ESP32‑S31‑Function‑CoreBoard‑1 开发板用户指南
概述
ESP32-S31-Function-CoreBoard-1 是一款面向联网 AIoT 原型验证的开发板，搭载 ESP32-S31-WROOM-3 模组，支持 Wi-Fi 6、IEEE 802.15.4、Bluetooth 5.4 (LE + BR/EDR) 与千兆以太网；板载麦克风和扬声器输出接口，关键 IO 全部引出，并支持开箱即用的 AI 语音交互评估。
一、 开发板外观与核心组件
ESP32-S31-Function-CoreBoard-1 - 正面（点击放大）
ESP32-S31-Function-CoreBoard-1 - 背面（点击放大）
二、 组件介绍
以下为开发板正面/背面主要硬件的顺时针编号列表（对应上图标注）
| 编号 | 组件 | 功能说明 |
|---|---|---|
| 1 | J2 排针 | 所有 GPIO 已引出至 J2，便于外接传感器、外设。 |
| 2 | RJ45 Ethernet Port（RJ45 以太网接口） | 10/100/1000 Mbps 自适应以太网接口。 |
| 3 | Ethernet Transformer（以太网变压器） | 用于 RJ45 以太网接口的变压器模块。 |
| 4 | USB 2.0 Type‑A Por（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，符合 USB 2.0 规范。通过该接口与其他设备通信时，ESP32-S31 作为 USB Host，对外可提供最高 500 mA 电流。 |
| 5 | USB Serial/JTAG Port（USB 串口/JTAG 接口） | USB Type-C 接口，支持 USB 2.0 Full-Speed 速率。可用于向开发板供电、向 ESP32-S31 芯片烧录固件、通过 USB 协议与芯片通信，以及进行 JTAG 调试。 |
| 6 | USB Type-C to UART Port（USB Type-C 转 UART 接口） | 用于向开发板供电、烧录应用程序，以及通过板载 USB 转 UART 桥接器与 ESP32-S31 芯片通信。 |
| 7 | 3.3 V Power-on LED（3.3 V 电源指示灯） | 开发板连接 USB 电源后，该指示灯亮起。 |
| 8 | J5 排针（测流电流） | 用于测量电流。详见章节 测量电流。 |
| 9 | 5 V to 3.3 V DC/DC Converter（5 V 转 3.3 V DC/DC） | 电源稳压电路，将 5 V 输入转换为 3.3 V 输出。 |
| 10 | ESP32‑S31‑WROOM‑3 模组 | ESP32-S31-WROOM-3 集成 ESP32-S31 芯片，支持 Bluetooth 5.4（LE）及 IEEE 802.15.4（Zigbee/Thread/Matter）等，适用于多种低功耗物联网场景。 |
| 11 | Microphone（麦克风） | 板载麦克风，连接至音频编解码芯片接口。 |
| 12 | RGB LED | 可寻址 WS2812 RGB 发光二极管，由 GPIO 60 驱动。 |
| 13 | Audio Codec chip （音频编解码芯片） | ES8311 为低功耗单声道音频编解码芯片，包含单通道 ADC、单通道 DAC、低噪声前置放大器、耳机驱动器、数字音效、模拟混音及增益等功能。通过 I2S 与 I2C 总线与 ESP32-S31 芯片连接，为音频应用提供独立于应用软件的硬件音频处理。 |
| 14 | Reset Button（Reset 键） | 按下该键复位 ESP32-S31。 |
| 15 | Speaker Output Port（扬声器输出端口） | 用于连接扬声器。最大输出功率可驱动 4 Ω、3 W 扬声器，引脚间距为 1.25 mm（0.08”）。 |
| 16 | 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，可通过 UART 接口或 USB 串口/JTAG 接口下载固件。 |
| 17 | Audio PA Chip （音频功率放大器） | NS4150B 为低 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。 |
| 18 | Ethernet PHY IC | 以太网 PHY 芯片，与 ESP32-S31 的 RGMII 接口及 RJ45 以太网接口连接。 |
| 19 | USB‑to‑UART Bridge（USB 转 UART 桥接器） | 板载单芯片 USB 转 UART 桥接器，与 USB Type-C 转 UART 接口 配合，用于向开发板供电、烧录固件以及通过串口与 ESP32-S31 芯片通信。 |
| 20 | Switch (开关) | TPS2051C 为 USB 电源开关，提供 500 mA 输出电流限制。 |
三、 硬件参考 – 引脚映射表 (J2)
| 序号 | 名称 | 类型 | 功能 |
|---|---|---|---|
| 1 | G | G | 接地 |
| 2 | G | G | 接地 |
| 3 | TX0 | I/O/T | U0TXD, GPIO58 |
| 4 | RXD | I/O/T | U0RXD, GPIO59 |
| 5 | 61 | I/O/T | BOOT, GPIO61 |
| 6 | 60 | I/O/T | GPIO60 (RGB LED) |
| 7 | 2 | I/O/T | GPIO2 |
| 8 | G | G | 接地 |
| 9 | 0 | I/O/T | GPIO0 |
| 10 | 3 | I/O/T | GPIO3 |
| 11 | 49 | I/O/T | GPIO49 |
| 12 | 1 | I/O/T | GPIO1 |
| 13 | 47 | I/O/T | GPIO47 |
| 14 | 48 | I/O/T | GPIO48 |
| 15 | 45 | I/O/T | GPIO45 |
| 16 | 46 | I/O/T | GPIO46 |
| 17 | 43 | I/O/T | GPIO43 |
| 18 | 44 | I/O/T | GPIO44 |
| 19 | 40 | I/O/T | GPIO40 |
| 20 | 42 | I/O/T | GPIO42 |
| 21 | 39 | I/O/T | GPIO39 |
| 22 | 38 | I/O/T | GPIO38 |
| 23 | 37 | I/O/T | GPIO37 |
| 24 | 36 | I/O/T | GPIO36 |
| 25 | 35 | I/O/T | GPIO35 |
| 26 | SDIO (D0) | I/O/T | SDIO_DATA0, GPIO20 |
| 27 | SDIO (D1) | I/O/T | SDIO_DATA1, GPIO21 |
| 28 | SDIO (D2) | I/O/T | SDIO_DATA2, GPIO22 |
| 29 | SDIO (D3) | I/O/T | SDIO_DATA3, GPIO23 |
| 30 | CLK | I/O/T | SDIO_CLK, GPIO24 |
| 31 | CMD | I/O/T | SDIO_CMD, GPIO25 |
| 32 | 4 | I/O/T | GPIO4 |
| 33 | G | G | 接地 |
| 34 | G | G | 接地 |
| 35 | 3V3 | P | 3.3 V 电源 |
| 36 | 3V3 | P | 3.3 V 电源 |
| 37 | G | G | 接地 |
| 38 | G | G | 接地 |
| 39 | 5V | P | 5 V 电源 |
| 40 | 5V | P | 5 V 电源 |
[!NOTE]
P= 电源，I= 输入，O= 输出，T= 可设为高阻，G= 接地。- 用于驱动可寻址 RGB LED（GPIO60）。
四、 开始开发应用
通电前，请确保 ESP32‑S31‑Function‑CoreBoard‑1 完好无损。
必备硬件
- ESP32-S31-Function-CoreBoard-1
- USB 2.0 数据线（标准 A 型转 Type-C 型）
- 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。
硬件设置
使用 USB 数据线将 ESP32-S31-Function-CoreBoard-1 连接到电脑，您可从以下三种供电方式中任选其一给开发板供电：
- USB 转 UART 接口供电或 ESP32-S31 USB 接口供电（选择其一或同时供电），默认供电方式（推荐）
- 5V 和 G (GND) 排针供电
测量电流
开发板上的 J5 排针（见 正面组件介绍图 中的 J5）可用于测量 ESP32-S31-WROOM-3 模组的电流：
- 移除 J5 跳帽：此时开发板上外设与模组电源断开，在 J5 排针处串联电流表后可测量模组电流。
- 安装 J5 跳帽（出厂默认）：开发板恢复正常功能。
五、软件设置
前往 ESP-IDF 快速入门 了解如何配置开发环境并将应用程序烧录至开发板。
[!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 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。
六、 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-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。
- Wi-Fi 音视频示例：提供多种基于 Wi-Fi 的音视频应用示例，便于在项目中集成与验证。
- 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-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。
七、 采购渠道
该开发板有多种型号可供选择。请访问 ESP Product Selector，选择 开发板 标签页，查看所有可选的开发板型号。
八、 相关设计文档与技术参考
请从 ESP32-S31-Function-CoreBoard-1 用户指南下载以下文档：