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关键词：ESP-NOW，运动按钮，MCU开发板

物联网应用急促发展, 市场需要一种高效、低成本的解决方案, 本期将为你详细探讨ESP-NOW技术在物联网应用中的应用,包括其技术特点、适用场景以及如何利用它实现多设备之间的高效无线通讯。

本系列第三集，依然是我们的老朋友DFRobot 高级工程师夏青（Rockets Xia）给大家带来：《深度应用：ESP-NOW技术介绍和应用》

主讲嘉宾：

夏青经常活跃于国内外创客社区。从2008起开始致力推广创客文化，促进创客运动在中国的发展，2010年与中国创客教父李大维等打造国内首个创客空间——新车间。2013年在DFRobot和浦软集团的支持下建设蘑菇云创客空间。作为蘑菇云创客空间共同创始人，经常鼓励和推动社区创客项目的推进。作为DFRobot高级工程师，积极致力于推动人工智能、物联网等先进技术在创客及创客教育领域的落地和推广。

本期视频首先介绍了ESP-NOW，这是一种由乐鑫公司定义的无连接WiFi通信协议，类似于低功耗的2.4GHz无线连接。ESP-NOW在通信前需要对设备进行配对，配对完成后连接是安全、点对点且持久的，适合于多设备的低功耗低延迟数据传输。但同时也与传统WiFi不同，ESP-NOW不需要路由器或接入点，而是通过设备MAC地址进行识别和通讯。

接下来，我们来看一看由 DFRobot 提供的 Beetle ESP32-C3。它不仅支持 ESP-NOW 通信，还具备低功耗和小尺寸的优势。

Beetle ESP32-C3 在仅有硬币大小的体积上，引出了多达 13 个 I/O 口，同时主控板还集成锂电池充电管理功能，可以直接连接锂电池，不需要外围模块。

Beetle ESP32-C3 配套的扩展板在未增加太大体积的情况下，引出了更多的接口，在制作项目时焊接更加方便。板载的GDI显示屏接口，解决使用屏幕时的接线烦恼。Beetle ESP32-C3 支持Wi-Fi和Bluetooth 5 (LE)双模通讯，并且拥有详细的示例教程，通过教程可以轻松地使用控制器的无线功能，连接物联网平台。

DFRobot 的 Beetle 系列开发板以其小巧且功能强大的设计着称，非常适合空间有限的项目。无论在性能还是灵活性方面，相信它们都能够完美满足大家的需求。

接下来介绍基于Beetle ESP32-C3开发板的运动按钮项目。Beetle ESP32-C3具有小尺寸、低功耗、支持WiFi和蓝牙等优点, 非常适合该项目。项目包括4个运动按钮、WS2812灯带、蜂鸣器等组件，通过ESP-NOW实现设备间的同步和交互。项目设计了3种游戏模式: 打地鼠、接力和击鼓传花, 可以用于多人游戏或智能家居控制等应用场景。

硬件组装完成后，进入编程环节。首先我们将使用 Arduino IDE 来编写和上传代码。如果你习惯使用其他编程环境，也可以选择自己熟悉的工具和代码。选取 Arduino 中的 ESP-NOW 的示例代码，我们来看看 ESP-NOW 的能力到底怎么样。

上传烧录以后我们就可以看到，发射和接收信息的延时是 2~4 ms 左右，单向传播的延时约为 2 ms 左右，相当于 1/100 秒，速度非常快。

确保每个设备都能正常识别和通信后，接下来就可以进入下一步的功能实现。为了方便大家理解，这里用脑图的方式将程序结构做了梳理，供大家参考。

现在和大家简单说下游戏规则的设置。在现有的程序里预设了三个模式，可以用短按来选择，长按 3 秒来确认选择。需要切换的时候，随时可以用长按来进入菜单。

模式 1 是打地鼠模式，这个模式下，我们的程序会随机在 4 个运动按钮上出现红色的信号，需要在最短时间内按下，才能获得成绩。

（图片来源：DFRobot）

模式 2 是接力模式，在这个模式下，每按一次运动按钮上出现绿色按钮，下一个运动按钮就会变成另外一个颜色，也就是说你需要依次按动按钮，这个时候就是接力模式。

（图片来源：DFRobot）

模式 3 是击鼓传花模式，进入此模式时 4 个按钮依次循环亮蓝灯，按下带屏幕的主按钮，此时亮蓝灯的那个按钮，就是被选中的“天之骄钮”了。

（图片来源：DFRobot）

在这个项目中，按钮的状态将通过 ESP-NOW 实时同步到所有设备，LED 和蜂鸣器会根据按钮状态作出相应的反馈。此外，此项目还可以展示不同的游戏模式，比如多人对战或合作模式，让大家看到这个项目在实际应用中的各种可能性和互动方式。

运动按钮项目不仅可以用于简单的游戏和互动，还可以扩展到其他领域，比如智能家居控制器、物联网项目等。欢迎大家发挥创意，探索 ESP-NOW 和 DFRobot 开发板的更多可能性。无论是改进现有项目，还是开发新的应用，这些技术都能为你带来无限的创作空间。

这就是本期视频的所有内容啦，感谢大家观看，希望大家可以从中获得有用的信息和灵感。下一期我们会进一步介绍 ESP32 另外一个高阶玩法，《ESP32在边缘计算使用 tinyML 项目的应用》，欢迎大家关注。

本期视频相关资源：

乐鑫社区-着重于技术讨论

https://www.esp32.com/

DFRobot社区-着重于应用分享

https://mc.dfrobot.com.cn/forum-211-1.html

Beetle

DFR0868: 基于ESP32-C3 RISC-V 32位单核处理器芯片的主控板，专为物联网 (IoT) 设备而设计。

FIT0612: 炫彩 WS2812 RGB LED可剪裁黑色灯带。

DFR0032: Gravity: 数字蜂鸣器模块。

DFR0468: HT1632C LED 阵列 Opto FireBeetle 平台评估扩展板。

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关键词：MCU，电气化应用，三相电机，BMS

NXP 的 S32K39/37 MCU 图片NXP 的 S32K39/37 是一款专为满足电动汽车 (EV) 牵引逆变器控制需求而设计的器件，集性能、集成度、网络、安全性和功能安全功能于一身。

它具有足够的计算机能力来支持由超过 200 kHz 控制环路控制的一个六相或两个三相电机，同时承载 AI/ML 算法或其他监控应用。它支持使用时间敏感网络 (TSN) 以太网实现区域车辆架构的远程智能驱动应用。它还通过 ASIL D 软件解析器和模拟集成降低了系统成本。

产品组合的可扩展性和面向未来的特性，如高级安全和软件、工具和第三方开发支持，使开发人员能够将 S32K39/37 系列标准化，用于其终端产品平台，从而最大限度地实现硬件和软件的重复使用。此功能还缩短了这些芯片的上市时间。

S32K37 的高计算机功能非常适合高端电池管理系统 (BMS) 应用。

产品特性

电脑

• 三个 Arm® Cortex®-M7 内核，运行速度为 320 MHz
• 一个锁步核心对
• 两个分锁可配置核心
• 两个运行频率为 320 MHz 的电机控制协处理器（仅限 S32K39）
• 可编程 CoolFlux™ DSP，运行速度为 160 MHz

存储器

• 4 MB 或 6 MB 嵌入式闪存，带 ECC
• 800 KB SRAM

智能计时器

• 两个 eFlexPWM（12 通道）和 NanoEdge（8 通道）
• 一个 eMIOS（24 通道）
• 两个逻辑控制单元 (LCU)

模拟转数字

• 七个 SAR-ADC（69 通道）
• 四个 Σ-Δ ADC
• 两个正弦波发生器 (SWG)
• 两个模拟比较器

通信

• 一个支持 TSN 的以太网接口 (10/100 Mbps)
• 一个 zipwire 高速接口，用于 MCU 之间的内存共享
• 六个 CAN/CAN-FD
• 四个 LIN/UART
• 两个 I2C
• 八通道 FlexIO，可模拟 UART，I2 C、SPI、I2S、SENT 和 PWM 功能
• 六个 SPI

功能安全

• 符合 ISO 26262 标准，达到 ASIL D 等级
• 适用于逆变器应用的环境安全概念
• 硬件故障采集单元
• 安全文档和 SafeAssure 社区支持

安防

• 设计支持 ISO/SAE 21434
• NXP 硬件安全引擎 (HSE_B) 加速对称和非对称加密和哈希
• 最高可达 AES-256、RSA-4096、ECC-521 和 SHA2/3-512
• 安全启动和密钥存储
• 侧信道保护
• 旨在符合 ISO 21434 标准
• HSE 生产用固件

软件

• 适用于 AUTOSAR 和非 AUTOSAR OS 的实时驱动程序 (RTD)，符合 ASIL-D 标准
• 生产用 ASIL-D 软件解析器和检查器
• DSP 的 SAR ADC 固件
• 安全固件

温度和封装

• -40°C 至 +125°C (TJ=+150°C)
• 289 MAPBGA（14 毫米 x 14 毫米 x 1.37 毫米，间距 0.8 毫米）
• 176 LQFP-EP（24 mm x 24 mm x 1.5 mm、间距 0.5 mm pitch）

适用范围

• BMS
• EV/HEV 牵引逆变器
• 混合动力汽车 (HEV)

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关键词: MCU，机器学习，ML库，开发平台

问：面向 STM32 开发者的自动化机器学习工具: NanoEdgeAIStudio

NanoEdgeAIStudio 是一项新的机器学习（ML）技术，为开发者提供了特权，他们可以基于最少量的数据创建最优的 ML 库。这是一个基于 PC 的一键式开发平台，可在 Windows、Linux Ubuntu 上运行。

该开发平台可以生成四种类型的库：异常检测库、离群值检测库、分类库和回归库。这些库可以组合和链接以创建完整的边缘 AI 解决方案：异常或离群值检测以检测设备上的问题，分类以识别问题的来源，回归以推断信息并为维护团队提供真实的洞察。

多个传感器可以在单个库中组合，也可以同时使用多个库。这种拓扑结构可以响应各种类型的输入信号，例如振动和压力、声音、磁力、飞行时间等。

学习和推理都通过 NanoEdge™ AI 设备内学习库直接在微控制器内部完成，这简化了边缘 AI 流程，并显著减少了开发工作、成本和因此的上市时间。

所有特性

• 用于设计和生成具有小数据集的 STM32 优化库的桌面工具：

1. 异常检测库（ Anomaly detection libraries）：直接在 STM32 微控制器上学习正常性并实时检测缺陷
2. 单类分类库（ One-class classification libraries）：在设备正常运行期间执行采集并检测任何异常模式偏差
3. N 类分类库（ N-class classification libraries）：实时对信号进行分类
4. 外推库（ Extrapolation libraries）：基于以前从未见过的数据模式预测离散值

• 支持各种物理量的任何类型传感器：多轴加速度、电流、磁场、电压、温度、声压等
• 有数百万种可能的算法可用于在准确性、置信度、推理时间和内存占用方面找到最优库
• 生成占用空间非常小的库，可运行至最小的 Arm® Cortex® M0 微控制器
• 集成工具，例如：

1. 采样查找工具，可轻松选择正确的数据速率和正确的数据长度
2. 数据记录器生成器，只需点击几下即可准备好记录数据
3. 用于数据集的数据操作工具
4. ML 库基准测试，以找到预处理和机器学习模型之间的最佳组合
5. 嵌入式模拟器，可通过连接的 STM32 板或测试数据文件实时测试库性能
6. 推理时间估计，帮助用户为模型选择做出明智的选择
7. 验证工具，以比较 NanoEdge™ 提供的库

有多种基于 STM32 且由 DigiKey 支持 NanoEdgeAI 技术的产品：

SensorTile 无线工业节点开发套件
STWIN.box（STEVAL-STWINBX1）是一个开发套件和参考设计，简化了在物联网环境（如状态监测和预测性维护）中先进工业传感应用的原型设计和测试。

DigiKey 有提供的此开发套件 STEVAL-STWINBX1、STEVAL-STWINKT1B 和 STEVAL-MKBOXPRO。

基于 2.4 GHz STM32WB5MMG 模块的用于状态监测的工业传感器评估套件
STEVAL-PROTEUS1 是一款专为温度和振动监测设计的评估工具。

它基于 2.4 GHz 多协议无线 SoC，用于解决工业应用中的机器或设施状态监测。主板包括 STM32WB5MMG 超低功耗和小尺寸无线射频模块。该模块获得了 FCC 和 IC 认证（FCC ID：YCP-STM32WB5M001 和 IC：8976A-STM32WB5M01）。

STM32U5 系列的物联网节点开发套件
B-U585I-IOT02A 开发套件为 STM32U585AI 微控制器提供了一个完整的演示和开发平台，具有 Arm® Cortex®-M33 内核、Arm® TrustZone® 和 Armv8-M 主线安全扩展、2 兆字节的闪存和 786 千字节的 SRAM，以及智能外设资源。

STM32H747XI MCU 的开发套件
STM32H747I-DISCO 发现套件是 STMicroelectronics STM32H747XIH6 微控制器的完整演示和开发平台，旨在简化用户应用开发。

更多 NanoEdgeAIStudio 支持的 STM32 开发板有：
STM32L562E-DK、B-L475E-IOT01A1、STM32MP157FAC1、STM32MP157FAC1、STM32MP157FAA1、STM32MP157FAB1、STM32MP157F-DK2、STM32MP157C-DK2、STM32MP157AAC3T、STM32MP157AAC3。

更多开发工具相关技术内容, 请参考下面帖子：

• 嵌入式系统中的指令集架构及其选择
• PLC 编程语言介绍 
• 应用新型 32位 MCU 系列进行多电机控制的方案及演示
• Intel EK-10M08E144 MAX ®10评估套件不闪烁 
• Adafruit ESP32 Feather 评估板 5438 和 5400 的区别?

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关键词: 射频, 安装, 同轴电缆，连接器

问：大型天线安装技巧和同轴电缆的连接处理

许多人对无线电、天线和塔台的避雷保护缺乏了解。许多安装人员要么忽视这个问题，要么仅做最少的处理，有时甚至会在安装过程中造成严重问题。以下是一些常见问题的简要讨论。

有多个网站提供了更多关于接地程序和硬件的信息。以下建议由Schneider提供，属于一般性建议。

• 将天线安装在天线杆或塔台上，如果是定向型天线，使用指南针对准主站点。确保夹具与支撑结构的金属部分连接良好，并且夹具紧固而不损坏。
• 使用粗号 LMR-400 同轴电缆 将其连接到天线上，并用黑色（不是白色！）电缆扎带  每隔几英尺固定一次。一些人还会在扎带上缠绕几圈电工胶带或内衬粘合剂的耐紫外线热缩管，以增加太阳光防护。
• 将电缆的 N 型公头连接器连接到天线的 N 型母头连接器上。确保它们正确连接，然后用手拧紧——不要使用扳手，这不必要而且可能损坏连接器。
• 氧气是一种绝缘体，会导致衰减和噪声。使用去氧化剂可能有助于改善连接并延长良好连接的寿命。
• 确保电缆从天线向下延伸，以防止水沿着电缆流入天线内部。同样，确保不要对连接施加拉力。
• 如《密封 RF 连接器》文档所示，用橡胶接头/熔合/密封胶带（硫化胶带）密封连接，并用手挤压成型，然后在上面加一层电工胶带或内衬粘合剂的耐紫外线热缩管。重点是防止水分进入。

注意：如果可能的话，可以在地面上将电缆连接到天线并进行密封，然后再爬上塔或到达天线杆顶部。但要确保不要对连接器施加过大压力（例如，通过让电缆从天线上垂下来）。

• 将长 LMR-400 电缆的 N 型公头连接器连接到防雷/浪涌保护器的 N 型母头连接器上。同样，只需用手紧固。
• 包括一个滴水圈，使水在到达保护器之前从电缆上滴落。
• 用重叠层的橡胶接头（硫化）胶带密封电缆与保护器之间的连接，然后覆盖一层重叠的电工胶带或内衬粘合剂的耐紫外线热缩管。
• 将短的跳线 RF 电缆从防雷保护器（电缆的 N 型公头连接到保护器的 N 型母头）连接到无线电设备。小心地将电缆布置在设备柜中，避免受损。

注意： 无线电设备可能使用几种不同类型的连接器，例如 N 型、TNC 或 SMA。确保你有适合无线电类型的正确跳线电缆。

• 防雷保护器和天线杆或塔台的底部必须接地。这通常需要一个 10 英尺的接地棒或一个埋在几英尺深处的良好接地板。（非常高的塔可能需要更多的接地棒，例如塔周围均匀分布的三个）电缆必须是粗号的（绿色）接地电缆。电缆必须尽可能短且直地从保护器或天线杆/塔台到接地棒。必须避免任何不必要的弯曲。绝对不要将多余的接地电缆盘绕起来，因为这会（以及弯曲）增加雷电高能放电的阻抗。
• 通常情况下，天线本身不需要由安装人员接地。天线通过金属夹安装在金属杆上，必须接地。

更多天线安装和同轴电缆的连接技巧，详情请查看下面帖子：

大型天线安装技巧和同轴电缆的防水处理 

相关产品：

• DigiKey 天线 

更多天线相关技术内容, 请参考下面帖子：

• 适用于 AM / FM 无线电的天线 
• 用于智能工厂的 Molex 天线
• 哪种 CoreHW 天线板更适合我的应用？
• RFID 评估和开发板套件 
• 能否将多个天线芯片连接在一起? 

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关键词: 汽车, 电源管理, 射频, 开关电源, EMC

问：汽车电力应用中，开关电源的开关频率是怎么确定的？如果频率高了，是不是EMC会不好过？

首先这个需要考虑应用场景，不同的应用领域对于EMC的要求不一样的。

在汽车领域，EMC的常规标准是CISPR25,这个标准就规范了不同频段下的EMC指标。现在常规的一个汽车电上用的一个就是400K和2.1M，它主要是为了屏蔽一些AM频段和FM频段，所以说这个基本上都是2.1M或者说400K这样一个选择。不是说它开关频率越高越不好过，比如说在雷达上的应用，它这个时候就比较喜欢用8MHz的一个开关频率，这个高频率不是因为EMC的考虑，主要是为了降低这个开关频率，对于它那个雷达上的一个采样的一个噪音影响。所以它用了一个8M的一个开关频率，所以在考虑EMC的时候，需要对整个系统进行评估。

如果是单个电源，其实400K 或2.1M 都不会有太大问题，但是如果系统上可能不止这一个电源，它会在相同的开关频率上去叠加这个能量，导致EMC不容易过，所以有可能会需要在不同的电源上做一些微调，比如这个开关我在380K，然后另外一个，可能比如说420去做一个分布，或者把展频功能打开，也能去解决这个问题。所以不是开关频率越高越不容易过，主要是看它整个系统里这个能量叠加的那个频段，去规避掉它，就从而降低这个能量的辐射，而且这个标准不一样，可能这个选择的开关频率不一样，因为有车厂，它对于EMC的一个标准，它可能比较偏向于某个频段，要求特别苛刻，那可能就要想办法去规避掉它。

现在目前大部分常规电源，其实400K或2.1M基本上都是能过这些标准的。这个就是一个测试和经验的一个最终解决，而且在layout上设计上，要优化一些电源回路，还有一些电容摆放一定要做的比较好，电源回路做的比较短，从而去优化EMC，其实开关频率只是影响到其中一部分，另外一部分还就是layout去做一些很好的一个优化。所以像ADI的Silent Switcher技术，其实它就已经把一些电容给封装到我们芯片里面，外面其实也就不需要放一些小电容了，同时它也是这样去减少一外围的走线导致的EMC的一些影响。

相关产品:

• LTC3309AEV#TRPBF
• LTC3310SEV#PBF
• LT8609SEV#TRPBF
• LT8627SPJV#TRMPBF

更多电力相关技术内容, 请参考下面帖子：

• 三相系统中的单相故障是什么？
• 使用碳化硅 SiC 到底可以减少节省多少体积？ 
• 为矿业电力供应设计安全可靠的电力系统
• 理解用于先进电力转换系统的 SiC MOSFET 
• 电力工程师何时才能备受尊重？

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关键词：RISC-V，开发板，智能家居，服务机器人，物联网

物联网时代，ESP32 系列芯片大放异彩！想深入了解它们的独特魅力吗？本期将为你详细解读ESP32-C6和ESP32-S3这两款芯片的特性与优势。更有精彩的实际项目展示，带你领略物联网的无限可能。快来一探究竟吧！

本系列第二集，依旧由我们的老朋友，DFRobot 高级工程师夏青（Rockets Xia）给大家带来：《前沿科技：ESP32 C6与S3的物联网创新应用”》。

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https://v.qq.com/x/page/i356570hsrj.html

随着物联网技术的快速发展，最新的通信协议和机器学习能力愈发重要。ESP32系列中的C6和S3是其中的佼佼者。C6拥有强大的无线通信能力，提升了物联网设备的性能；S3则具有强大的机器学习性能，为开发者提供了更多可能性。

本期，我们将深入探讨这两款芯片的特性和优势，并展示它们在实际物联网项目中的创新应用。希望通过本期视频，为大家的项目提供新思路和灵感。

ESP32-C6是一款基于RISC-V的32位处理器高性能芯片，采用RISC-V架构，具备强大的处理能力和灵活的指令集，适用于各种复杂的物联网应用。RISC-V的成本优势也是其显著特点之一。

在无线通信协议方面，ESP32-C6支持2.4GHz Wi-Fi 6协议（802.11ax），向下兼容802.11b/g/n协议，支持上行、下行正交频分多址（OFDMA）接入和下行多用户多输出多输入（MU-MIMO）接入机制，能在拥堵的无线网络环境中实现高效率、低延迟的工作。

ESP32-C6集成了IEEE802.15.4、Wi-Fi和Bluetooth 5（LE）无线连接技术，支持Thread和Zigbee协议，可用于构建Matter Wi-Fi终端设备和Matter Thread终端设备，实现多系统、多平台智能家居设备的无缝通信与协作。此外，将ESP32-C6与其他乐鑫SoC组合，可构建Thread边界路由器、Matter网关和Zigbee网桥等其他Matter解决方案。

在智能家居中，利用ESP32-C6制作的智能Matter网关，智能照明系统可通过Zigbee远程控制灯光开关和亮度调节；智能门锁可通过蓝牙实现安全便捷的开锁操作；环境监测设备能实时监测室内空气质量，并通过Wi-Fi将数据上传至云端进行分析和展示。

ESP32-S3产品资源也十分丰富，它具有双核处理器架构，选用Xtensa®32位LX7双核处理器，主频高达240MHz，相较于ESP32-C6的160MHz主频，提供了更高的计算能力，适合需要并行处理的复杂应用。ESP32还提供了HMI方案，适用于移动智能终端、智能家居中控面板、仪表盘等场景。

此外，ESP32-S3的MCU增加了用于加速神经网络计算和信号处理等工作的向量指令，AI开发者可通过ESP-DSP和ESP-NN库使用这些向量指令，实现高性能的图像识别、语音唤醒和识别等应用。同时，ESP32-S3支持多种外设接口，具有45个可编程的GPIO管脚，可连接更多设备和传感器，因此非常适合应用于服务机器人。

DFRobot的Firebeetle开发板在保留丰富易用接口和充电功能的同时，基于ESP32芯片特性进行了设计。例如，ESP32-S3预留出了摄像头、屏幕等接口，更方便做AI视觉相关项目。此外，ESP32-C6还优化了系统功耗，休眠功耗仅为16μA，并设计了支持太阳能充电等功能。

在此着重介绍两个个社区明星项目，第一个项目是利用Firebeetle 2的ESP32-C6，制作了一盏基于Matter协议的智能LED灯。

第二个项目是利用 Firebeetle2的ESP32-S3 中的 AI 加速功能，实现了摄像头在网页上的实时图像显示以及人脸识别。简单来说，这个人脸识别是通过运行在 MCU 上的处理器完成的本地运算。

通过以上实验项目，直观展示了ESP32-C6和S3在物联网设备中的实际性能和表现，以及DFRobot的Firebeetle开发板在开发项目中的优势和便捷性。随着大语言模型的兴起，ESP32-S3在端侧有更多应用机会，带来更多机遇。

同样，随着Matter和Thread协议的发展，更多智能家居将选用ESP32-C6作为主控。得益于其具有竞争力的价格以及Wi-Fi 6等通信能力的支持，ESP32-C6将成为自动百叶窗、环境温湿度计、智能插座等产品的主要控制器。

下一期我们将会结合实际案例，和大家一起分享具体项目的制作，下期见啦！！

本期视频相关资源：

• 乐鑫社区-着重于技术讨论
• DFRobot社区-着重于应用分享
• DFR0975-U：基于ESP32-S3的高性能主控，适用于AIOT、图像获取、图像识别项目，含外置天线。
• DFR0975：基于ESP32-S3的高性能主控，适用于AIOT、图像获取、图像识别项目设计。
• DFR1145：基于乐鑫ESP32-S3-WROOM-1-N4模组设计的主控板。
• DFR1075：基于ESP32-C6芯片设计的低功耗物联网开发板，适用于智能家居项目。
• DFR1117：基于ESP32-C6芯片设计的迷你体积的Arduino低功耗物联网开发板。

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关键词：可配置逻辑模块，CLB，MCU，数字逻辑

在现代电子设计中，灵活性和高效性是关键。微控制器如配备了可配置逻辑模块 (CLB) ，可以满足了对片上数字逻辑的需求，无需使用外部逻辑芯片。这种高度灵活的逻辑单元，能够在不增加额外硬件的情况下，实现复杂的逻辑功能, 从而节省BOM成本和PCB空间。

这一集，Microchip的专家会为我们详细分享可配置逻辑模块（CLB）如何在微控制器（MCU）上实现比以往更大规模的硬件数字逻辑设计成为可能，并且它还能够在睡眠模式下运行，从而以极低的功耗进行复杂的处理。

https://v.qq.com/x/page/x3567ic3pql.html

嘉宾介绍

现于Microchip Technology Inc.（微芯科技公司）上海分公司任应用工程师。他于2022年加入Microchip，在嵌入式行业有着2年的工作经验。吴涛在嵌入式产品方面，有着丰富的研发及应用经验。他目前在Microchip负责8位单片机产品的应用。吴涛于2019年毕业于谢菲尔德大学，获得电子电气工程学士学位和计算机科学硕士学位。

什么是可配置逻辑模块？

可配置逻辑模块（CLB）是一种嵌入式逻辑单元，集成在微控制器或FPGA（现场可编程门阵列）中。它允许设计者通过软件配置，实现特定的逻辑功能，而无需额外的硬件电路。这种灵活性使得CLB在各种应用中都能发挥重要作用，从简单的逻辑控制到复杂的信号处理。

CLB的主要特点

1. 灵活性：CLB可以通过软件进行配置，适应不同的应用需求。设计者可以根据具体的项目需求，快速调整逻辑功能。
2. 高效性：由于CLB集成在微控制器或FPGA中，减少了外部硬件的需求，从而降低了系统的复杂性和成本。
3. 可重配置性：CLB可以在运行时进行重新配置，使得系统能够动态适应不同的工作模式和条件。
4. 低功耗：CLB的设计注重功耗优化，适用于对能耗敏感的应用场景。

CLB的应用领域

1. 工业自动化：在工业控制系统中，CLB可以用于实现复杂的逻辑控制和信号处理，提高系统的响应速度和可靠性。
2. 消费电子：在智能家居设备和可穿戴设备中，CLB可以实现灵活的逻辑控制，提升用户体验。
3. 汽车电子：在汽车电子系统中，CLB可以用于实现实时信号处理和控制，提高车辆的安全性和性能。
4. 通信系统：在通信设备中，CLB可以用于实现高速数据处理和传输，提高通信效率。

CLB的核心是32个互连的基本逻辑单元（BLEs）。每个BLE是一个4输入查找表，也称为LUTs，可以配置模拟各种逻辑门。输入和输出可以连接到MCU的其余部分。CLB还具有3位硬件计数器和边缘检测能力。

CLB外设包括16个输入源，将CLB连接到外部信号，并提供32个CLBSWIN信号与CPU交互。CLBSWIN信号是不同信号路由进入CLB进行处理的路径，并提供灵活性以根据应用程序的特定需求配置逻辑块。此外，所有配置值都由原理图合成器设置。

CLB可以包含多达32个基本逻辑单元，包括：

• AND/OR/NAND/NOR门
• 缓冲器/反向缓冲器
• D触发器
• JK触发器
• 多路复用器
• 4输入查找表（LUT）

可配置逻辑模块能实现的功能

应用机会及用例探究

• 具有冗余配置的系统
• 具有安全预防措施的系统
• 空间敏感型应用
• 取代分立式逻辑芯片, CPLD, 低端FPGA, 应用中组合使用的MCU + CPLD/FPGA

CLB合成器

CLB合成器是一个用于配置CLB的集成工具。与其设置50多个寄存器，不如通过图形化设计或编写Verilog代码，该工具会将其转换为CLB可以读取的配置。在运行时，CLB比特流使用CRC模块加载，以防止意外的配置更改。该工具集成在Microchip Code Configurator中，也可以作为独立工具在logic.microchip.com/clb 上使用。

PIC16F13145微控制器系列

凭借其专注的外设集，提供了一种有效的方法来实现基于硬件的解决方案。该设备系列引入了可配置逻辑模块（CLB）外设，使用户能够在其应用中加入基于硬件的自定义逻辑。

结语

微芯科技的可配置逻辑模块（CLB）为电子设计提供了强大的工具，能够在不增加硬件复杂性的情况下，实现灵活、高效的逻辑功能。无论是在工业、消费电子、汽车还是通信领域，CLB都展现出了广泛的应用前景。通过合理利用CLB，设计者可以大幅提升系统的性能和可靠性，为现代电子设计注入新的活力。

相关技术文档资源如下：

• Microchip 8-bit PIC AVR微控制器产品
• DigiKey Microchip PIC AVR微控制器产品
• DigiKey Microchip PIC16F13145系列微控制器产品

更多Microchip产品相关内容，请浏览得捷电子网站：

• Microchip产品

小编的话：

正如视频所介绍的，MCU中的可配置逻辑模块对数字逻辑设计具有多方面的价值。它们不仅提高了设计的灵活性和定制化程度，还优化了系统性能与响应时间，简化了设计流程缩短开发周期，同时还增强了系统的可升级性与可维护性。您对可配置逻辑模块的应用和设计有哪些经验或疑问？欢迎留言，分享交流！

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关键词: 存储器，接口，时钟频率

问：存储器特性简介

存储器是集成电路上用作数据存储设备的半导体器件。这些器件分为非易失性或易失性两种，格式包括 CBRAM、DRAM、EEPROM、EERAM、EPROM、闪存、FRAM、NVSRAM、PCM (PRAM)、PSRAM、RAM 和 SRAM。这些器件的存储容量为 64 b 至 6 Tb 不等，接口有 I2C、MMC、并行、eMMC、串行、单线、SPI、UFS、Xccela 总线和 1-线。

存储器选型时, 需要留意存储器特性，应根据易失性、存储容量、存取速度、功耗、可靠性、价格、集成度等几个重要指标来进行选择。

存储器特性

• 存储器类型： 存储单元的基本特征。
• 存储器格式： 存储单元中使用的具体技术或架构。
• 技术： 存储单元中使用的具体底层技术或架构。
• 存储器容量： 器件上可用的存储量。
• 存储器组织： 存储单元的具体排列和结构。
• 存储器接口： 用于访问或传输数据到器件的通信协议。
• 时钟频率： 存储器器件运行的频率。
• 写周期时间 – 字、页： 对特定数据单元或数据组执行写操作所需的时间。
• 访问时间： 在发出读取命令后，使有效数据可用所需的时间。
• 供电电压： 通常以范围表示，指明器件正常运行时可以预期的电压下限和上限。超出此范围的电压可能会损坏器件和其他系统组件。
• 工作温度： 推荐的工作温度，通常以范围或最大值给出。超过这些温度可能会影响性能或损坏器件和其他系统组件。
• 安装类型： 表示器件的安装方式。
• 封装 / 外壳： 是指电子元件上使用的保护性外壳类型，以便于搬运、安装和保护。此选择是根据最接近适用于供应商器件封装的行业标准确定的。通常来说，在设计电路时，最好根据规格书中的实际尺寸进行检查，而不是依赖于此术语。
• 供应商器件封装： 这是厂商对该器件的封装的称呼。这是特定于厂商的。通常来说，在设计电路时，最好使用规格书中的实际尺寸，而不是根据此术语进行选择。

产品示例

零件编号	AT21CS01-STUM10-T
描述	EEPROM存储器IC 1Kbit I²C，单线125 kbps SOT-23-3
规格书	点击此处

零件编号	M24128-BFMH6TG
描述	EEPROM存储器IC 128Kbit I²C 1 MHz 450 ns 5-UFDFPN (1.7×1.4)
规格书	点击此处

零件编号	AT25SF081B-SSHB-T
描述	闪存 – NOR存储器IC 8Mbit SPI – Quad I/O 108 MHz 8-SOIC
规格书	点击此处

更多存储器相关技术内容, 请参考下面帖子：

• ECC存储器和Non-ECC的存储器有什么区别？
• 为应用选择嵌入式存储器
• （PLC）存储器/数据保留问题 
• 使用HyperBus扩展器件存储器
• 使用SPI闪存扩展单片机存储器

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关键词：陶瓷电容，回流焊，引线键合

问：什么是引线键合（wire bonding）？

有客户买错了陶瓷电容器，买成了不支持回流焊，需要使用环氧树脂将产品安装到PCB上，以及需要引线键合（wire bonding）进行连接的陶瓷电容器。所以这个帖子就来解释一下，什么是引线键合（wire bonding）？

之前问题的帖子：

为何陶瓷电容器焊接后轻微翘起?

引线键合（wire bonding），是一种用于将电子元器件或者芯片连接到其封装或电路板上的技术，广泛应用于半导体封装过程中。利用线径非常细的金属线（如金、铝或铜）将将电子元器件上的引脚（pad）与封装或基板上的引脚连接起来，实现电信号的传输。引线键合广泛应用于集成电路（IC）、微机电系统（MEMS）、传感器、功率器件等领域。

陶瓷电容的结构：

下面是引线键合安装和环氧树脂安装示意图：

我们可以看见，使用环氧树脂安装连结电容和基底，使用引线键合（金）实现电气连结。

几乎所有的 MLCC 电容 在PCB上采用回流焊工艺进行安装。然而，面对一些苛刻的环境以及汽车级的应用，可以使用另一种PCB安装方法：环氧树脂胶，而不是焊接“粘合”上去。环氧树脂胶也分导电和不导电。而引线键合是另一种选择。

相关产品：

• Murata GMD155R71E153KA01D
• GMD系列

更多MLCC电容设计相关技术内容, 请参考下面帖子：

• 环氧树脂安装的 MLCC 电容
• 导电环氧树脂
• MLCC常见故障问题（弯曲裂纹） 
• MLCC 电容器缓解弯曲裂纹的解决方案 
• 陶瓷电容概述 

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关键词：SoC,双模通讯,开发板编程，物联网

物联网作为当今科技发展的重要领域，正逐渐改变着我们的生活方式。而ESP32系列开发板在物联网中扮演着至关重要的角色。本系列视频，将借助ESP32系列开发板，一同探索物联网的精彩世界。

本系列第一集，会由DFRobot 高级工程师夏青（Rockets Xia）给大家带来：《物联网初探，用Beetle和FireBeetle玩转ESP32》。

主讲嘉宾：

夏青（Rockets Xia），DFRobot高级工程师，蘑菇云创客空间共同创始人

夏青经常活跃于国内外创客社区。从2008起开始致力推广创客文化，促进创客运动在中国的发展，2010年与中国创客教父李大维等打造国内首个创客空间——新车间。2013年在DFRobot和浦软集团的支持下建设蘑菇云创客空间。作为蘑菇云创客空间共同创始人，经常鼓励和推动社区创客项目的推进。作为DFRobot高级工程师，积极致力于推动人工智能、物联网等先进技术在创客及创客教育领域的落地和推广。

ESP32是乐鑫科技推出的一款高性能低功耗的Wi-Fi和蓝牙双模 SoC（系统级芯片），它的前身是 ESP8266。ESP8266 自问世以来，以其低成本和易用性迅速占领了物联网市场，但由于其单核处理器和有限的功能，一些复杂的开发受到了限制。为了满足日益增长的物联网需求，乐鑫科技于 2016 年推出了ESP32系列。相比 ESP8266，ESP32具有更强的处理能力、更丰富的外设接口以及更低的功耗。

ESP32采用双核处理器架构，选用的是Tensilica Xtensa LX6双核处理器，每个核心的时钟频率可达240 MHz。这使得它能够同时处理多个任务，大大提高了系统的响应速度和稳定性。此外，它还采用了Wi-Fi和蓝牙双模通讯功能，内置 2.4 GHzWi-Fi和蓝牙4.2 / 5.0（视具体型号而定），支持广泛的无线通讯协议。这一功能使得ESP32能够在同一设备上实现Wi-Fi联网和蓝牙设备通信，极大地扩展了其应用场景。

同时，ESP32还具备超低功耗的特点。它支持多种功耗模式，如深度睡眠模式和浅睡眠模式，在不影响性能的前提下，极大地延长了电池寿命。这对于需要长期运行在端侧的物联网设备来说尤为重要，可减少维护的频率。

ESP32丰富的外设接口和扩展性也使其能够轻松集成各种传感器和外设。它具有丰富的 GPIO 接口，支持 UART、SPI、I2C 等多种外设，并内置温湿度传感器和触摸传感器等。

这些特性使得ESP32能够实现复杂的物联网应用，适用于多种物联网场景，如智能家居系统、工业自动化和机器人控制领域、可穿戴设备和物联网传感器网络等。

在智能家居系统中，ESP32可以用于开发智能灯光控制、安防监控、智能家电控制等应用，通过Wi-Fi和蓝牙实现远程控制和状态监测。在工业自动化中，它可以用作 PLC 控制器、传感器数据采集终端 DTU 或机器人控制单元，帮助提升生产效率和自动化水平。在可穿戴设备和物联网传感器网络中，由于其低功耗和小尺寸设计，ESP32非常适合用于智能手表、智能眼镜、健康监测设备等可穿戴设备，以及分布式传感器网络，实现实时数据采集和处理。

随着物联网技术的不断发展，ESP32系列在未来将有更广阔的应用场景。将它与其他新兴技术，如人工智能、边缘计算、5G 通讯等相结合，将进一步提升物联网设备的智能化水平和通讯效率。

DFRobot 作为一家全球领先的开源硬件提供商，一直致力于为全球开发者提供高质量的硬件产品和技术支持。其推出的几款ESP32开发板FireBeetle系列和Beetle系列，也非常受市场青睐。

FireBeetle系列开发板，如 FireBeetle2 ESP32-C6，作为最新推出的高性能低功耗开发板，支持Wi-Fi6和Bluetooth5。它不仅具有ESP32系列的所有优势，还在通讯速度和稳定性上有了显著提升，非常适合需要高性能无线通讯和强大处理能力的物联网项目。与其他 FireBeetle 产品，如FireBeetle2 ESP32-S3等相比，这些开发板在性能、接口和功耗等方面各有特色，适用于不同的应用场景。

BeetleESP32-C3则是一款小体积、高度集成的物联网开发板，采用ESP32-C3芯片，支持Wi-Fi和蓝牙通讯。它的设计紧凑，适合空间受限的应用场景，如可穿戴设备、小型传感器网络等。

另外，还有ESP32-C6，与前面的C3相比，它在通讯协议和处理能力上有了进一步提升，支持更多的无线通讯协议，适用于更多元化的物联网应用。

FireBeetle系列由于其高性能和多功能，广泛应用于智能家居、工业控制、环境监测等需要实时数据处理和远程通讯的物联网项目。而Beetle系列则因其小巧的设计和强大的功能，广泛应用于可穿戴设备、小型物联网项目和其他需要高集成度和低功耗的应用场景。

为了让大家更好地了解ESP32开发板的实际应用，视频中分享了2个使用 DFRobotESP32开发板完成的实际物联网项目。

首先是植物土壤监测项目。为了更好地养护阳台绿植，DFRobot工程师设计了一款采用土壤湿度传感器，利用太阳能供电，锂电池驱动的基于 FireBeetle2 ESP32-C6 的植物土壤适度监测系统。

另一个是室内环境监测系统，这是一款利用 BeetleESP32开发板做的项目。DFRobot的社区小伙伴构建了一套环境监测系统，通过多个传感器实时采集环境温度、湿度、光照等信息和数据。

除此之外，还向大家介绍怎样快速搭建基于ESP32的开发环境，并展示几个简单的开发板编程示例。

流程很简单，首先需要安装 Arduino IDE，并添加ESP32开发板的支持包。通过 DFRobot 提供的教程，大家可以很轻松地完成这一步。

并且展示如何编写一个简单的 LED 闪烁程序，通过这个示例，大家可以快速上手ESP32开发板的编程。这些基础示例将为大家后续的物联网项目开发奠定基础。

希望今天的视频能让大家对ESP32系列有一个全面的了解，并激发大家的创意和动手能力。如果大家有项目需求，欢迎使用 DFRobot 推出的 Firebeetle 或 beetle 进行自己的项目。

下一期会介绍基于ESP32最新推出的 C6 和 S3 芯片在物联网项目的实操，欢迎大家关注。

本期视频相关资源：

• 乐鑫社区-着重于技术讨论
• DFRobot社区-着重于应用分享

Firebeetle

• DFR0654：基于ESP-WROOM-32E双核芯片的主控板，专为IoT设计。
• DFR0654-F：基于ESP-WROOM-32E双核芯片的主控板，预焊排母。
• DFR1075：基于ESP32-C6芯片设计的低功耗物联网开发板，适用于智能家居项目。
• DFR0975-U：基于ESP32-S3的高性能主控，适用于AIOT、图像获取、图像识别项目，含外置天线。
• DFR0975：基于ESP32-S3的高性能主控，适用于AIOT、图像获取、图像识别项目
• DFR1139：ESP32-E (N16R2）IoT 开发板 （16M 闪存，2M PSRAM，支持Wi-Fi和蓝牙）
• DFR1140：一款高性能的物联网开发板，专为解决信号屏蔽、内存限制和缺乏PSRAM的问题而设计。

Beetle

• DFR0868： 基于ESP32-C3 RISC-V 32位单核处理器芯片的主控板，专为物联网 (IoT) 设备而设计。
• DFR1117：基于ESP32-C6芯片设计的迷你体积的Arduino低功耗物联网开发板。

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