ESP-VoCat v1.2

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备注

请查看主板上的丝印版本号，以确认您的开发板版本。对于 v1.0 版本的开发板，请参考 ESP-VoCat v1.0；对于 v1.2 版本的开发板，请参考当前用户指南。

本指南将帮助您快速上手 ESP-VoCat，并提供该款开发板的详细信息。

ESP-VoCat 喵伴是乐鑫携手火山引擎扣子大模型团队打造的智能 AI 开发套件，适用于玩具、智能音箱、智能中控等需要大模型赋能的语音交互类产品。该设备搭载 1.85 英寸 QSPI 圆形触摸屏，双麦阵列，支持离线语音唤醒与声源定位算法。结合火山引擎提供的大模型能力，喵伴可实现全双工语音交互、多模态识别与智能体控制，为开发者打造完整的端侧 AI 应用体验提供坚实基础。

ESP-VoCat 主控采用乐鑫 ESP32-S3-WROOM-1-N16R16VA 模组，支持 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE) 无线连接。存储方面，整机具备 16 MB PSRAM、16 MB flash 的存储空间，同时还配备了一个可支持高达 32GB 的 microSD 卡插槽，满足语音交互和多媒体处理需求。配备 1.85 英寸圆形触摸屏（360 × 360 分辨率）与 ESP32-S3 原生触摸传感器，提供直观丰富的交互体验。

音频方面，ESP-VoCat 内置 3W 扬声器和双麦克风阵列，支持本地语音唤醒和声源定位。电源系统兼容 5 V DC 和 3.7 V 锂电池供电。此外，还集成一个 USB-C 接口支持供电与编程下载，同时预留 Pogopin 接口方便功能扩展。

ESP-VoCat 正面图（点击放大）

ESP-VoCat 背面图（点击放大）

本指南包括如下内容：

• 入门指南：简要介绍了开发板和硬件、软件设置指南。

• 硬件参考：详细介绍了开发板的硬件。

• 硬件版本：介绍硬件历史版本和已知问题（如有）。

• 相关文档：列出了相关文档的链接。

入门指南

本小节将简要介绍 ESP-VoCat，说明如何在 ESP-VoCat 上烧录固件及相关准备工作。

组件介绍

ESP-VoCat CoreBoard PCB 正面图（点击放大）

ESP-VoCat MicBoard PCB 正面图（点击放大）

ESP-VoCat BaseBoard PCB 正面图（点击放大）

ESP-VoCat 正面图（点击放大）

以下按照顺时针的顺序依次介绍正面 PCB 上的主要组件。为了方便用户使用，我们同时在 ESP-VoCat 的外壳上标注出了这些组件或者接口。

主要组件	描述
CoreBoard（核心板）
ESP32-S3-WROOM-1-N16R16VA	主控芯片，集成 16 MB Flash 和 16 MB PSRAM，支持 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE) 无线连接。
Battery Connector（电池连接器）	电池连接器，用于连接 3.7 V 锂电池，上为正极，下为负极。
LCD FPC Connector（屏幕连接器）	用于连接 1.85 英寸圆形 LCD 屏幕，分辨率为 360 x 360，详细参数请参考 显示屏规格书。
MicBoard Connector（麦克风连接器）	MicBoard PCB 板连接器，连接双麦克风阵列和状态指示 LED 灯。
Touch Connector（触摸连接器）	触摸连接器，用于连接触摸铜箔，实现触摸交互功能。
Speaker Connector（扬声器连接器）	2 线扬声器连接器，用于连接内置 3 W 扬声器。
MicBoard（麦克风板）
Green LED（绿色 LED）	绿色 LED 指示灯。
MIC（麦克风阵列）	双 LMA3729T381-OY3S 麦克风阵列，支持本地语音唤醒和声源定位功能。
BaseBoard（底板）
BQ27220（电池管理芯片）	电池管理芯片，用于电池电量检测、充电管理和电源状态监控。
TP4057（锂电池充电芯片）	锂电池充电芯片，用于为锂电池充电，充电电流为 250 mA。
CoreBoard Connector（CoreBoard 连接器）	CoreBoard PCB 板连接器，连接核心板与底板。
TlV62569（DCDC 芯片）	降压转换芯片，用于将 5 V 电源转换为 3.3 V 电源，为系统提供稳定供电。
SAM8108（开关机控制芯片）	开关机控制芯片，用于控制设备开关机，单击 POWER 按键即可切换开关机状态。
Type-C（USB-C 接口）	USB-C 接口，用于供电、编程下载和调试，支持对锂电池进行充电。

ESP-VoCat CoreBoard PCB 背面图（点击放大）

ESP-VoCat MicBoard PCB 背面图（点击放大）

ESP-VoCat BaseBoard PCB 背面图（点击放大）

ESP-VoCat 背面图（点击放大）

以下按照顺时针的顺序依次介绍背面 PCB 上的主要组件。为了方便用户使用，我们同时在 ESP-VoCat 的外壳上标注出了这些组件或者接口。

主要组件	描述
CoreBoard（核心板）
NS4150B（D类功放）	超低 EMI、无需滤波器、3W单声道D类音频功放。
ES7210（音频解码芯片）	高性能四通道音频解码芯片，支持 I2S/PDM/TDM 数据端口。
SY8088AAC（DCDC 芯片）	降压转换芯片，用于将 5 V 电源转换为 3.3 V 电源，为 Codec 提供稳定供电。
BaseBoard Connector（底板连接器）	底板连接器，用于连接底板与 CoreBoard。
BMI270（IMU-惯性测量单元）	用于高性能应用的六轴智能低功耗惯性测量单元。
ES8311（音频编码解码芯片）	低功耗单声道音频编码解码器，具有高性能多比特 Delta-Sigma 音频 ADC 和 DAC。
MicBoard（麦克风板）
FPC Connector（FPC 连接器）	连接 MicBoard 与 CoreBoard FPC 连接口。
BaseBoard（底板）
M1.6 Welded Nut（M1.6 焊接螺母）	用于固定主板到外壳。
RST Button（复位按键）	用于复位主板。
Magnetic Connector（磁吸连接器）	用于功能扩展，提供一个串口和 5 V 电源接口，可以连接旋转底座等设备。
Power Switch（电源按键）	用于控制设备开关机，单击 POWER 按键即可切换开关机状态。
BOOT Button（启动按键）	在上电时，按住该按键可以进入下载模式。
SD Card Slot（SD 卡槽）	支持高达 32 GB 的 microSD 卡插槽，用于存储音频、图片、视频等数据。

开始开发应用

通电前，请确保 ESP-VoCat 完好无损。

必备硬件

• ESP-VoCat

• USB 数据线

• 电脑（Windows、Linux 或 macOS）

备注

请确保使用适当的 USB 数据线。部分数据线仅可用于充电，无法用于数据传输和编程。

硬件设置

使用 USB 数据线将 ESP-VoCat 连接到电脑，通过 Type-C（USB-C 接口） 烧录固件、调试和供电。

软件设置

请前往 ESP-IDF 快速入门 小节查看如何快速设置开发环境，将应用程序烧录至您的开发板。

备注

开发板使用 USB 端口与电脑通信。大多数操作系统（Windows、Linux、macOS）已预装所需驱动，开发板插入后可自动识别。如无法识别设备或无法建立串口连接，请参考 如何建立串口连接 获取安装驱动的详细步骤。

乐鑫为多种开发板提供了板级支持包 (BSP)，可帮助您更轻松、高效地初始化和使用板载的主要外设，如 LCD 显示屏、音频芯片、按键和 LED 等。请访问 esp-bsp 查询支持的所有开发板。

开发板应用示例存放在 esp-brookesia 工程中。

硬件参考

功能框图

ESP-VoCat 的主要组件和连接方式如下图所示。

ESP-VoCat 功能框图（点击放大）

电源选项

可通过以下方法为开发板供电：

1. 通过 Type-C（USB-C 接口） 供电

   使用该方法供电时，使用 USB Type-C 数据线连接设备上 Type-C 接口。如果已安装锂电池，需要按下 POWER 按键开启对设备供电。

2. 通过 Magnetic Connector（磁吸连接器） 供电

使用该方法供电时，将设备连接在对应的磁吸连接座上即可对设备进行供电。如果已安装锂电池，需要按下 POWER 按键开启对设备供电。

磁吸连接器（点击放大）

3. 通过 电池 供电

设备内部集成 3.7 V 锂电池，按下 POWER 按键即可对设备进行供电。

上述任意外部供电方式，均可对设备内锂电池进行充电。

Type-C 接口

Type-C 接口电路图（点击放大）

Magnetic Connector 接口

Magnetic Connector 接口电路图（点击放大）

LCD 接口

LCD 接口电路图（点击放大）

请注意，CN3 接口为其他屏幕兼容预留，目前未启用。

U2 接口为正式使用的 LCD 屏幕接口，该开发板使用的屏幕型号为 ST77916，LCD: 1.85”，360 x 360，ST77916，QSPI Interface，LCD_BLK (GPIO44) 可用于控制屏幕背光。

SD 卡接口

SD 卡接口电路图（点击放大）

请注意，SD 卡接口支持：

• 1 线 SD 总线配置

• 可通过 SDIO 协议通信

开关机电路

开关机电路图（点击放大）

充电电路

充电电路图（点击放大）

电池管理电路图（点击放大）

麦克风接口

麦克风接口电路图（点击放大）

硬件版本

ESP-VoCat v1.2

• 以下管脚已重新分配：

  • U1RXD：由 IO5 改为 IO4

  • U1TXD：由 IO6 改为 IO5

  • I2S_DI：由 IO15 改为 IO3

  • PA_CTRL：由 IO4 改为 IO15

  • LCD_RST_CTRL：由 IO3 改为 IO47

• TOUCH接口由1个增加为2个，用于滑动触摸传感:

  • TOUCH_PAD1：为 IO6

  • TOUCH_PAD2：为 IO7

• 新增 CODEC 电源控制:

  • CODEC_PWR_CTRL：为 IO48

• 新增 IIC 扩展接口:

  • 增加 HC-1.25-4PLT 接口：将 VIN 、 I2C_SDA 、 I2C_SCL 和 GND 引出

ESP-VoCat v1.0

• 首次发布

相关文档

• ESP-VoCat V1.2 原理图 (PDF)

• ESP-VoCat V1.2 PCB 布局图 (PDF)

• 显示屏规格书 (PDF)

• 用户指南 (HTML)