ESP32-S31-Korvo-1 V1.1
本指南将帮助您快速上手 ESP32-S31-Korvo-1 V1.1，并提供该款开发板的详细信息。
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 是一款面向智能音频与人机交互 (HMI) 应用的多媒体开发板，搭载 ESP32-S31-WROOM-3 模组，配备双麦克风阵列、扬声器输出、microSD 卡槽和板载 DVP 摄像头，支持语音识别与语音唤醒，并配套 4.3 英寸 LCD 子板 (ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB3)。
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1（板载 ESP32-S31-WROOM-3 模组）
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 主板可与 LCD 子板 ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB3 搭配使用。本文档主要介绍 ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 主板，更多关于 LCD 子板的信息，请参阅 ESP32-S3-LCD-EV-Board 用户指南。
本指南包括如下内容：
入门指南：简要介绍了 ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 开发板及硬件、软件设置指南。
硬件参考：详细介绍了 ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 的硬件。
硬件版本：介绍硬件历史版本和已知问题，并提供链接至历史版本开发板的入门指南。
相关文档：列出了相关文档的链接。
免责声明和版权公告: 链接到免责声明和版权公告。
入门指南
本小节将简要介绍 ESP32-S31-Korvo-1 V1.1，说明如何在该开发板上烧录固件及相关准备工作。
组件介绍
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1（点击放大）
以下按照顺时针的顺序依次介绍开发板上的主要组件。
组件编号 |
主要组件 |
介绍 |
|---|---|---|
1 |
USB Type-C Port (Power)（USB Type-C 供电接口） |
仅作开发板的供电接口，无数据通信。 |
2 |
USB Type-C Port (UART)（USB Type-C 转 UART 接口） |
可用作开发板的供电接口，可烧录固件至芯片，也可作为通信接口，通过板载 USB 转 UART 桥接器与 ESP32-S31 芯片通信。 |
3 |
USB-to-UART Bridge（USB 转 UART 桥接器） |
单芯片 USB 转 UART 桥接器，可提供高达 3 Mbps 的传输速率。 |
4 |
Power Switch（电源开关） |
电源开关。拨向 ON 一侧，开发板连接 5 V 电源上电；拨离 ON 一侧，开发板断开 5 V 电源掉电。 |
5 |
USB2.0 Type-A Port（USB 2.0 Type-A 接口） |
USB 2.0 Type-A 接口与 ESP32-S31 芯片的 USB 2.0 OTG High-Speed 接口连接，支持 USB 2.0 标准。通过该接口进行 USB 通信时，ESP32-S31 作为 USB Host 与其它 USB 设备连接，对外提供最高 500 mA 电流。 |
6 |
Buck Converter（降压转换器） |
用于 3.3 V 电源的降压型 DC-DC 转换器，为系统 3.3 V 供电。 |
7 |
5 V Power-on LED（5 V 电源指示灯） |
开发板连接 USB 电源后，该指示灯亮起。 |
8 |
Switch（开关） |
TPS2051C 是一款 USB 电源开关，提供 500 mA 输出电流限制。 |
9 |
Right Speaker Output Port（右声道扬声器输出端口） |
该输出端口用于连接右声道扬声器。最高输出功率可驱动 4 Ω、3 W 扬声器，引脚间距为 2.00 mm (0.08”)。 |
10 |
Right Microphone（右侧模拟麦克风） |
右侧板载麦克风，连接至 Audio Codec Chip 接口。 |
11 |
5 V to 3.3 V LDO（5 V 转 3.3 V LDO） |
电源转换器，输入 5 V，输出 3.3 V，为音频电路供电。 |
12 |
Right Audio PA Chip（右声道音频功率放大器） |
NS4150B 是一款低 EMI、3 W 单声道 D 类音频功率放大器，用于放大来自音频编解码芯片的音频信号，以驱动扬声器。 |
13 |
Function Buttons（功能按键） |
四个按键，分别为 PLAY、SET、VOL- 和 VOL+，与 ESP32-S31-WROOM-3 模组连接，借助该 UI 和专用的 API 可以开发和测试音频应用程序。 |
14 |
Audio Codec Chip（音频编解码芯片） |
音频编解码器芯片 ES8389 是一种低功耗双声道音频编解码器，包含双通道 ADC、双通道 DAC、低噪声前置放大器、耳机驱动器、数字音效、模拟混音和增益功能。它通过 I2S 和 I2C 总线与 ESP32-S31 芯片连接，以提供独立于音频应用程序的硬件音频处理。 |
15 |
Left Audio PA Chip（左声道音频功率放大器） |
NS4150B 是一款低 EMI、3 W 单声道 D 类音频功率放大器，用于放大来自音频编解码芯片的音频信号，以驱动扬声器。 |
16 |
Left Microphone（左侧模拟麦克风） |
左侧板载麦克风，连接至 Audio Codec Chip 接口。 |
17 |
Left Speaker Output Port（左声道扬声器输出端口） |
该输出端口用于连接左声道扬声器。最高输出功率可驱动 4 Ω、3 W 扬声器，引脚间距为 2.00 mm (0.08”)。 |
18 |
RGB LED |
可寻址 RGB 发光二极管，由 GPIO37 驱动。 |
组件编号 |
主要组件 |
介绍 |
|---|---|---|
19 |
3.3 V to 1.8 V LDO (NC)（3.3 V 转 1.8 V LDO，默认不上件） |
电源转换器，输入 3.3 V，输出 1.8 V，为 1.8 V SPI NAND flash 供电，默认不上件。 |
20 |
SPI NAND Flash (NC)（默认不上件） |
四线 SPI NAND flash，与 microSD 卡复用 ESP32-S31-WROOM-3 信号线，默认不上件。 |
21 |
LCD Connector（LCD 子板连接器） |
通过连接器连接 LCD 子板。 |
22 |
ESP32-S31-WROOM-3 （ESP32-S31-WROOM-3 模组） |
ESP32-S31-WROOM-3 是通用型模组，支持 2.4 GHz Wi-Fi 6、蓝牙 5.4、经典蓝牙和 IEEE 802.15.4（Zigbee 3.0 和 Thread 1.4）。该模组内置 ESP32-S31 芯片，配置 16 MB SPI flash，同时芯片内置 16 MB PSRAM。ESP32-S31-WROOM-3 采用板载 PCB 天线。 |
23 |
microSD Card Slot（microSD 卡槽） |
本开发板支持 4-bit 模式的 microSD 卡，可以存储或播放 microSD 卡中的音频文件。支持 SDIO 3.0 协议。 |
24 |
3.3 V to 2.8 V LDO（3.3 V 转 2.8 V LDO） |
电源转换器，输入 3.3 V，输出 2.8 V，为摄像头模组供电。 |
25 |
3.3 V to 1.5 V LDO（3.3 V 转 1.5 V LDO） |
电源转换器，输入 3.3 V，输出 1.5 V，为摄像头模组供电。 |
26 |
Camera Connector（摄像头连接器） |
板载摄像头模组连接器，用于图像传输。 |
27 |
Reset Button（Reset 键） |
复位按键。 |
28 |
Boot Button（Boot 键） |
下载按键。按住 Boot 键的同时按一下 Reset 键进入“固件下载”模式，通过串口下载固件。 |
开始开发应用
通电前，请确保开发板完好无损。
必备硬件
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1
LCD 子板：ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB3
一个或两个扬声器
两条 USB 2.0 数据线（标准 A 型转 Type-C 型）
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。
可选硬件
microSD 卡
硬件设置
将 LCD 子板连接至 LCD 子板连接器。
连接扬声器至 扬声器输出 端口。
插入 USB 数据线，分别连接 PC 与开发板的两个 USB 端口。
打开 电源开关。
此时，红色电源指示灯应亮起。
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。
如需验证板载外设，也可烧录 出厂示例 。
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 与 ESP32-S31 创建串口连接 获取安装驱动的详细步骤。
乐鑫为多种开发板提供了板级外设管理组件，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 Component Registry 上的 esp_board_manager 组件页面 查询支持情况。
其他开发框架选项
除了 ESP-IDF 开发框架外，本开发板还支持以下其他开发框架，为不同用户需求和应用场景提供了更多灵活选择：
乐鑫 Bluetooth LE 软件生态：通过 ESP-BLE-MESH 与 ESP-BLE-AUDIO 等方案开发低功耗蓝牙相关的应用，加速产品落地与量产。
ESP-Brookesia：面向 AIoT 设备的人机交互开发框架，可用于构建图形界面和智能屏显应用。
ESP-GMF：乐鑫通用多媒体框架，提供音视频处理相关组件，适用于多媒体应用开发。
蓝牙音频：提供统一的蓝牙音频开发接口，支持经典蓝牙与 LE Audio。
ESP Video Components：提供摄像头、视频流和视频处理相关组件，适用于图像采集和视频应用开发。
ESP-Matter：通过 Matter 与 Thread 协议构建设备，适用于低功耗与电池供电场景。
内含组件和包装
包装内含：
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 主板（含已安装的摄像头模组）
LCD 子板：ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB3
零售订单
如购买样品，每个开发板将以防静电袋或零售商选择的其他方式包装。
零售订单请前往 购买样品。
批量订单
如批量购买，开发板将以大纸板箱包装。
批量订单请前往 联系商务。
硬件参考
功能框图
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 的主要组件和连接方式如下图所示。
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 电气功能框图（点击放大）
供电说明
USB 供电
两个 USB Type-C 口都可以为开发板供电，其中 Power 口仅用于供电，UART 口可以供电，也可以用于数据传输。当外接大功率喇叭，以及同时使用 USB Type-A 口对外供电时，需要确保开发板总的输入电流满足 3A。USB 供电使用专用的数据线，与用于上传应用程序的 USB 数据线分开。
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 - USB 电源供电（点击放大）
音频独立供电
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 可为音频组件提供独立的电源，可降低数字组件给音频信号带来的噪声并提高组件的整体性能。
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 - 音频供电（点击放大）
ES8389 音频编解码器注意事项
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 搭载 ES8389 音频编解码器。与 SoC 进行音频数据传输时，请注意以下事项：
DAC 与 ADC 信号均须以 TDM（Time Division Multiplexing，时分复用） 格式发送至 SoC。
ES8389 的 Pin 4（MCLK） 可通过寄存器配置复用为 TDMIN。
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 - ES8389 音频编解码器电路原理图（点击放大）
microSD 卡与 SPI NAND Flash 功能说明
microSD 卡与 SPI NAND flash 功能复用 ESP32-S31-WROOM-3 模组的 GPIO20 ~ GPIO25 管脚。默认使用 microSD 卡功能。如果用户需要切换成 SPI NAND flash 功能，需要进行硬件改焊，即需要删除 R7/R65/R66/R67/R68/R69，上件 R22/R23/R1/R2/R3/R4/C6/R20/U4。另外需要注意，ESP32-S31 支持 1.8 V NAND flash 和 3.3 V NAND flash。若用户使用的是 1.8 V NAND flash，还需要上件 R134/C66/C80/R100/U1/C82/C67；若用户使用的是 3.3 V NAND flash，则需要上件 R135。
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 - microSD 卡功能（点击放大）
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 - SPI NAND flash 功能（点击放大）
管脚分配列表
下表按外设分组，列出 ESP32-S31-WROOM-3 模组连接至板载外设的信号及其对应 GPIO。
外设 |
信号 |
GPIO |
说明 |
|---|---|---|---|
音频 I2S |
I2S_MCLK |
GPIO2 |
主时钟 |
I2S_SCLK |
GPIO3 |
串行时钟 |
|
I2S_LRCLK |
GPIO4 |
帧时钟（左右声道选择） |
|
I2S_SDOUT |
GPIO5 |
音频输出数据线（DAC 播放） |
|
I2S_DSIN |
GPIO6 |
音频输入数据线（ADC 录音） |
|
音频 I2C |
I2C_SDA |
GPIO0 |
ES8389 的 I2C 数据线 |
I2C_SCL |
GPIO1 |
ES8389 的 I2C 时钟线 |
|
系统 |
PA_CTRL |
GPIO7 |
左右声道功放使能控制 |
WS2812_CTRL |
GPIO37 |
可寻址 RGB LED 控制 |
|
ADC BUTTON |
GPIO42 |
功能按键（PLAY/SET/VOL-/VOL+）电阻分压 ADC 检测 |
|
UART0 |
U0TXD |
GPIO58 |
UART0 发送（USB 转 UART 桥接器） |
U0RXD |
GPIO59 |
UART0 接收（USB 转 UART 桥接器） |
|
microSD / SPI NAND |
SDIO_DATA0 |
GPIO20 |
默认 microSD；切换为 SPI NAND 时为 SPI2_CLK |
SDIO_DATA1 |
GPIO21 |
默认 microSD；切换为 SPI NAND 时为 SPI2_D |
|
SDIO_DATA2 |
GPIO22 |
默认 microSD；切换为 SPI NAND 时为 SPI2_Q |
|
SDIO_DATA3 |
GPIO23 |
默认 microSD；切换为 SPI NAND 时为 SPI2_CS |
|
SDIO_CLK |
GPIO24 |
默认 microSD；切换为 SPI NAND 时为 SPI2_HOLD |
|
SDIO_CMD |
GPIO25 |
默认 microSD；切换为 SPI NAND 时为 SPI2_WP |
|
SD_CTRL |
GPIO39 |
microSD 电源/开关控制；同时为 Boot Mode 1 |
|
USB 2.0 |
USB2.0_DP |
USB_DP |
USB 2.0 D+ |
USB2.0_DM |
USB_DM |
USB 2.0 D- |
|
RGB LCD |
DB0 (B3) |
GPIO8 |
LCD 数据位 0 |
DB1 (B4) |
GPIO9 |
LCD 数据位 1 |
|
DB2 (B5) |
GPIO10 |
LCD 数据位 2 |
|
DB3 (B6) |
GPIO11 |
LCD 数据位 3 |
|
DB4 (B7) |
GPIO12 |
LCD 数据位 4 |
|
DB5 (G2) |
GPIO13 |
LCD 数据位 5 |
|
DB6 (G3) |
GPIO14 |
LCD 数据位 6 |
|
DB7 (G4) |
GPIO15 |
LCD 数据位 7 |
|
DB8 (G5) |
GPIO16 |
LCD 数据位 8 |
|
DB9 (G6) |
GPIO17 |
LCD 数据位 9 |
|
DB10 (G7) |
GPIO18 |
LCD 数据位 10 |
|
DB11 (R3) |
GPIO19 |
LCD 数据位 11 |
|
DB12 (R4) |
GPIO33 |
LCD 数据位 12 |
|
DB13 (R5) |
GPIO34 |
LCD 数据位 13 |
|
DB14 (R6) |
GPIO35 |
LCD 数据位 14 |
|
DB15 (R7) |
GPIO36 |
LCD 数据位 15 |
|
LCD_CS |
GPIO38 |
LCD 片选；同时为 Boot Mode 0 和 GM_FK |
|
LCD_PCLK |
GPIO40 |
LCD 像素时钟；同时为 Boot Mode 2 |
|
LCD_H_EN |
GPIO43 |
LCD 数据使能 |
|
LCD_H_SYNC |
GPIO44 |
LCD 行同步 |
|
LCD_V_SYNC |
GPIO45 |
LCD 场同步 |
|
LCD_MOSI |
GPIO60 |
LCD SPI MOSI；同时为 Boot Mode 3 |
|
LCD_SCK |
GPIO61 |
LCD SPI 时钟；同时为 Boot Mode 4 |
|
DVP 摄像头 |
CAM_D0 |
GPIO46 |
摄像头数据位 0 |
CAM_D1 |
GPIO47 |
摄像头数据位 1 |
|
CAM_D2 |
GPIO48 |
摄像头数据位 2 |
|
CAM_D3 |
GPIO49 |
摄像头数据位 3 |
|
CAM_D4 |
GPIO50 |
摄像头数据位 4 |
|
CAM_D5 |
GPIO51 |
摄像头数据位 5 |
|
CAM_D6 |
GPIO52 |
摄像头数据位 6 |
|
CAM_D7 |
GPIO53 |
摄像头数据位 7 |
|
CAM_PCLK |
GPIO54 |
摄像头像素时钟 |
|
CAM_XCLK |
GPIO55 |
摄像头主时钟 |
|
CAM_V_SYNC |
GPIO56 |
摄像头场同步 |
|
CAM_H_SYNC |
GPIO57 |
摄像头行同步 |
|
GM_FK |
GPIO38 |
摄像头 GM_FK；与 LCD_CS、Boot Mode 0 共用 |
硬件设置选项
自动下载
可以通过两种方式使 ESP 开发板进入下载模式：
手动按下 Boot 和 RST 键，然后先松开 RST，再松开 Boot 键。
由软件自动执行下载。软件利用串口的 DTR 和 RTS 信号来控制 ESP 开发板的 EN、GPIO61 管脚的状态。详情请参见 ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 原理图 (PDF)。
硬件版本
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1：
采用哑光黑色油墨，PCB 尺寸变大，LCD 子板安装之后叠放在主板之上。GPIO 配置与 V1.0 一样。
ESP32-S31-Korvo-1 V1.0：
首版，采用绿色油墨，LCD 子板安装之后延伸至板外，板内功能露出，方便调试。
相关文档
ESP32-S31 技术规格书 (PDF)
ESP32-S31-WROOM-3 技术规格书 (PDF)
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 尺寸图源文件 (DXF) - 可使用 Autodesk Viewer 查看
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 3D 打印外壳文件 (STL & STEP) - 可下载 3D 打印外壳文件
ESP32-S31-Korvo-1 参考设计 (ZIP)
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