ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 多媒体开发板用户指南
ESP32-S31-Korvo-1 是一款面向智能音频与人机交互 (HMI) 应用的多媒体开发板，搭载 ESP32-S31-WROOM-3 模组，配备双麦克风阵列、扬声器输出和 microSD 卡槽，支持语音识别与语音唤醒，并可连接 4.3 英寸 LCD 子板和 DVP 摄像头。本文档介绍 V1.1 版本。
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
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 | USB Type-C Port (Power)（USB Type-C 供电接口） | 仅作开发板的供电接口，无数据通信。 |
| 2 | USB Type-C Port (UART)（USB Type-C 转 UART 接口） | 可用作开发板的供电接口，可烧录固件至芯片，也可作为通信接口，通过板载 USB 转 UART 桥接器与 ESP32-S31 芯片通信。 |
| 3 | USB-to-UART Bridge（USB 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 | Power Switch（电源开关） | 电源开关。拨向 ON 一侧，开发板连接 5 V 电源上电；拨离 ON 一侧，开发板断开 5 V 电源掉电。 |
| 5 | USB2.0 Type-A Port（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，支持 USB 2.0 标准。通过该接口进行 USB 通信时，ESP32-S31 作为 USB Host 与其它 USB 设备连接，对外提供最高 500 mA 电流。 |
| 6 | Buck Converter（降压转换器） | 用于 3.3 V 电源的降压型 DC-DC 转换器，为系统 3.3 V 供电。 |
| 7 | 5 V Power-on LED（5 V 电源指示灯） | 开发板连接 USB 电源后，该指示灯亮起。 |
| 8 | Switch（开关） | TPS2051C 是一款 USB 电源开关，提供 500 mA 输出电流限制。 |
| 9 | Right Speaker Output Port（右声道扬声器输出端口） | 该输出端口用于连接右声道扬声器。最高输出功率可驱动 4 Ω、3 W 扬声器，引脚间距为 2.00 mm (0.08”)。 |
| 10 | Right Microphone（右侧模拟麦克风） | 右侧板载麦克风，连接至 Audio Codec Chip 接口。 |
| 11 | 5 V to 3.3 V LDO（5 V 转 3.3 V LDO） | 电源转换器，输入 5 V，输出 3.3 V，为音频电路供电。 |
| 12 | Right Audio PA Chip（右声道音频功率放大器） | NS4150B 是一款低 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。 |
| 13 | Function Buttons（功能按键） | 四个按键，分别为 PLAY、SET、VOL- 和 VOL+，与 ESP32-S31-WROOM-3 模组连接，借助该 UI 和专用的 API 可以开发和测试音频应用程序。 |
| 14 | Audio Codec Chip（音频编解码芯片） | 音频编解码器芯片 ES8389 是一种低功耗双声道音频编解码器，包含双通道 ADC、双通道 DAC、低噪声前置放大器、耳机驱动器、数字音效、模拟混音和增益功能。它通过 I2S 和 I2C 总线与 ESP32-S31 芯片连接，以提供独立于音频应用程序的硬件音频处理。 |
| 15 | Left Audio PA Chip（左声道音频功率放大器） | NS4150B 是一款低 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。 |
| 16 | Left Microphone（左侧模拟麦克风） | 左侧板载麦克风，连接至 Audio Codec Chip 接口。 |
| 17 | Left Speaker Output Port（左声道扬声器输出端口） | 该输出端口用于连接左声道扬声器。最高输出功率可驱动 4 Ω、3 W 扬声器，引脚间距为 2.00 mm (0.08”)。 |
| 18 | RGB LED | 可寻址 RGB 发光二极管，由 GPIO8 驱动。 |
| 19 | 3.3 V to 1.8 V LDO (NC)（3.3 V 转 1.8 V LDO，默认不上件） | 电源转换器，输入 3.3 V，输出 1.8 V，为 1.8 V SPI NAND flash 供电，默认不上件。 |
| 20 | SPI NAND Flash (NC)（默认不上件） | 四线 SPI NAND flash，与 microSD 卡复用 ESP32-S31-WROOM-3 信号线，默认不上件。 |
| 21 | LCD Connector（LCD 子板连接器） | 通过连接器连接 LCD 子板。 |
| 22 | ESP32-S31-WROOM-3 模组 | ESP32-S31-WROOM-3 是通用型模组，支持 2.4 GHz Wi-Fi 6、蓝牙 5.4、经典蓝牙和 IEEE 802.15.4（Zigbee 3.0 和 Thread 1.4）。该模组内置 ESP32-S31 芯片，配置 16 MB SPI flash，同时芯片内置 16 MB PSRAM。ESP32-S31-WROOM-3 采用板载 PCB 天线。 |
| 23 | microSD Card Slot（microSD 卡槽） | 本开发板支持 4-bit 模式的 microSD 卡，可以存储或播放 microSD 卡中的音频文件。支持 SDIO 3.0 协议。 |
| 24 | 3.3 V to 2.8 V LDO（3.3 V 转 2.8 V LDO） | 电源转换器，输入 3.3 V，输出 2.8 V，为外接摄像头模组供电。 |
| 25 | 3.3 V to 1.5 V LDO（3.3 V 转 1.5 V LDO） | 电源转换器，输入 3.3 V，输出 1.5 V，为外接摄像头模组供电。 |
| 26 | Camera Connector（摄像头连接器） | 通过连接器外接摄像头模组至开发板，实现图像传输。 |
| 27 | Reset Button（Reset 键） | 复位按键。 |
| 28 | 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，通过串口下载固件。 |
2. 开发板可选配件
ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 的包装内可能附带下列可选配件；主板与配件亦支持单独选购，包括：
- LCD 子板：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：
- 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。
- 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_MCLK | GPIO2 | 主时钟信号线 |
| I2S_SCLK | GPIO3 | 串行时钟信号线 | |
| I2S_LRCLK | GPIO4 | 帧时钟（左右声道选择） | |
| I2S_DSIN | GPIO5 | 音频输入数据线（ADC 录音） | |
| I2S_SDOUT | GPIO6 | 音频输出数据线（DAC 播音） | |
| 音频 I2C 通信 | I2C_SDA | GPIO0 | 音频 Codec ES8389 的配置数据线 |
| I2C_SCL | GPIO1 | 音频 Codec ES8389 的配置时钟线 | |
| 系统交互 & 指示 | PA_CTRL | GPIO7 | 左右声道功放芯片的使能控制引脚 |
| WS2812_CTRL | GPIO37 | 可寻址 RGB LED 控制信号线 | |
| ADC BUTTON | GPIO42 | 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 | U0TXD | GPIO58 | UART0 发送端（连至 Type-C UART 桥接器） |
| U0RXD | GPIO59 | UART0 接收端（连至 Type-C UART 桥接器） | |
| SD 卡 / NAND Flash | 4-bit SDIO 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。 |
| Camera（摄像头） | 8-bit DVP 接口 | GPIO47 ~ GPIO57 | 用于连接 OV3660 摄像头模组 |
| LCD（显示屏） | 16-bit RGB 接口 | GPIO8 ~ GPIO19 & GPIO33 ~ GPIO36 ; GPIO38 & GPIO40 & GPIO43 ~ GPIO45 & GPIO60 ~ GPIO61 | 用于连接 ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB3 子板 |
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
- 连接扬声器至 扬声器输出 端口。
- 插入 USB 数据线，分别连接 PC 与开发板的两个 USB 端口。
- 打开 电源开关。
- 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：
- 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。
- 按住板载
- 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。
- 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
六、 软件开发与板级支持
1. 软件开发环境
- 推荐使用最新的 ESP-IDF Master(v6.1) 及以上版本 快速部署开发环境： ESP-IDF 快速入门指南
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：
- GUI 人机交互开发：ESP-Brookesia (AIoT 智能屏显框架)
- 音频与多媒体系统：ESP-GMF (乐鑫通用多媒体框架)
- 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。
- 视频流与摄像头应用：ESP Video Components (视频流处理)
- 智能 Matter 生态：ESP-Matter (通过 Matter 与 Thread 协议构建智能设备)
七、 采购通道与官方渠道
- 零售订单（样品购买）：前往 乐鑫官方购买样品通道 购买。
- 大批量订单（商务集成）：前往 乐鑫官方联系商务渠道 进行业务洽谈。
八、 相关设计文档与技术参考
请从 ESP32-S31-Korvo-1 用户指南下载以下文档：
- 电路原理图：ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 原理图 (PDF)
- PCB 布局图：ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 PCB 布局图 (PDF)
- 外形结构尺寸图：ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 尺寸图 (PDF)
- 尺寸图 CAD 源文件：ESP32-S31-Korvo-1 V1.1 尺寸图 CAD 源文件 (DXF) (可使用 Autodesk Viewer 免费在线查看)