# ESP32-LyraT V4.2 入门指南

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本指南旨在向用户介绍 ESP32-LyraT V4.2 音频开发板的功能、配置选项以及如何快速入门。

ESP32-LyraT 开发板面向搭载 ESP32 双核芯片的音频应用领域，如 Wi-Fi 或蓝牙音箱、语音遥控器以及具备音频功能的智能家居设备等。

如需立即使用此开发板，请直接前往 应用程序开发。

## 准备工作

- 1 × ESP32 LyraT V4.2 开发板

- 2 × 扬声器或 3.5 mm 接口的耳机（若使用扬声器，建议功率不超过 3 瓦特，另外需要接口为 JST PH 2.0 毫米 2 针的插头，若没有此插头，开发过程中可替换为杜邦母跳线）

- 2 x Micro-USB 2.0 数据线（Type A 转 Micro B）

- 1 × PC（Windows、Linux 或 Mac OS）

### 概述

ESP32-LyraT V4.2 是一款基于 乐鑫 ESP32 的音频开发板，专为音频应用市场打造。除 ESP32 芯片原有的硬件外，还提供了可用于音频处理的硬件和扩展 RAM。具体包括以下硬件：

- ESP32-WROVER 模组*

- 音频编解码芯片

- 板载双麦克风

- 耳机输入

- 2 x 3 瓦特扬声器输出

- 双辅助输入

- MicroSD 卡槽（一线模式或四线模式）

- 六个按键（2 个物理按键和 4 个触摸按键）

- JTAG 排针

- 集成 USB-UART 桥接芯片

- 锂离子电池充电管理

上标 * 表示该产品已进入 EOL 状态。下文中同样适用。

下图展示的是 ESP32-LyraT 的主要组件以及组件之间的连接方式。

ESP32-LyraT 开发板框图

### 功能说明

以下列表和图片介绍了 ESP32-LyraT 开发板的主要组件、接口和控制方式。

ESP32-WROVER 模组*

  ESP32-WROVER 模组* 采用 ESP32 芯片，可实现 Wi-Fi/蓝牙连接和数据处理，同时集成 32 Mbit SPI flash 和 32 Mbit PSRAM，可实现灵活的数据存储。

红绿 LED 指示灯

  两颗通用 LED，由 ESP32-WROVER 模组* 控制，可通过专用 API 指示音频应用程序的特定运行状态。

功能 DIP 开关

  用于配置 GPIO12 至 GPIO15 引脚的复用功能，这些引脚在多个外设之间共享，主要在 JTAG 排针 和 MicroSD 卡 之间复用。默认情况下，MicroSD 卡 处于启用状态，所有开关均置于 OFF 位置。若要启用 JTAG 排针，应将第 3、4、5、6 位开关置于 ON 位置。若不使用 JTAG，且 MicroSD 卡 以一线模式运行，则可将 GPIO12 和 GPIO13 分配给其他功能。更多详情请参阅 ESP32 LyraT V4.2 schematic。

JTAG 排针

  提供对 ESP32-WROVER 模组* JTAG 接口的访问。可用于调试、应用程序烧写，以及实现其他多种功能，例如 应用层跟踪。引脚定义请参阅 JTAG 排针 / JP7。在使用排针上的 JTAG 信号之前，应启用 功能 DIP 开关。请注意，JTAG 运行时无法使用 MicroSD 卡，应断开 MicroSD 卡，因为部分 JTAG 信号由两个外设共享。

UART 排针

  串行端口：提供 ESP32-WROVER 模组* 与 USB-UART 桥接芯片 之间串行 TX/RX 信号的访问。

I2C 排针

  提供对 I2C 接口的访问。ESP32-WROVER 模组* 和 音频编解码芯片 均连接至该接口。引脚定义请参阅 I2C 排针 / JP5。

MicroSD 卡

  开发板支持 SPI/1-bit/4-bit 模式下的 MicroSD 卡，可在 MicroSD 卡中存储或播放音频文件。引脚定义请参阅 MicroSD 卡 / J5。请注意，MicroSD 卡 运行时无法使用 JTAG，应通过设置 功能 DIP 开关 断开 JTAG，因为部分信号由两个外设共享。

I2S 排针

  提供对 I2S 接口的访问。ESP32-WROVER 模组* 和 音频编解码芯片 均连接至该接口。引脚定义请参阅 I2S 排针 / JP4。

左侧麦克风

  板载麦克风，连接至 音频编解码芯片 的 IN1。

AUX 输入

  辅助输入插座，连接至 音频编解码芯片 的 IN2（左右声道）。请使用 3.5 mm 立体声插头连接此插座。

耳机输出

  输出插座，可连接 3.5 mm 立体声耳机。

ESP32-LyraT V4.2 开发板布局示意图

右侧麦克风

  板载麦克风，连接至 音频编解码芯片 的 IN1。

左侧扬声器输出

  音频输出插座，可连接扬声器。建议连接 4 欧姆 3 瓦特扬声器。排针间距为 2.00 mm / 0.08”。

右侧扬声器输出

  音频输出插座，可连接扬声器。建议连接 4 欧姆 3 瓦特扬声器。排针间距为 2.00 mm / 0.08”。

PA 芯片

  功率放大器，用于放大来自 音频编解码芯片 的立体声音频信号，以驱动两个扬声器。

启动/复位按键

  启动：按住 Boot 键，然后按下 Reset 键进入固件烧写模式，此时可通过串行端口上传固件。复位：单独按下此按键可重置系统。

触摸按键

  四个触摸板，分别标记为 Play、Sel、Vol+ 和 Vol-。它们连接至 ESP32-WROVER 模组*，用于通过专用 API 开发和测试音频应用程序的用户界面。

音频编解码芯片

  音频编解码芯片 ES8388 是一款低功耗立体声编解码器，内置耳机放大器。它由双通道 ADC、双通道 DAC、麦克风放大器、耳机放大器、数字音效处理器、模拟混音和增益控制功能组成。该芯片通过 I2S 和 I2C 总线与 ESP32-WROVER 模组* 连接，可在硬件中独立完成音频处理，无需依赖音频应用软件。

EN 排针

  在此排针上安装跳线帽，可启用向 ESP32 自动加载应用程序。应在 IO0 和 EN 两个排针上同时安装或拆除跳线帽。

IO0 排针

  在此排针上安装跳线帽，可启用向 ESP32 自动加载应用程序。应在 IO0 和 EN 两个排针上同时安装或拆除跳线帽。

功能按键

  两个按键，分别标记为 Rec 和 Mode。它们连接至 ESP32-WROVER 模组*，用于通过专用 API 开发和测试音频应用程序的用户界面。

USB-UART 桥接芯片

  单芯片 USB-UART 桥接器，最高传输速率可达 1 Mbps。

USB-UART 接口

  作为 PC 与 ESP32 模组之间的通信接口。

USB 供电接口

  为开发板供电。

待机/充电指示灯

  绿色 待机 指示灯亮起时，表示电源已接入 Micro USB 接口；红色 充电 指示灯亮起时，表示连接至 电池接口 的电池正在充电。

电池充电芯片

  AP5056 单节锂离子电池恒流恒压线性充电芯片。用于通过 Micro USB 接口 为连接至 电池接口 的电池充电。

电源开关

  电源开/关旋钮：向左拨动则开发板电源开启，向右拨动则电源关闭。

电池接口

  两针插座，用于连接单节锂离子电池。

电源指示灯

  红色 LED，表示 电源开关 已开启。

  备注

  电源开关 不影响锂离子电池的充电，也不会断开电池充电。

### 硬件配置选项

可通过 功能 DIP 开关 更改 ESP32-LyraT 开发板的若干硬件配置选项。

#### 启用一线模式 MicroSD 卡

DIP SW | Position
--- | ---
1 | OFF
2 | OFF
3 | OFF
4 | OFF
5 | OFF
6 | OFF
7 | OFF 1
8 | n/a

1. 将 DIP SW 7 拨至 ON 可启用 AUX 输入 检测

在此模式下：

- JTAG 功能不可用

- Vol- 触摸按键可通过 API 使用

#### 启用四线模式 MicroSD 卡

DIP SW | Position
--- | ---
1 | ON
2 | ON
3 | OFF
4 | OFF
5 | OFF
6 | OFF
7 | OFF
8 | n/a

在此模式下：

- JTAG 功能不可用

- Vol- 触摸按键无法通过 API 使用

- 无法通过 API 进行 AUX 输入 检测

#### 启用 JTAG

DIP SW | Position
--- | ---
1 | OFF
2 | OFF
3 | ON
4 | ON
5 | ON
6 | ON
7 | ON
8 | n/a

在此模式下：

- MicroSD 卡 功能不可用，请从卡槽中取出 MicroSD 卡

- Vol- 触摸按键无法通过 API 使用

- 无法通过 API 进行 AUX 输入 检测

### ESP32 引脚分配

ESP32 模组的若干引脚/端子已分配给板载硬件。其中部分引脚（如 GPIO0 或 GPIO2）具有多种功能。具体详情请参阅下表或 ESP32 LyraT V4.2 schematic。

#### 红/绿 LED

| ESP32 Pin | LED Color
--- | --- | ---
1 | GPIO19 | Red LED
2 | GPIO22 | Green LED

#### 触摸按键

| ESP32 Pin | Touch Pad Function
--- | --- | ---
1 | GPIO33 | Play
2 | GPIO32 | Set
3 | GPIO13 | Vol- 1
4 | GPIO27 | Vol+

1. 若使用 JTAG，则 Vol- 功能不可用。若 MicroSD 卡 配置为四线模式运行，Vol- 功能同样不可用。

#### MicroSD 卡 / J5

| ESP32 Pin | MicroSD Signal
--- | --- | ---
1 | MTDI / GPIO12 | DATA2
2 | MTCK / GPIO13 | CD / DATA3
3 | MTDO / GPIO15 | CMD
4 | MTMS / GPIO14 | CLK
5 | GPIO2 | DATA0
6 | GPIO4 | DATA1
7 | GPIO21 | CD

备注

启用 JTAG 时无法使用 MicroSD 卡。

#### UART 排针 / JP2

| Header Pin
--- | ---
1 | 3.3V
2 | TX
3 | RX
4 | GND

#### EN 与 IO0 排针 / JP23 和 J24

| ESP32 Pin | Header Pin
--- | --- | ---
1 | n/a | EN_Auto
2 | EN | EN

| ESP32 Pin | Header Pin
--- | --- | ---
1 | n/a | IO0_Auto
2 | GPIO0 | IO0

#### I2S 排针 / JP4

| I2C Header Pin | ESP32 Pin
--- | --- | ---
1 | MCLK | GPI0
2 | SCLK | GPIO5
1 | LRCK | GPIO25
2 | DSDIN | GPIO26
3 | ASDOUT | GPIO35
3 | GND | GND

#### I2C 排针 / JP5

| I2C Header Pin | ESP32 Pin
--- | --- | ---
1 | SCL | GPIO23
2 | SDA | GPIO18
3 | GND | GND

#### JTAG 排针 / JP7

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

备注

启用 MicroSD 卡 时无法使用 JTAG。

#### 功能 DIP 开关 / JP8

| Switch OFF | Switch ON
--- | --- | ---
1 | GPIO12 not allocated | MicroSD Card 4-wire
2 | Touch Vol- enabled | MicroSD Card 4-wire
3 | MicroSD Card | JTAG
4 | MicroSD Card | JTAG
5 | MicroSD Card | JTAG
6 | MicroSD Card | JTAG
7 | MicroSD Card 4-wire | AUX IN detect 1
8 | not used | not used

1. 系统上电时，AUX 输入 信号引脚不应插入插头。否则 ESP32 可能无法正常启动。

## 应用程序开发

ESP32-LyraT 上电之前，请首先确认开发板完好无损，无明显损坏迹象。

### 初始设置

设置开发板，烧写首个示例应用程序：

1. 在 IO0 和 EN 排针上安装跳线帽，以启用自动应用程序烧写。若未安装跳线帽，可通过 Boot / RST 按键触发烧写。

2. 将扬声器连接至 右侧 和 左侧扬声器输出。也可选择将耳机连接至 耳机输出。

3. 将 Micro-USB 数据线插入 PC 以及 ESP32 LyraT 的 两个 USB 端口。

4. 绿色 待机指示灯 应亮起。假设未连接电池，充电指示灯 将每隔几秒闪烁一次。

5. 向左拨动 电源开关。

6. 红色 电源指示灯 应亮起。

如果指示灯如上述显示，则开发板已准备好烧写应用程序。现在，请按下文介绍在 PC 上安装并配置开发工具。

### 正式开始开发

完成开发板的初始设置和检查后，即可开始准备开发工具。请前往 Step 1. 安装 ESP-IDF 查看以下步骤：

- Step 1. 安装 ESP-IDF 提供一套 ESP32（及 ESP32-S2）芯片的 C 语言通用开发框架；

- Step 2. 获取 ESP-ADF 示例工程 安装音频应用程序专用 API；

- Step 2. 获取 ESP-ADF 示例工程 使开发框架能够识别音频专用 API；

- Step 3. 启动示例工程 为开发板提供音频应用程序示例；

- Step 4. 连接开发板 准备烧写应用程序；

- Step 7. 编译工程 最终运行应用程序并播放音乐。

## 相关文档

- ESP32 LyraT V4.2 schematic (PDF)

- ESP32 技术规格书 (PDF)

- JTAG 调试

- ESP32-LyraT V4 入门指南

## 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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