ESP32: Chi tiết nội bộ và sơ đồ: 11 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Trong bài viết này, chúng ta sẽ nói về các chi tiết bên trong và cách cắm của ESP32. Tôi sẽ chỉ cho bạn cách xác định chính xác các chân bằng cách xem biểu dữ liệu, cách xác định chân nào hoạt động như một OUTPUT / INPUT, cách có cái nhìn tổng quan về các cảm biến và thiết bị ngoại vi mà ESP32 cung cấp cho chúng tôi, ngoài các khởi động. Do đó, tôi tin rằng, với video dưới đây, tôi sẽ có thể trả lời một số câu hỏi mà tôi đã nhận được trong các tin nhắn và nhận xét về các tham chiếu ESP32, cùng với các thông tin khác.

Bước 1: NodeMCU ESP-WROOM-32

Ở đây chúng tôi có mã PINOUT của

WROOM-32 dùng như một tài liệu tham khảo tốt khi bạn lập trình. Điều quan trọng cần chú ý là Đầu vào / Đầu ra Mục đích Chung (GPIO), tức là các cổng đầu vào và đầu ra dữ liệu có thể lập trình, vẫn có thể là bộ chuyển đổi AD hoặc chân cảm ứng, chẳng hạn như GPIO4 chẳng hạn. Điều này cũng xảy ra với Arduino, nơi các chân đầu vào và đầu ra cũng có thể là PWM.

Bước 2: ESP-WROOM-32

Trong hình trên, chúng ta có chính ESP32. Có một số loại chèn với các đặc tính khác nhau tùy theo nhà sản xuất.

Bước 3: Nhưng, Sơ đồ chân chính xác để tôi sử dụng cho ESP32 của mình là gì?

ESP32 không khó. Thật dễ dàng để chúng tôi có thể nói rằng không có mối quan tâm giáo dục nào trong môi trường của bạn. Tuy nhiên, chúng ta cần phải giáo huấn, vâng. Nếu bạn muốn lập trình trong Assembler, điều đó không sao cả. Tuy nhiên, thời gian kỹ thuật rất tốn kém. Vì vậy, nếu mọi thứ mà nhà cung cấp công nghệ cung cấp cho bạn một công cụ cần thời gian để hiểu hoạt động của nó, thì điều này có thể dễ dàng trở thành vấn đề đối với bạn, bởi vì tất cả những điều này sẽ làm tăng thời gian kỹ thuật, trong khi sản phẩm ngày càng trở nên đắt đỏ. Điều này giải thích sở thích của tôi đối với những thứ dễ dàng, những thứ có thể làm cho mỗi ngày của chúng ta trở nên dễ dàng hơn, bởi vì thời gian rất quan trọng, đặc biệt là trong thế giới bận rộn ngày nay.

Quay trở lại ESP32, trong biểu dữ liệu, như trong biểu đồ ở trên, chúng tôi có nhận dạng chân chính xác trong các điểm nổi bật. Thông thường, nhãn trên chip không khớp với số thực của pin, vì chúng ta có ba trường hợp: GPIO, số sê-ri và cũng chính là mã của thẻ.

Như thể hiện trong ví dụ bên dưới, chúng tôi có kết nối của đèn LED trong ESP và chế độ cấu hình chính xác:

Lưu ý rằng nhãn là TX2, nhưng chúng ta phải làm theo cách nhận dạng chính xác, như được đánh dấu trong hình trước. Do đó, nhận dạng chính xác của mã pin sẽ là 17. Hình ảnh cho thấy mã sẽ ở gần như thế nào.

Bước 4: ĐẦU VÀO / ĐẦU RA

Khi thực hiện kiểm tra INPUT và OUTPUT trên các chân cắm, chúng tôi thu được các kết quả sau:

INPUT không chỉ hoạt động trên GPIO0.

OUTPUT không chỉ hoạt động trên các chân GPIO34 và GPIO35, tương ứng là VDET1 và VDET2.

* Các chân VDET thuộc miền công suất của RTC. Điều này có nghĩa là chúng có thể được sử dụng làm chân ADC và bộ đồng xử lý ULP có thể đọc chúng. Chúng chỉ có thể là mục nhập và không bao giờ thoát.

Bước 5: Sơ đồ khối

Biểu đồ này cho thấy rằng ESP32 có lõi kép, một khu vực chip điều khiển WiFi và một khu vực khác điều khiển Bluetooth. Nó cũng có khả năng tăng tốc phần cứng để mã hóa, cho phép kết nối với LoRa, một mạng đường dài cho phép kết nối lên đến 15km, sử dụng ăng-ten. Chúng tôi cũng quan sát bộ tạo xung nhịp, đồng hồ thời gian thực và các điểm khác liên quan đến, ví dụ, PWM, ADC, DAC, UART, SDIO, SPI, v.v. Tất cả điều này làm cho thiết bị khá hoàn chỉnh và hoạt động.

Bước 6: Thiết bị ngoại vi và cảm biến

ESP32 có 34 GPIO có thể được gán cho các chức năng khác nhau, chẳng hạn như:

Chỉ dành cho kỹ thuật số;

Hỗ trợ tương tự (có thể được cấu hình dưới dạng kỹ thuật số);

- Kích hoạt cảm ứng điện dung (có thể được định cấu hình là kỹ thuật số);

Và những người khác.

Điều quan trọng cần lưu ý là hầu hết các GPIO kỹ thuật số có thể được cấu hình dưới dạng pull-up hoặc pull-down bên trong, hoặc được cấu hình cho trở kháng cao. Khi được đặt làm đầu vào, giá trị có thể được đọc qua thanh ghi.

Bước 7: GPIO

Bộ chuyển đổi Analog-to-Digital (ADC)

Esp32 tích hợp ADC 12-bit và hỗ trợ các phép đo trên 18 kênh (chân hỗ trợ analog). Bộ xử lý ULP-coprocessor trong ESP32 cũng được thiết kế để đo điện áp khi hoạt động ở chế độ nghỉ, cho phép tiêu thụ điện năng thấp. CPU có thể được đánh thức bằng cài đặt ngưỡng và / hoặc thông qua các trình kích hoạt khác.

Bộ chuyển đổi Digital-to-Analog (DAC)

Hai kênh DAC 8-bit có thể được sử dụng để chuyển đổi hai tín hiệu kỹ thuật số sang hai đầu ra điện áp tương tự. Các DAC kép này hỗ trợ nguồn điện như một tham chiếu điện áp đầu vào và có thể điều khiển các mạch khác. Các kênh kép hỗ trợ chuyển đổi độc lập.

Bước 8: Cảm biến

Cảm biến chạm

ESP32 có 10 GPIO phát hiện điện dung giúp phát hiện các biến thể cảm ứng khi chạm hoặc tiếp cận GPIO bằng ngón tay hoặc các vật thể khác.

ESP32 cũng có Cảm biến nhiệt độ và Cảm biến sảnh bên trong, nhưng để làm việc với chúng, bạn phải thay đổi cài đặt của thanh ghi. Để biết thêm chi tiết, hãy xem hướng dẫn kỹ thuật thông qua liên kết:

www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32_technical_reference_manual_en.pdf

Bước 9: Cơ quan giám sát

ESP32 có ba bộ định thời giám sát: một bộ định thời trên mỗi hai mô-đun hẹn giờ (được gọi là Bộ định thời cơ quan giám sát chính, hoặc MWDT) và một bộ định thời trên mô-đun RTC (được gọi là Bộ định giờ cơ quan giám sát RTC hoặc RWDT).

Bước 10: Bluetooth

Giao diện Bluetooth v4.2 BR / EDR và Bluetooth LE (năng lượng thấp)

ESP32 tích hợp bộ điều khiển kết nối Bluetooth và băng tần cơ sở Bluetooth, thực hiện các giao thức băng tần cơ sở và các quy trình liên kết cấp thấp khác, chẳng hạn như điều chế / giải điều chế, xử lý gói tin, xử lý luồng bit, nhảy tần, v.v.

Bộ điều khiển kết nối hoạt động ở ba trạng thái chính: chờ, kết nối và hít. Nó cho phép nhiều kết nối và các hoạt động khác, chẳng hạn như yêu cầu, trang và ghép nối đơn giản an toàn, và do đó cho phép Piconet và Scatternet.

Bước 11: Khởi động

Trên nhiều bảng phát triển có nhúng USB / Serial, esptool.py có thể tự động đặt lại bảng về chế độ khởi động.

ESP32 sẽ vào bộ tải khởi động nối tiếp khi GPIO0 được giữ ở mức thấp khi thiết lập lại. Nếu không, nó sẽ chạy chương trình trong nháy mắt.

GPIO0 có một điện trở pullup bên trong, vì vậy nếu không có kết nối, nó sẽ tăng cao.

Nhiều bảng sử dụng nút có nhãn "Flash" (hoặc "BOOT" trên một số bảng phát triển Espressif) dẫn GPIO0 xuống khi được nhấn.

GPIO2 cũng nên không được kết nối / thả nổi.

Trong hình trên, bạn có thể thấy một bài kiểm tra mà tôi đã thực hiện. Tôi đặt máy hiện sóng trên tất cả các chân của ESP để xem điều gì đã xảy ra khi nó được bật. Tôi phát hiện ra rằng khi tôi nhận được một ghim, nó tạo ra dao động 750 micro giây, như được hiển thị trong vùng được đánh dấu ở phía bên phải. Chúng ta có thể làm gì về điều này? Chúng tôi có một số lựa chọn, chẳng hạn như đưa ra độ trễ với mạch có bóng bán dẫn, dụng cụ mở rộng cửa chẳng hạn. Tôi chỉ ra rằng GPIO08 bị đảo ngược. Dao động tắt dần đi lên và không hướng xuống dưới.

Một chi tiết khác là chúng tôi có một số chân bắt đầu ở Cao và những chân khác ở Thấp. Do đó, mã PINOUT này là tham chiếu đến thời điểm ESP32 bật, đặc biệt là khi bạn đang làm việc với tải để kích hoạt, ví dụ: triac, rơ le, công tắc tơ hoặc một số nguồn.