ESP32-LyraT V4.2 入门指南
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
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 |
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+ |
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 |
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：
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。
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。
将 Micro-USB 数据线插入 PC 以及 ESP32 LyraT 的 两个 USB 端口。
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。
向左拨动 电源开关。
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。
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