电路PCB绘制——ESP8266开发板

1、文件资料获取

1.1 开发板工程

立创开源工程链接：https://oshwhub.com/xzb1436056045/esp8266-12e-12f-12s-kai-fa-ban

1.2 BOM表

金山在线文档链接：https://kdocs.cn/l/ctY82jKjdS9F

2、详细说明

2.1 模组与芯片

本开发板支持ESP 07/07S/12E/12F/12S模组等，只要封装对应，即可焊接使用。这个开发板上的模组所使用的芯片为ESP8266EX，这个芯片是市面上最流行使用的ESP8266芯片。

2.2 CPU和存储

具体得看模组和芯片型号，下面以ESP12F模组和ESP8266EX芯片为例：

• 超低功耗 Tensilica L106 32-bit RISC 处理器
• 总共 160 KB RAM，可用 80 KB
• 本ESP12F模组上使用的是 4MB Flash

2.3 供电

说明：电源电路使用了2个LDO芯片组成了2路供电电路。
一路为转5V电路，LDO芯片型号是AMS1117-5.0，最高输出电流可达1A，输入电压范围为6.5V-12V，这个开发板上AMS1117-5.0的输入电压由VIN引脚处提供，输出的电压5.0V提供给整个开发板。
另一路为转3.3V电路，LDO芯片型号是AMS1117-3.3，最高输出电流可达1A，输入电压范围为4.75V-12V，这个开发板上AMS1117-3.3的输入电压由USB处、5V引脚处、AMS1117-5.0的输出电压处提供，输出的电压3.3V提供给整个开发板。

2.3.1 USB供电

使用Typec数据线供电，电压为5V，电流不超过2A，经过SS24二极管后降压，电路中的5V丝印处引脚电压为应为4.7V左右。经本人实测，未经过二极管前，USB输入电压为5.12V，经过二极管后，5V丝印处引脚电压为4.78V。

2.3.2 5V引脚供电

在5V丝印引脚处，有连着的3个引脚，都是5V引脚，可以使用外部电源的5V和GND引脚分别接在开发板的5V和GND引脚上即可进行供电，需要注意的是，5V进来的电源没有做防反接和限压处理，因此不能引脚接反短路，输入电压也不要超过5V，否则通电后可能会损坏电路板.如果输入电压低于4.75V开发板可能不会工作或者工作异常。

2.3.3 VIN引脚供电

在VIN丝印引脚处，有连着的3个引脚，都是VIN引脚，可以使用外部电源的6.5V-12V和GND引脚分别接在开发板的VIN和GND引脚上即可进行供电，需要注意的是，VIN进来的电源没有做防反接和限压处理，因此不能引脚接反短路，输入电压也不要超过12V，否则通电后可能会损坏电路板。如果输入电压低于6.5V开发板可能不会工作或者工作异常。

2.3.4 3.3V引脚供电

在3.3V丝印引脚处，有连着的3个引脚，都是3.3V引脚，可以使用外部电源的3.3V和GND引脚分别接在开发板的3.3v和GND引脚上即可进行供电，需要注意的是，3.3V进来的电源没有做防反接和限压处理，因此不能引脚接反短路，输入电压要在3.0V-3.6V之间，否则可能会损坏电路板或者不会工作或者工作异常。

2.3.5 V丝印引脚电压

V丝印引脚电压由电路板上的SW1按键切换，当SW1按键拨动到左边时，整个电路板上的V引脚处的电压理论上应为5V，当SW1按键拨动到右边时，整个电路板上的V引脚处的电压理论上应为3.3V。

2.3.6 不同电压共同输入

比如即使用USB供电，又使用5V引脚和VIN引脚供电，这是支持的，但是注意引脚不要接反。

2.4 引脚接口

• 整个电路板上的接口分明，特别注意，其中G丝印表示GND引脚，V丝印表示VCC引脚，它的电压可通过SW1按键调节，S丝印表示IO引脚。
• 04和05引脚一般作为IIC引脚，电路板上的R11、R12为IIC上拉电阻，如果没有使用到较多的IIC元件，可以不焊接R11、R12，或者22和21引脚作为其他使用也不要焊接R11、R12引脚，否则会影响正常使用；如果需要焊接IIC上拉电阻，其阻值可以自行计算，一般为4.7kΩ即可。
• 建议G、GND丝印引脚焊接黑色排针，VIN、5V、3.3V、V丝印引脚焊接红色排针，S丝印引脚焊接其他颜色排针，我焊接的是绿色排针。这样在接线的时候直观明了，不易接错。

2.5 程序下载

开发板自带串口自动下载电路，使用的芯片是CH340C，只需要一根Typec的USB数据线即可进行程序的下载和串口调试。
有关于单片机串口驱动相关问题，可以看下我的另一篇文章：Arduino单片机串口驱动相关问题

2.6 板载资源

• LED灯：开发板上有一个板载的可编程LED灯，丝印为LED2，连接到ESP8266的16引脚。需要注意的是，如果16引脚作为普通IO引脚来使用，需要断开H19丝印处2个引脚的连接，即不要连接跳线帽，否则会导致单片机无限重启；如果16引脚作为休眠唤醒引脚来使用，可以使用跳线帽连接；如果不使用16引脚，H19丝印处2个引脚的连接无所谓。
• 按键：开发板上一共有3个按键，其中SW4丝印按键连接到ESP8266的12引脚，注意该按键在硬件上没有做上、下拉，因此在编程中如果使用需要做软件上、下拉；RST丝印按键是开发板的复位按键，按下后复位重启；IO0丝印按键是开发板的启动模式选择按键，连接到高电平为SPI启动模式，连接到低电平为下载启动模式，程序运行后可做普通引脚使用，但是不要做硬件下拉，否则会导致程序启动异常。

3、测试代码

3.1 LED灯闪烁

#include <Arduino.h>

// 注意不要连接H19丝印处的跳线帽，否则会ESP8266无限重启
#define ledPin 16             // 定义LED灯的引脚，连接到ESP8266的16引脚

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);    // 初始化LED灯引脚
}

void loop() {
  digitalWrite(ledPin, LOW);  // 将LED灯引脚设为低电平，点亮LED灯
  delay(1000);                // 延时1000ms
  digitalWrite(ledPin, HIGH); // 将LED灯引脚设为高电平，熄灭LED灯
  delay(1000);                // 延时1000ms
}

3.2 按键输入

#include <Arduino.h>

#define button1Pin 12 // 定义按键1（SW4丝印）的引脚，连接到ESP8266的12引脚
#define button2Pin 0  // 定义按键2（IO0丝印）的引脚，连接到ESP8266的0引脚

void setup() {
  delay(1000);                            // 延时1000ms，等待设备上电稳定
  Serial.begin(115200);                   // 初始化串口，波特率为115200
  pinMode(button1Pin, INPUT_PULLUP);      // 初始化按键1引脚，为上拉输入
  pinMode(button2Pin, INPUT_PULLUP);      // 初始化按键2引脚，为上拉输入
  Serial.println("\n你好，ESP8266！");     // 串口打印"你好，ESP8266！"
}

void loop() {
  if (digitalRead(button1Pin) == LOW) {   // 如果读取到按键1引脚的电平为低电平，即按键1按下
    Serial.println("按键1被按下！");       // 串口打印"按键1被按下！"
  }
  if (digitalRead(button2Pin) == LOW) {   // 如果读取到按键2引脚的电平为低电平，即按键2按下
    Serial.println("按键2被按下！");       // 串口打印"按键2被按下！"
  }
}

3.3 扫描WIFI

#include <Arduino.h>
#include <ESP8266WiFi.h>

void setup() {
  Serial.begin(115200);                       // 初始化串口，波特率为115200
  WiFi.disconnect(true);                      // 断开当前WIFI连接
  WiFi.mode(WIFI_STA);                        // 设置WIFI模式为STA模式
  Serial.println("\nESP8266程序初始化完成！");  // 串口打印“ESP8266程序初始化完成！”
}

void loop() {
  Serial.println("开始扫描WIFI中，请等待......");
  int n = WiFi.scanNetworks();                   // 扫描WIFI，返回扫描到的WIFI数量
  if (n == 0) {
    Serial.println("没有找到任何WIFI！");
  } else {
    Serial.println("WIFI扫描已完成，如下所示：");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
      Serial.print(i + 1);
      Serial.print("——WIFI名称：");
      Serial.print(WiFi.SSID(i));                // 串口打印WIFI名称
      Serial.print("，信号值：");
      Serial.println(WiFi.RSSI(i));              // 串口打印信号值
    }
  }
  Serial.println("");
  delay(10000);                                  // 延时10s再次运行
}

3.4 连接WIFI

#include <Arduino.h>
#include <ESP8266WiFi.h>

#define wifiName "YYZT_2.4G"               // WIFI名称
#define wifiPassword "1234567890"          // WIFI密码

void setup() {
  Serial.begin(115200);                    // 初始化串口，波特率为115200
  WiFi.disconnect(true);                   // 断开当前WIFI连接
  WiFi.mode(WIFI_STA);                     // 设置WIFI模式为STA模式
  WiFi.begin(wifiName, wifiPassword);      // 开始连接WIFI
  Serial.print("正在连接到WIFI：");
  Serial.println(wifiName);
  while (WL_CONNECTED != WiFi.status()) {  // 判断WIFI的连接状态
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.print("\n已连接到WIFI：");
  Serial.println(wifiName);              
  Serial.print("IP地址为：");
  Serial.println(WiFi.localIP());          // 串口打印IP地址
  Serial.print("信号值为：");
  Serial.println(WiFi.RSSI());             // 串口打印信号值
}

void loop() {
}

3.5 休眠唤醒

#include <Arduino.h>

void setup() {
  delay(1000);                 // 延时1000ms，等待设备上电稳定
  Serial.begin(115200);        // 初始化串口，波特率为115200
  Serial.println("\nESP8266休眠唤醒测试，5s后ESP8266自动唤醒重启...");
  // 注意要连接H19丝印处的跳线帽，否则ESP8266无法唤醒成功
  ESP.deepSleep(5e6);          // 休眠5s
}

void loop() {
}

4、成品图

4.1 正面图

• 这块开发板焊接的是ESP12F(4MB)模组
  
• 这块开发板焊接的ESP07S(4MB)模组，并且使用的是外接天线
  

4.2 反面图