2026年8月23日 星期日

ESP32-S3-WROOM-1-N16R8 開發板 (兼容 ESP32-S3-DevKitC-1)

環境:

Win10、Arduino IDE 2.3.10、ESP32-S3-WROOM-1-N16R8 開發板


說明:

  1. 我這塊的 USB 轉高速非同步串口,使用南京沁恆微電子 CHC343 晶片 (CH343P),Win10已內建驅動程式,插上即可辨識出。



    官網有提供 VCP(CH343SER) 和 CDC(CH343CDC) 的驅動程式,Win10 安裝的是 VCP 驅動程式。

    VCP(Virtual COM Port) :廠商提供的 USB 虛擬串口驅動程式,經過廠商最佳化。
    CDC(Communication Device Class):作業系統內建的標準 USB 設備類別驅動程式。

  2. ESP32-S3-WROOM-1 技術規格書,可查得 ESP32-S3-WROOM-1-N16R8 的 Flash 為 16 MB (Quad SPI)、PSRAM 為 8 MB (Octal SPI)
    Quad SPI:使用 4 條資料線傳輸
    Octal SPI:使用 8 條資料線傳輸

    所以在 Arduino IDE 裡的參數設定
    Flash :使用 4 條資料線傳輸,QIO (Quad I/O)
    PSRAM :使用 8 條資料線傳輸,OPI (Octal Peripheral Interface)

  3. 腳位




    ESP32-S3-DevKitC-1 官方腳位圖


    左排腳位

    序號

    名稱

    類型

    功能

    1

    3V3

    P

    3.3 V 電源

    2

    3V3

    P

    3.3 V 電源

    3

    RST

    I

    EN

    4

    4

    I/O/T

    RTC_GPIO4, GPIO4, TOUCH4, ADC1_CH3

    5

    5

    I/O/T

    RTC_GPIO5, GPIO5, TOUCH5, ADC1_CH4

    6

    6

    I/O/T

    RTC_GPIO6, GPIO6, TOUCH6, ADC1_CH5

    7

    7

    I/O/T

    RTC_GPIO7, GPIO7, TOUCH7, ADC1_CH6

    8

    15

    I/O/T

    RTC_GPIO15, GPIO15, U0RTS, ADC2_CH4, XTAL_32K_P

    9

    16

    I/O/T

    RTC_GPIO16, GPIO16, U0CTS, ADC2_CH5, XTAL_32K_N

    10

    17

    I/O/T

    RTC_GPIO17, GPIO17, U1TXD, ADC2_CH6

    11

    18

    I/O/T

    RTC_GPIO18, GPIO18, U1RXD, ADC2_CH7, CLK_OUT3

    12

    8

    I/O/T

    RTC_GPIO8, GPIO8, TOUCH8, ADC1_CH7, SUBSPICS1

    13

    3

    I/O/T

    RTC_GPIO3, GPIO3, TOUCH3, ADC1_CH2

    14

    46

    I/O/T

    GPIO46

    15

    9

    I/O/T

    RTC_GPIO9, GPIO9, TOUCH9, ADC1_CH8, FSPIHD, SUBSPIHD

    16

    10

    I/O/T

    RTC_GPIO10, GPIO10, TOUCH10, ADC1_CH9, FSPICS0, FSPIIO4, SUBSPICS0

    17

    11

    I/O/T

    RTC_GPIO11, GPIO11, TOUCH11, ADC2_CH0, FSPID, FSPIIO5, SUBSPID

    18

    12

    I/O/T

    RTC_GPIO12, GPIO12, TOUCH12, ADC2_CH1, FSPICLK, FSPIIO6, SUBSPICLK

    19

    13

    I/O/T

    RTC_GPIO13, GPIO13, TOUCH13, ADC2_CH2, FSPIQ, FSPIIO7, SUBSPIQ

    20

    14

    I/O/T

    RTC_GPIO14, GPIO14, TOUCH14, ADC2_CH3, FSPIWP, FSPIDQS, SUBSPIWP

    21

    5V

    P

    5 V 電源

    22

    G

    G

    接地



    右排腳位

    序號

    名稱

    類型

    功能

    1

    G

    G

    接地

    2

    TX

    I/O/T

    U0TXD, GPIO43, CLK_OUT1

    3

    RX

    I/O/T

    U0RXD, GPIO44, CLK_OUT2

    4

    1

    I/O/T

    RTC_GPIO1, GPIO1, TOUCH1, ADC1_CH0

    5

    2

    I/O/T

    RTC_GPIO2, GPIO2, TOUCH2, ADC1_CH1

    6

    42

    I/O/T

    MTMS, GPIO42

    7

    41

    I/O/T

    MTDI, GPIO41, CLK_OUT1

    8

    40

    I/O/T

    MTDO, GPIO40, CLK_OUT2

    9

    39

    I/O/T

    MTCK, GPIO39, CLK_OUT3, SUBSPICS1

    10

    38

    I/O/T

    GPIO38, FSPIWP, SUBSPIWP, RGB LED

    11

    37

    I/O/T

    SPIDQS, GPIO37, FSPIQ, SUBSPIQ

    12

    36

    I/O/T

    SPIIO7, GPIO36, FSPICLK, SUBSPICLK

    13

    35

    I/O/T

    SPIIO6, GPIO35, FSPID, SUBSPID

    14

    0

    I/O/T

    RTC_GPIO0, GPIO0

    15

    45

    I/O/T

    GPIO45

    16

    48

    I/O/T

    GPIO48, SPICLK_N, SUBSPICLK_N_DIFF

    17

    47

    I/O/T

    GPIO47, SPICLK_P, SUBSPICLK_P_DIFF

    18

    21

    I/O/T

    RTC_GPIO21, GPIO21

    19

    20

    I/O/T

    RTC_GPIO20, GPIO20, U1CTS, ADC2_CH9, CLK_OUT1, USB_D+

    20

    19

    I/O/T

    RTC_GPIO19, GPIO19, U1RTS, ADC2_CH8, CLK_OUT2, USB_D-

    21

    G

    G

    接地

    22

    G

    G

    接地


  4. 腳位分類
    GPIO 說明
    GPIO0 ⚠️ Strapping
    GPIO1~2 一般 GPIO
    GPIO3 ⚠️ Strapping
    GPIO4~18 一般 GPIO
    GPIO19~20 USB-JTAG 預設使用
    GPIO21 一般 GPIO
    GPIO26~32 ⚠️ SPI Flash/PSRAM,不建議外接
    GPIO33~37 ⚠️ WROOM-1 若是 Octal Flash/PSRAM,不建議外接
    GPIO38~44 一般 GPIO,但需考慮 DevKitC-1 板載功能
    GPIO45 ⚠️ Strapping
    GPIO46 ⚠️ Strapping
    GPIO47~48 一般 GPIO
    注意:ESP32-S3R8VESP32-S3R16V 晶片中, 由於 VDD_SPI 電壓已設定為 1.8 V,
    所以不同於其他 GPIO, 該晶片在 VDD_SPI 電源域中的 GPIO47 GPIO48 的工作電壓也為 1.8 V
    (https://documentation.espressif.com/esp32-s3_datasheet_cn.pdf#page=18)

  5. 腳位
    https://documentation.espressif.com/esp32-s3-wroom-1_wroom-1u_datasheet_cn.pdf#page=11
    名稱 序號 類型 a 功能
    GND 1 P 接地
    3V3 2 P 供電
    EN 3 I 高電平:晶片使能;
    低電平:晶片關閉;
    注意不能讓 EN 管腳浮空。
    IO4 4 I/O/T RTC_GPIO4, GPIO4, TOUCH4, ADC1_CH3
    IO5 5 I/O/T RTC_GPIO5, GPIO5, TOUCH5, ADC1_CH4
    IO6 6 I/O/T RTC_GPIO6, GPIO6, TOUCH6, ADC1_CH5
    IO7 7 I/O/T RTC_GPIO7, GPIO7, TOUCH7, ADC1_CH6
    IO15 8 I/O/T RTC_GPIO15, GPIO15, U0RTS, ADC2_CH4, XTAL_32K_P
    IO16 9 I/O/T RTC_GPIO16, GPIO16, U0CTS, ADC2_CH5, XTAL_32K_N
    IO17 10 I/O/T RTC_GPIO17, GPIO17, U1TXD, ADC2_CH6
    IO18 11 I/O/T RTC_GPIO18, GPIO18, U1RXD, ADC2_CH7, CLK_OUT3
    IO8 12 I/O/T RTC_GPIO8, GPIO8, TOUCH8, ADC1_CH7, SUBSICS1
    IO19 13 I/O/T RTC_GPIO19, GPIO19, U1RTS, ADC2_CH8, CLK_OUT2, USB_D-
    IO20 14 I/O/T RTC_GPIO20, GPIO20, U1CTS, ADC2_CH9, CLK_OUT1, USB_D+
    IO3 15 I/O/T RTC_GPIO3, GPIO3, TOUCH3, ADC1_CH2
    IO46 16 I/O/T GPIO46
    IO9 17 I/O/T RTC_GPIO9, GPIO9, TOUCH9, ADC1_CH8, FSPIHD, SUBSPIHD
    IO10 18 I/O/T RTC_GPIO10, GPIO10, TOUCH10, ADC1_CH9, FSPICSO, FSPIIO4, SUBSPICSO
    IO11 19 I/O/T RTC_GPIO11, GPIO11, TOUCH11, ADC2_CH0, FSPID, FSPIIO5, SUBSPID
    IO12 20 I/O/T RTC_GPIO12, GPIO12, TOUCH12, ADC2_CH1, FSPICLK, FSPIIO6, SUBSPICLK
    IO13 21 I/O/T RTC_GPIO13, GPIO13, TOUCH13, ADC2_CH2, FSPIQ, FSPIIO7, SUBSPIQ
    IO14 22 I/O/T RTC_GPIO14, GPIO14, TOUCH14, ADC2_CH3, FSPIWP, FSPIDQS, SUBSPIWP
    IO21 23 I/O/T RTC_GPIO21, GPIO21
    IO47 c 24 I/O/T SPICLK_P_DIFF, GPIO47, SUBSPICLK_P_DIFF
    IO48 c 25 I/O/T SPICLK_N_DIFF, GPIO48, SUBSPICLK_N_DIFF
    IO45 26 I/O/T GPIO45
    IO0 27 I/O/T RTC_GPIO0, GPIO0
    IO35 b 28 I/O/T SPIIO6, GPIO35, FSPID, SUBSPID
    IO36 b 29 I/O/T SPIIO7, GPIO36, FSPICLK, SUBSPICLK
    IO37 b 30 I/O/T SPIDQS, GPIO37, FSPIQ, SUBSPIQ
    IO38 31 I/O/T GPIO38, FSPIWP, SUBSPIWP
    IO39 32 I/O/T MTCK, GPIO39, CLK_OUT3, SUBSPICS1
    IO40 33 I/O/T MTDO, GPIO40, CLK_OUT2
    IO41 34 I/O/T MTDI, GPIO41, CLK_OUT1
    IO42 35 I/O/T MTMS, GPIO42
    RXD0 36 I/O/T U0RXD, GPIO44, CLK_OUT2
    TXD0 37 I/O/T U0TXD, GPIO43, CLK_OUT1
    IO2 38 I/O/T RTC_GPIO2, GPIO2, TOUCH2, ADC1_CH1
    IO1 39 I/O/T RTC_GPIO1, GPIO1, TOUCH1, ADC1_CH0
    GND 40 P 接地
    EPAD 41 P 接地

    a P:電源;I:輸入;O:輸出;T:可設定為高電阻。加粗字體為腳位的預設功能。腳位 28 ∼ 30 的默 認功能由 eFuse 位元決定。
    b 在整合 Octal SPI PSRAM(即內建晶片為 ESP32-S3R8 或 ESP32-S3R16V)的模組中,腳位 IO35、 IO36、IO37 已連接至模組內部整合的 Octal SPI PSRAM,不可用於其他功能。
    c 在內建晶片為 ESP32-S3R16V 的模組中,由於 ESP32-S3R16V 晶片的 VDD_SPI 電壓已設定為 1.8 V,所以,不同於其他 GPIO,VDD_SPI 電源域中的 GPIO47 和 GPIO48 工作電壓也是 1.8 V。

  6. 元件

    主要元件

    介紹

    ESP32-S3-WROOM-1

    通用型Wi-Fi + 低功耗藍牙MCU 模組,採用PCB 板載天線

    USB Port 接口(USB 介面)

    ESP32-S3 USB OTG 接口,支援全速USB 1.1 標準。 ESP32-S3 USB 介面可用作開發板的供電接口,可燒錄韌體至晶片,可透過USB 協定與晶片通信,也可用於 JTAG 調試。

    USB-to-UART Port 接口(USB 轉UART 介面)

    可用作開發板的供電接口,可燒錄固件至晶片,也可作為通訊接口,透過板載USB 轉UART 橋接器與晶片通訊。

    USB-to-UART Bridge 晶片(USB 轉UART 橋接器)

    單晶片USB 至UART 橋接器,可提供高達3 Mbps 的傳輸速率。

    Boot Button(Boot 鍵)

    下載按鍵。按住Boot鍵的同時按Reset鍵進入「韌體下載」模式,透過串列埠下載韌體。

    Reset Button(Reset 鍵)

    重置按鍵。

    RGB LED

    可尋址RGB 發光二極管
    ESP32-S3-DevKitC-1 v1.0 版本開發板的 RGB LED 連接的是 GPIO48
    ESP32-S3-DevKitC-1 v1.1 版本開發板的 RGB LED 連接的是 GPIO38
    (ESP32-S3-DevKitC-1 v1.1開發板將 RGB LED 接腳改為 GPIO38 的原因)





參考:


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