IOX-77 是一款基于 ESP32-C3-MINI-1-N4 的开发板,其 GPIO (通用输入/输出) 数量远超典型的 ESP32 开发板。主控 ESP32 内核通过 I2C 协议与 5 个低成本的 RISC-V 架构 MCU (5颗 CH32V003) 进行通信。通过这种方式,每颗 CH32 额外增加了 14 个 GPIO。它是一款升级版的 ESP32 开发板,汇集了 ESP32 的计算能力与所有 CH32 提供的海量 GPIO。
该开发板的 IO 数量比 Arduino Mega 更多,同时价格更低、尺寸更小,并具备 WiFi / 蓝牙功能。
与普通的 GPIO 扩展器不同,每颗 CH32V003 都可以被单独编程,与 ESP32 并行执行特定任务。(CH32V003 拥有 16KB 的闪存)。这就像一个六核配置:6个任务可以同时运行!ESP32 和 5 颗 CH32V003 均在 3.3V 电压下运行,但在 75 个可用 GPIO 中,有 10 个是 5.0V 耐压的。
通过两个 2×25 排、1.27mm 间距的排针座,扩展板 (shields) 可以轻松地插接到 IOX-77 上 (当然,这需要使用带有正确 1.27mm 间距 2×25 公头排针的定制扩展板)。模块也可以通过 I2C 或 UART 连接到该开发板 (一个 6P 0.5mm 间距的 FPC 接口专用于这些协议)。此外,一个 40 针的 FPC 接口是访问部分 GPIO 的另一种方式。
主要特性:
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主核心:ESP32-C3
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协处理器:5 颗 CH32V003 MCU
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工作电压 3.3V,其中 10 个 GPIO 为 5V 耐压
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共 75 个可用 GPIO
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USB-C 接口,用于编程与供电
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开发板尺寸小巧:71mm x 42mm (比 Arduino® UNO 略长,但远小于 Arduino® MEGA)
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具备 WiFi / 蓝牙功能
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板载 3.3V LDO 稳压器 [TLV75733PDBVR],最高支持 1A 电流,输入电压 4V – 5.5V
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多种供电方式:USB-C 5V 输入、可焊接的 +5V 或 +3.3V 输入焊盘、排针上的电源引脚 (可通过扩展板为开发板供电)
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所有引脚(GPIO、电源引脚、UART、I²C、ESP32 的 ENABLE 和 BOOT 引脚)均通过两个 2×25 1.27mm 间距的母头排针引出
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40P 0.5mm 间距 FPC 连接器:用于访问 32 个 GPIO (来自 CH32),并提供 GND 和 +3.3V 引脚
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6P 0.5mm 间距 FPC 连接器:提供 I²C、UART、GND 和 +3.3V 引脚
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2×8 标准 2.54mm 间距公头排针:用于快速原型开发,包含 2x +3.3V、1x +5V、2x GND、TX 和 RX (ESP32)、SCL 和 SDA、EN 引脚 (ESP32)、2x GPIO (ESP32)、2x 模拟引脚以及 2x 5V 耐压 IO 引脚 (来自 CH32V003 MCU #D)
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8P 0.5mm 间距 FPC 连接器:用于对 5 颗 CH32V003 进行编程。每颗 MCU 都有一个 SWIO 引脚。所有 CH32 都可以通过专用编程器 (WCH link-E) 逐一编程
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每颗 CH32 的 NRST (复位) 引脚都由 ESP32 控制。这有两个目的:
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如果某颗 CH32 无响应 (例如 ESP32 无法通过 I²C 与其通信),ESP32 可以重启这颗故障的 MCU。
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当开发板进入低功耗模式且不需要 CH32V003 工作时,I²C 主机 (ESP32) 可以请求它们进入睡眠模式 (每颗 CH32V003 在睡眠模式下仅消耗几微安电流)。当 ESP32 再次需要它们时,只需拉低 NRST 引脚即可将其复位。
最终代码现已发布,并提供了适用于 ESP32 的 Arduino 库。适用于 ESP32-C3 的 Arduino® 库 IOX.h 使该开发板的使用变得非常简单,可以像控制其他任何开发板一样控制“外部”GPIO(通过处理与5颗CH32的I2C通信),使用 pinMode()、digitalWrite()、digitalRead()、analogRead()、analogWrite() 等标准函数。CH32 可以使用 MounRiver Studio 进行编程,尽管我已经提供了一个即用型软件,让 CH32 作为智能 GPIO 扩展器工作,但该设计的主要优势在于能够在 CH32 上运行自定义软件和宏,从而将主 MCU (ESP32) 从某些任务中解放出来。
当前,每颗 CH32 的代码约占用 51% 的 RAM 和 44% 的闪存 (FLASH),这为用户留下了足够的空间来实现自定义宏。这些宏可以在 CH32 上运行,而 ESP32 则可以处理更重要的事务。
Github开源网址:https://github.com/Dieu-de-l-elec/IOX-77-Devboard
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