Перейти к содержанию

ESP32-H2: выводы чипа и GPIO

ESP32-H2 — чип для Zigbee и Thread без Wi-Fi, в корпусе QFN32 4×4 мм с флеш-памятью внутри и 19 выводами общего назначения. Здесь — таблица всех GPIO с функциями и номерами выводов корпуса, какие из них работают в глубоком сне и какие свободны, по даташиту Espressif.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

ESP32-H2 — чип Espressif на одном ядре RISC-V с Bluetooth LE и радио IEEE 802.15.4 для сетей Zigbee и Thread, без Wi-Fi. Он выпускается в корпусе QFN32 размером 4×4 мм с флеш-памятью 2 МБ (ESP32-H2FH2S) или 4 МБ (FH4S) внутри; выводы памяти наружу не выведены, и все 19 GPIO доступны схеме. Сравнение с другими чипами — на странице «ESP32 и другие чипы Espressif».

У каждого вывода есть прямые функции IO MUX — JTAG, UART0, шина SPI2, — а почти любой сигнал периферии можно вывести на любой GPIO через матрицу GPIO. По поведению во сне выводы делятся на две группы: цифровые GPIO0–5 и GPIO22–27 в глубоком сне не работают, а выводы LP, GPIO8–14, работают в любом режиме.

Какие выводы свободны

Даташит ESP32-H2 советует в первую очередь брать выводы без особых функций, а выводы strapping, USB, JTAG и UART — только если первых не хватает:

ГруппаВыводыЧисло
СвободныеGPIO0, GPIO1, GPIO10, GPIO11, GPIO12, GPIO13, GPIO14, GPIO228
С оговоркамиGPIO2, GPIO3, GPIO4, GPIO5, GPIO8, GPIO9, GPIO23, GPIO24, GPIO25, GPIO26, GPIO2711

С оговорками — это выводы с особой ролью:

  • GPIO8, GPIO9, GPIO25 — strapping-выводы: режим загрузки и источник JTAG.
  • GPIO2–5 — JTAG (MTMS, MTDO, MTCK, MTDI); их можно освободить, отлаживая чип через USB Serial/JTAG.
  • GPIO23 и GPIO24 — UART0: прошивка и сообщения загрузчика.
  • GPIO26 и GPIO27 — USB D− и D+, по умолчанию у контроллера USB Serial/JTAG.

Таблица выводов

В таблице — все GPIO, номер вывода корпуса и, если вывод называется не GPIOn, его имя в даташите. Каналы АЦП и выводы LP сверены с заголовками ESP-IDF.

GPIOВывод QFN32Аналог и LPФункции IO MUXИспользование
GPIO03—FSPIQсвободен
GPIO14ADC1_CH0FSPICS0свободен
GPIO2 (MTMS)5ADC1_CH1MTMS, FSPIWPс оговорками — JTAG MTMS
GPIO3 (MTDO)6ADC1_CH2MTDO, FSPIHDс оговорками — JTAG MTDO
GPIO4 (MTCK)7ADC1_CH3MTCK, FSPICLKс оговорками — JTAG MTCK
GPIO5 (MTDI)8ADC1_CH4MTDI, FSPIDс оговорками — JTAG MTDI
GPIO810LP-вывод—с оговорками — strapping-вывод, для загрузки через USB или UART должен быть 1; управляет сообщениями загрузчика в UART0
GPIO911LP-вывод—с оговорками — strapping-вывод, режим загрузки: 0 при сбросе — загрузка прошивки
GPIO1012ZCD0, LP-вывод—свободен
GPIO1113ZCD1, LP-вывод—свободен
GPIO1214LP-вывод—свободен
GPIO13 (XTAL_32K_P)15XTAL_32K_P, LP-вывод—свободен — кварц 32 кГц, если он подключён
GPIO14 (XTAL_32K_N)16XTAL_32K_N, LP-вывод—свободен — кварц 32 кГц, если он подключён
GPIO2221——свободен
GPIO23 (U0RXD)22—U0RXD, FSPICS1с оговорками — UART0 RX: прошивка через UART
GPIO24 (U0TXD)23—U0TXD, FSPICS2с оговорками — UART0 TX: сообщения загрузчика и прошивка
GPIO2524—FSPICS3с оговорками — strapping-вывод, источник сигналов JTAG, если это разрешено битами eFuse; подтяжки нет
GPIO2625USB_D-FSPICS4с оговорками — USB D−, по умолчанию у USB Serial/JTAG
GPIO2726USB_D+FSPICS5с оговорками — USB D+, по умолчанию у USB Serial/JTAG

На GPIO10 и GPIO11 есть аналоговая функция ZCD0 и ZCD1 — по даташиту это интерфейс компаратора напряжения на выводе.

Strapping-выводы

Три вывода при сбросе читаются как перемычки настройки, а после сброса работают как обычные GPIO. Уровни нужно удерживать не меньше 3 мс после появления высокого уровня на CHIP_EN:

ВыводПо умолчаниюЧто задаёт
GPIO9подтяжка вверх, 11 — запуск программы, 0 — загрузка прошивки через USB или UART
GPIO8без подтяжкидля загрузки прошивки должен быть 1; вместе с eFuse управляет сообщениями загрузчика в UART0
GPIO25без подтяжкиисточник сигналов JTAG, если это разрешено битами eFuse

Подробнее — на странице «Strapping-выводы ESP32».

Питание выводов и токи

GPIO0–5 и GPIO8–11 питаются от шины VDDPST1, GPIO12–14 — от VDDA_PMU или VBAT, GPIO22–27 — от VDDPST2. Вывод VBAT даташит описывает как питание аналогового домена или от батареи. Рекомендованное напряжение всех шин — 3,0–3,6 В. Высокий уровень на входе — от 0,75 VDD, низкий — до 0,25 VDD, выше VDD + 0,3 В подавать нельзя. Внутренние подтяжки — около 45 кОм.

Сила выхода по умолчанию — 20 мА, у GPIO26 и GPIO27 — 40 мА. При наибольшей силе вывод отдаёт около 40 мА при напряжении не ниже 2,64 В и принимает около 28 мА при 0,495 В. Предельный суммарный выходной ток всех выводов — 1,3 А.

АЦП

У ESP32-H2 пять каналов АЦП: ADC1_CH0–4 на GPIO1–5. После калибровки погрешность составляет ±7 мВ в диапазоне 0–1000 мВ, ±8 мВ до 1300 мВ, ±12 мВ до 1900 мВ и ±23 мВ до 3300 мВ при наибольшем ослаблении. Эти цифры относятся к чипам с кодом даты не раньше 342023 на экране или 2334 на этикетке; для более ранних даташит предлагает запросить данные у Espressif.

Как выводы чипа разведены на модуле — на странице «ESP32-H2-MINI-1: выводы модуля». Выводы других чипов — на страницах ESP32, ESP32-S3, ESP32-C3 и ESP32-C6.

Частые вопросы

Какие GPIO ESP32-H2 можно использовать без ограничений?

Восемь: GPIO0, 1, 10, 11, 12, 13, 14 и 22; GPIO13 и GPIO14 заняты, если подключён кварц 32 кГц. Остальные 11 — это strapping-выводы GPIO8, 9, 25, JTAG на GPIO2–5, UART0 на GPIO23 и 24 и USB на GPIO26 и 27: их можно занять, учитывая их роль.

Какие выводы ESP32-H2 работают в глубоком сне?

Только выводы LP — GPIO8–14: по даташиту они работают в любом режиме чипа. Цифровые выводы GPIO0–5 и GPIO22–27 в глубоком сне не работают, а в лёгком — только если не отключён их домен питания. Кнопку или датчик, который должен будить чип, подключают к GPIO8–14.

Есть ли у ESP32-H2 Wi-Fi?

Нет. У ESP32-H2 только Bluetooth LE и радио IEEE 802.15.4, на котором работают Zigbee и Thread. Если нужен ещё и Wi-Fi, подходят ESP32-C6 или ESP32-C5 — у них все три вида радио.

Сколько каналов АЦП у ESP32-H2?

Пять: ADC1_CH0–4 на GPIO1–5. Четыре из них, GPIO2–5, — выводы JTAG, поэтому для измерений без конфликтов остаётся GPIO1, а остальные освобождают, если отлаживают чип через USB. После калибровки погрешность — от ±7 мВ в диапазоне до 1000 мВ до ±23 мВ в диапазоне до 3300 мВ.

Источники

  1. Espressif. ESP32-H2 Series Datasheet, v1.3 — титул — одно ядро RISC-V, Bluetooth LE и IEEE 802.15.4, флеш-память 3,3 В в корпусе, 19 GPIO, QFN32 4×4 мм; табл. 1-1 — ESP32-H2FH2S и FH4S, флеш-память 2 и 4 МБ, её выводы наружу не выведены; разд. 2.2 — цифровые выводы GPIO0–5 и 22–27 в глубоком сне не работают, выводы LP GPIO8–14 работают в любом режиме; табл. 2-1 — номера выводов и домены VDDPST1, VDDA_PMU/VBAT, VDDPST2 (эталон тестов), сила выхода 20 мА, у GPIO26 и 27 — 40 мА; табл. 2-3 — функции IO MUX; табл. 2-5 — АЦП на GPIO1–5, компаратор ZCD0/1 на GPIO10/11, кварц 32 кГц, USB; разд. 2.3.3 — выводы с важными функциями: strapping, USB, JTAG, UART; разд. 3, табл. 3-1, 3-3, 3-6 — strapping-выводы GPIO8, 9, 25, удержание уровней 3 мс; табл. 5-1–5-4 — питание 3,0–3,6 В, суммарный выходной ток до 1,3 А, VIH 0,75 VDD, VIL 0,25 VDD, подтяжки 45 кОм, IOH 40 мА и IOL 28 мА; табл. 5-6 — погрешность АЦП после калибровки
  2. Espressif. ESP-IDF v5.4.1: soc/esp32h2/include/soc/adc_channel.h и rtc_io_channel.h (Apache-2.0) — каналы ADC1_CH0–4 на GPIO1–5, выводы RTC IO на GPIO7–14 (GPIO7 на корпус не выведен) — сверка с таблицей 2-5 и разделом 2.2 даташита

Нашли ошибку?

Смотрите также