BiBoard V0 快速上手指南

1. 简介

BiBoard是一款Petoi制作的一款基于ESP32的机器人控制器，主要面向社区开发者和极客发烧友。相比基础的NyBoard，配备了高性能的处理器，更大的内存和存储空间，蓝牙和WiFi连接，还配置了音频电路以满足更多的开发需求。

2. BiBoard功能模块简介

BiBoard功能模块分区图如下所示：

电路的功能框图如下图所示：

3. 功能模块详细介绍 :

3.1 电源设计

主板的供电方式有2种：通过USB接口供电和电池插座供电。

当使用USB供电时，主板上的舵机和外置5V电源接口没有供电。主板芯片和其他外设工作正常。

当使用电池插座供电时，最大的建议电压为7.4V（最大为8.4V）。此时舵机将获得供电，同时5V开关电源（TPS565201）输出5V电压，可以为树莓派供电。线性稳压器得到5V电压后输出3.3V为主板上的传感器和ESP32主芯片供电。

3.2 板载模块

3.2.1 准备ESP32开发环境

注意：

Arduino IDE 2.0 版本目前无法增加 large_spiffs_16MB （4.5MB APP with OTA/6.93MB SPIFFS）配置选项。
Arduino IDE 1.8.* 中SPIFFS文件上传插件是用 Java 编写的。而 Arduino IDE 2.0 是用不同的语言编写的（TypeScript + Golang），因此之前的上传插件不能在Arduino IDE 2.0 中使用。目前还没有支持Arduino IDE 2.0 SPIFFS文件上传插件。

因此建议您暂时安装使用 Arduino IDE 1.8.* 版本集成开发环境。

打开Arduino的“首选项”，添加ESP32开发板的地址：

https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json

保存后退出。

打开“开发板管理器...”，搜索 "esp32" 并安装开发板支持库：

当前最新可用版本是2.0.12，安装2.0.13及以上版本可能导致主板无法正常启动。

当显示“INSTALLED”时，BiBoard的支持库就安装好了。

3.2.2 USB及下载电路

因为ESP32不带USB电路，我们使用了官方推荐的CP2102 USB转串口桥接芯片，最大下载波特率为921600bps。桥接芯片连接了ESP32的第一串口。

USB使用了最新的TypeC接口，在CC1和CC2脚位上加入了识别电阻。原理图如下图所示：

我们参考了ESP32官方推荐的下载电路以及NodeMCU的下载电路，均不能完美工作。根据ESP32的下载时序我们设计了电路，增加了第三个三极管并修改了EN脚对地电容的阻值，问题解决。

三极管电路接受标准的Modem信号RTS和DTR后产生组合时序控制ESP32进入下载状态并复位。具体原理图如下，若有更好的改进意见也请反馈给我们！

3.2.3 陀螺仪 IMU

陀螺仪使用的是经典的MPU6050，I2C地址为0x68，数字运动处理器（DMP）的中断脚连接的是IO26。

借助Jrowberg的I2Cdev和MPU6050DMP库，不熟悉姿态融合算法的新手也可以轻松获得动作状态。ESP32如果直接使用MPU6050库需要做一些修改，主要是AVR的8位数据类型以及PGMSpace的问题。增加ESP32的宏定义即可解决，我们也提供修改好的库，直接替换掉原来的文件即可（记得备份）。替换过之后AVR也可以使用。

3.2.4 EEPROM

BiBoard上有64Kbit的EEPROM，这样可以直接使用UNO的EEPROM操作程序存储陀螺仪校准的数值，操作也比较方便。

请注意ESP32中有一个名为EEPROM的示例程序，这个程序并不是操作EEPROM的，而是使用ESP32模块的Flash模拟EEPROM操作。

3.2.5 DAC与音频输出

为了让Bittle的声音更加好听，Biboard使用了DAC输出，并连接了一个单声道D类功放（PAM8302A）。您可以使用以下3种方法驱动音频模块，记得连接扬声器并调节合适的音量大小。

使用系统自带的Tone()函数，即标准的无源蜂鸣器的方法。
使用ESP库函数，dacWrite(). 用法类似analogWrite()，但是精度会比通过PWM调节的analogWrite()精度更高。
使用MP3解码库，使用XTronical开发的ESP32音频库，在Biboard库文件中我们已经为您封装好，需要注意的是ESP32的MP3播放需要文件系统（SPIFFS或者FAT）的支持，以及Flash分区和上传数据的操作。

URL：https://www.xtronical.com/basics/audio/dacs-on-esp32/