ESP32-LyraT-Mini V1.2 硬件参考

[English]

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 Electrical Block Diagram — 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 Board Layout — 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