ESP-Mosaico 智能交互开发板用户指南
ESP-Mosaico 是乐鑫基于 ESP32-S31 打造的可扩展智能交互开发套件，面向磁吸扩展、运动感知、方形触摸屏与端侧多媒体等应用场景。设备搭载 480 × 480 QSPI 方形触摸屏、音频编解码与功放、六轴 IMU、双磁力计、SPI NAND flash，并提供左右两个 2 × 10P、2.54 mm 标准间距端子的模块接口，可用于摄像头等功能扩展。
ESP-Mosaico 整机外观
一、 开发板正面外观与核心组件
ESP-Mosaico 由 CoreBoard（核心板）和 BaseBoard（底板）组成。下文先介绍正面视图及其主要组件，再介绍背面视图及其主要组件。
组件介绍
正面
ESP-Mosaico 整机 - 正面（点击放大）
ESP-Mosaico CoreBoard (核心板) - 正面（点击放大）
ESP-Mosaico BaseBoard (底板) - 正面（点击放大）
| 组件编号 | 主要组件 | 描述 |
|---|---|---|
| CoreBoard（核心板） | 核心板，集成主控芯片、射频天线、电源管理、显示接口、音频编解码与传感器等。 | |
| 1 | ESP32-S31NRV16 | ESP32-S31 主控芯片，RISC-V 32 位双核，最高 320 MHz，芯片内封装 16 MB PSRAM；支持 2.4 GHz Wi-Fi 6、Bluetooth 5.4（LE + BR/EDR）与 IEEE 802.15.4。 |
| 2 | KH-3216-A35 Ceramic Antenna（陶瓷天线） | 2.4 GHz 贴片陶瓷天线，用于 Wi-Fi 与 Bluetooth 射频收发。 |
| 3 | Orange LED（橙色 LED） | 程序可控单色状态灯，连接 GPIO3，低电平点亮。 |
| 4 | TLV62569 | 降压 (DCDC) 转换芯片，将输入电源转换为系统 3.3 V。 |
| 5 | BMM150 | 三轴地磁传感器（BMM150 #2），I2C 地址 0x11。 |
| 6 | SY7088 | 升压 (BOOST) 转换芯片，为需高于电池电压的电路供电。 |
| 7 | Display Connector（显示屏连接座） | 用于连接 480 × 480、2.16 寸 QSPI 触摸屏（CO5300 驱动 + CST9220 触摸）。 |
| 8 | TP4057 | 锂电池充电管理芯片，为板载锂电池充电。 |
| 9 | BQ27220 | 电池电量计，I2C 地址 0x55，用于电压、电流、电量 (SOC) 等状态检测。 |
| 10 | 3V3 Power LED（3.3 V 电源指示灯） | 开机后，3.3 V 供电正常时点亮；关机时熄灭。 |
| 11 | HUSB320 | USB Type-C 接口控制器，负责 CC 逻辑检测，并据此控制 USB 供电方向。 |
| 12 | Charge LED（充电指示灯） | 充电状态指示：红灯表示充电中，绿灯表示已充满。 |
| 13 | SAM8108 | 开关机控制芯片，配合 POWER 按键实现整机开关控制。 |
| 14 | HE9073A33 | 低压差稳压器 (LDO)，为音频 codec 提供独立供电以降低噪声。 |
| 15 | NS4150B | 低 EMI、无需滤波器的 3 W 单声道 D 类功放，用于驱动扬声器。 |
| 16 | ES8311 | 低功耗单声道音频编解码芯片，I2C 地址 0x19，通过 I2S 与主控传输音频数据。 |
| 17 | BMM150 | 三轴地磁传感器（BMM150 #3），I2C 地址 0x12。 |
| 18 | BMI270 | 六轴 IMU（加速度计 + 陀螺仪），I2C 地址 0x69。 |
| 19 | GD25Q128EWIGR | 16 MB (128 Mbit) SPI NOR flash，用于程序与数据存储。 |
| 20 | GD5F1GM7UEYIGR | 1 Gbit（128 MB）SPI NAND flash，用于大容量资源存储。 |
| BaseBoard（底板） | 底板，集成扬声器、电池与左右 2 × 10P 模块接口，通过板对板连接座与核心板对接。 | |
| 21 | Speaker（喇叭） | 板载扬声器，由 NS4150B 功放驱动。 |
| 22 | BTB Connector（主副板连接座） | 60 针 0.5 mm 板对板连接座，用于连接 CoreBoard 与 BaseBoard。 |
| 23 | Expansion Header 1（外扩排针 1） | 2 × 10P、2.54 mm 双排扩展排针，引出 GPIO 与电源，用于功能扩展。 |
| 24 | Battery（电池） | 3.7 V / 65 mAh 锂电池，为整机提供便携供电。 |
| 25 | Expansion Header 2（外扩排针 2） | 另一组扩展排针，引出剩余 GPIO 与电源。 |
背面
ESP-Mosaico 整机 - 背面（点击放大）
ESP-Mosaico CoreBoard (核心板) - 背面（点击放大）
ESP-Mosaico BaseBoard (底板) - 背面（点击放大）
| 组件编号 | 主要组件 | 描述 |
|---|---|---|
| CoreBoard（核心板） | 核心板背面，引出按键、Type-C 接口、麦克风与振动马达等。 | |
| 1 | BTB Connector（板对板连接座） | 与 BaseBoard 对接的板对板连接座（背面侧）。 |
| 2 | Vibration Motor（震动马达） | 振动马达，由 GPIO8 控制（高电平开启），用于触觉反馈。 |
| 3 | BOOT Button（BOOT 按键） | 上电时按住可进入固件下载模式。 |
| 4 | LMA2718B331-OE1 | 板载麦克风，连接至 ES8311，用于语音采集。 |
| 5 | Type-C Connector（Type-C 接口） | USB 2.0 High-Speed 接口，用于供电、调试下载与 USB 通信，并支持锂电池充电。 |
| 6 | POWER Button（开关机按键） | 单击切换整机开关机状态（POWER 按键）。 |
| 7 | Function Button（功能按键） | 应用按键，连接 GPIO7，低电平有效。 |
| BaseBoard（底板） | 底板背面，提供调试触点与背扩供电触点。 | |
| 8 | Debug Pads（调试触点） | 引出 GND / TX / RX / BOOT / EN / 3V3 等调试信号的测试点。 |
| 9 | Back Expansion Pads（背扩触点） | 背面扩展触点，引出 I2C 与供电接口，可用于给设备供电。 |
二、 电源供电说明
可通过以下方法为开发板供电：
-
通过
Type-C（USB-C 接口）供电：- 使用 USB Type-C 数据线连接设备的 Type-C 接口。
-
通过
背部触点供电：- 通过 BaseBoard 背面的背扩触点引入外部电源，即可对设备进行供电。
-
通过
电池供电:- 设备支持 3.7 V / 65 mAh 锂电池供电。
三、 开始开发应用
通电前，请确保 ESP-Mosaico 完好无损。
开发者可以访问 ESP-Mosaico 官方网站 了解产品详情及相关开发资源。
必备硬件
- ESP-Mosaico
- USB 数据线（支持数据传输）
- 电脑（Windows、Linux 或 macOS）
[!NOTE] 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。
硬件说明
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烧录方式
-
请使用 USB 数据线，将 ESP-Mosaico 通过板载 Type-C 接口连接至电脑。该接口为 USB 2.0 High-Speed，可同时供电并完成 USB 协议数据通信。原生 ESP32-S31 芯片仅支持在烧录模式下通过该接口烧录固件，不具备自动烧录与日志输出能力。
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出厂固件已集成 CDC 虚拟串口，支持自动烧录和串口日志输出。
-
若无法烧录，可尝试在关机状态下按住 BOOT 按键后再开机，进入烧录模式。
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此外，左右模块接口分别提供 USB Serial/JTAG（左侧）和 TX/RX 串口（右侧），均可用于调试和下载程序。
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电源说明
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Type-C 接口可为设备供电，内部电池的额定充电电流为 65 mA；当插入用电端设备时，Type-C 接口会自动切换为供电模式，最大输出 5 V / 500 mA，超出 1 A 时会自动断电，并会隔一段时间自动恢复。
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左右两侧模块接口提供向外供电的 3.3 V 与 5 V 引脚（3V / 5V），这两个电源仅在 GPIO60 置低时才会输出。
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VIN 为向设备供电的接口，同时也会为设备内电池充电。
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[!NOTE] 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 建立串口连接 获取安装驱动的详细步骤。
四、 板级支持包与示例
乐鑫为 ESP-Mosaico 提供了板级支持包 (BSP)，可帮助您更轻松地初始化 LCD、触摸、音频、传感器、电池、NAND flash、模块资源与 USB 控制台等外设。
- BSP 与示例工程：esp-mosaico
- 推荐结合 ESP-Claw 应用开发框架进行开发。
- 推荐首次烧录后使用 BSP 提供的 USB CDC 控制台与自动下载能力。典型命令：
idf.py set-target esp32s31
idf.py -p /dev/ttyACM0 flash monitor
[!NOTE]
- 首次烧录可能需要手动进入 ROM 下载模式。
- 芯片复位时 USB 设备会短暂断开，IDF Monitor 通常会自动重连。
- 若仅附加监视器而不希望复位应用，可使用 monitor --no-reset。
- 相关配置项：
CONFIG_BSP_USB_CONSOLE、CONFIG_BSP_USB_CONSOLE_AUTO_INIT、CONFIG_BSP_USB_AUTO_DOWNLOAD。
五、 采购通道与官方渠道
- ESP-Mosaico 购买：前往 ESP-Mosaico 开发套件 购买。
六、 相关设计文档与技术参考
请从 ESP-Mosaico 用户指南 下载以下文档：
- 电路原理图：ESP-Mosaico CoreBoard V1.0 原理图 (PDF)
- 屏幕规格书：2.16 寸 480 × 480 QSPI AMOLED 屏幕规格书
- 芯片规格书：ESP32-S31 系列芯片技术规格书 (HTML)
- ESP-Mosaico BSP 与示例：esp-mosaico 工程
- 网页介绍：ESP-Claw(HTML)