ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 多媒体开发板用户指南

ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 是一款基于 ESP32-S31 芯片、搭载 ESP32-S31-WROOM-3 模组的多媒体开发板。它配备了双麦克风阵列，支持语音识别和近/远场语音唤醒，集成 LCD、摄像头、microSD 卡等丰富外设，支持基于 JPEG 的视频流处理，完美适用于低成本、低功耗的智能音箱、音视频流媒体传输以及人机交互（HUI）图形界面产品的快速开发。

ESP32-S31-Korvo-1 V1.1（板载 ESP32-S31-WROOM-3 模组）
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ESP32-S31-Korvo-1 V1.1（板载 ESP32-S31-WROOM-3 模组）

[!NOTE] ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 主板可与 LCD 扩展板搭配使用。

一、 开发板正面外观与核心组件

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ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 主要组件分布（点击放大）

1. 核心硬件组件列表

以下为开发板上的主要硬件组件介绍：

组件编号核心硬件组件功能介绍
1 / 2双 USB Type-C 接口Power 端口：仅限 5 V 电源输入供电，无数据通信；UART 端口：兼顾 5 V 供电、固件烧录与最高 3 Mbps 串口调试通信。
3USB 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电源开关ON 侧为上电，相反侧为完全掉电。
5USB 2.0 Type-A 接口连接 ESP32-S31 的内置 USB OTG HS 接口。作 USB 主机（Host）使用时，可对外输出最高 500 mA 电流。
6降压转换器 (Buck)降压型 DC-DC 转换器，为系统 3.3 V 供电。
75 V 电源指示灯开发板连接 USB 电源后，该指示灯亮起。
8USB 电源开关提供 500 mA 输出电流限制保护。
9 / 17左右声道喇叭接口2.00 mm 间距端子，支持直连 4 Ω、3 W 的扬声器进行双声道输出。
10 / 16双模拟麦克风阵列左右对称排布的板载高灵敏度模拟麦克风，连接至音频编解码芯片接口。
115 V 转 3.3 V LDO电源转换器，输出 3.3 V，专为音频电路独立供电。
12 / 15双通道 D 类音频功放搭载两颗 NS4150B（3 W 单声道 D 类音频功放），用于放大音频信号以驱动扬声器。
13四向功能按键包括 PLAY、SET、VOL- 和 VOL+，连至主模组，用于播控交互。
14音频编解码芯片 (Codec)ES8389 低功耗双声卡芯片，支持双通道 ADC/DAC、模拟混音等硬件音频处理，通过 I2S 和 I2C 总线连接。
18可寻址 RGB LED板载单颗 WS2812 发光二极管，由 GPIO37 信号驱动。
21LCD 子板接口预留接口，用于外接 LCD 屏幕扩展板。
22ESP32-S31-WROOM-3 模组搭载乐鑫通用模组，内置 16 MB Flash + 16 MB PSRAM，支持 2.4 GHz Wi-Fi 6、蓝牙 5.4、经典蓝牙和 IEEE 802.15.4（Zigbee / Thread）。
23microSD 卡槽支持 4-bit SDIO 3.0 模式，用于存储或读取播放大容量本地音频文件。
24 / 25摄像头低压差 LDO提供 2.8 V 和 1.5 V 稳定输出，为外接摄像头模组供电。
26Camera 摄像头接口支持通过连接器外接摄像头模组，实现图像传输。
27 / 28Reset / Boot 系统按键用于系统复位和下载模式切换。

2. 开发板可选配件

ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 包装内可能附带以下配件（支持单独选购）：

  • LCD 扩展板：ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB3
  • 摄像头模组：OV3660 摄像头模组

二、 电源供电说明

为确保开发板在多媒体高负荷状态下稳定运行，电源系统具有以下设计特点：

  1. 大功率供电需求：
    • 两个 Type-C 端口均支持供电。
    • 重要提示：当同时外接大功率双喇叭（2x 3W）以及 USB Type-A 口对外输出供电时，必须确保主 USB 供电线及适配器能稳定提供 5 V、3 A 以上电流。
  2. 音频独立 LDO 供电：
    • 主板搭载了独立的音频 5 V 转 3.3 V 线性稳压器（LDO），将音频模拟电路的电源与系统数字电路进行物理隔离，最大程度降低数字物理噪声对音频拾音/放音品质的干扰。

三、 核心 GPIO 引脚分配表

以下是开发板核心多媒体外设与 ESP32-S31-WROOM-3 模组的物理引脚映射关系：

外设分类引脚名称/功能对应芯片 GPIO 管脚硬件说明
音频 I2S 控制I2S_MCLKGPIO2主时钟信号线
I2S_SCLKGPIO3串行时钟信号线
I2S_LRCLKGPIO4帧时钟（左右声道选择）
I2S_DSINGPIO5音频输入数据线（ADC 录音）
I2S_SDOUTGPIO6音频输出数据线（DAC 播音）
音频 I2C 通信I2C_SDAGPIO0音频 Codec ES8389 的配置数据线
I2C_SCLGPIO1音频 Codec ES8389 的配置时钟线
系统交互 & 指示PA_CTRLGPIO7左右声道功放芯片的使能控制引脚
WS2812_CTRLGPIO37可寻址 RGB LED 控制信号线
ADC BUTTONGPIO42按键检测脚（PLAY/SET/VOL-/VOL+ 采用电阻分压式 ADC 采样检测）
调试串口U0TXDGPIO58UART0 发送端（连至 Type-C UART 桥接器）
U0RXDGPIO59UART0 接收端（连至 Type-C UART 桥接器）
SD 卡 / NAND FlashSDIO 4-bit 接口GPIO20 ~ GPIO25默认连接 microSD 卡槽。如需改用 SPI NAND Flash，需改焊主板背面零欧姆电阻。

四、 开始开发应用

通电前，请确保开发板完好无损。

1. 必备硬件

  • ESP32-S31-Korvo-1 V1.1
  • 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）

[!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。

2. 可选硬件

  • microSD 卡

3. 硬件设置

  1. 连接扬声器至 扬声器输出 端口。
  2. 插入 USB 数据线，分别连接 PC 与开发板的两个 USB 端口。
  3. 打开 电源开关。
  4. 此时，红色电源指示灯应亮起。

五、 固件下载与烧录机制

您可以通过以下两种方式使 ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 进入下载模式：

  1. 手动按键下载：
    • 按住板载 Boot 键不放。
    • 按一下 Reset 键并松开。
    • 最后松开 Boot 键，芯片即进入串口固件下载模式。
  2. 自动触发下载（推荐）：
    • 调试软件可利用板载 USB 转串口桥接芯片输出 of DTR 和 RTS 硬件流控信号，直接自动控制芯片的 EN (CHIP_PU) 与 IO0 (Boot) 引脚状态。
    • 编译完成后，直接在 IDE 中点击下载，系统会自动复位并握手烧录，无需任何人工按键操作。

六、 软件开发与板级支持

1. 软件开发环境

2. 乐鑫板级外设管理组件 (esp_board_manager)

  • 为了简化多媒体驱动的繁琐性，乐鑫官方在组件注册表上提供了 esp_board_manager 开源依赖项。
  • 它可以帮助开发者用极简的几行 API 自动完成板载 Codec、麦克风、按键、RGB 指示灯及 LCD / 摄像头的初始化配置。
  • 访问 ESP Component Registry 搜索并依赖本板级管理组件

3. 多媒体生态高级开发框架

除了基础 ESP-IDF 外，本板还支持以下强大的高级开源框架，提供更多灵活选择：

七、 采购通道与官方渠道

八、 相关设计文档与技术参考

请前往 esp-dev-kits 官方 HTML 文档网页版本 下载或查阅以下硬件设计图纸：