入耳机时会断开扬声器连接）。

提供两个数字 IO 信号，用于在扬声器和耳机之间进行选择：

- PJ_DET - 数字输入信号，用于检测耳机插孔是否插入，

- PA_CTRL - 数字输出信号，用于使能或禁用放大器 IC。

运行在 ESP32 上的应用程序可根据 PJ_DET 的状态，通过 PA_CTRL 使能或禁用 PA。有关分配给这些信号的具体 GPIO 编号，请参阅 GPIO 分配汇总。

## 相关文档

- ESP32-LyraT-Mini V1.2 原理图 (PDF)

- ESP32-LyraT-Mini V1.2 尺寸图 (PDF)

- ESP32-LyraT-Mini V1.2 入门指南

- ESP32 技术规格书 (PDF)

- ESP32-WROVER-E 技术规格书 (PDF)

## 免责声明和版权公告

请参阅 免责声明和版权公告。

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