乐鑫低功耗wifi ESP32-Ethernet-Kit V1.2 入门指南

乐鑫低功耗wifi ESP32-Ethernet-Kit V1.2 入门指南

本指南将介绍 乐鑫低功耗wifi ESP32-Ethernet-Kit 开发板的配置以及相关功能的使用。
ESP32-Ethernet-Kit 是一款以太网转 Wi-Fi 开发板，可为以太网设备赋予 Wi-Fi 连接功能。为了提供更灵活的电源选项，ESP32-Ethernet-Kit 同时也支持以太网供电 (PoE)。

ESP32-Ethernet-Kit V1.2 概图
准备工作
ESP32-Ethernet-Kit V1.2 开发板
USB 数据线（A 转 Micro-B）
PC（Windows、Linux 或 Mac OS）
您可以跳过介绍部分，直接前往 应用程序开发 章节。
概述
ESP32-Ethernet-Kit 是一款来自 乐鑫 的开发板。
它由 以太网母板（A板） 和 PoE 子板（B 板） 两部分组成。其中 以太网母板（A板） 集成蓝牙/Wi-Fi 双模 ESP32-WROVER-E 模组和单端口 10/100 Mbps 快速以太网收发器 (PHY) IP101GRI。PoE 子板（B 板） 提供以太网供电功能。ESP32-Ethernet-Kit 的 A 板可在不连接 B 板的情况下独立工作。

ESP32-Ethernet-Kit V1.2
为了实现程序下载和监控，A 板还集成了一款先进多协议 USB 桥接器（FT2232H 芯片）。FT2232H 芯片使得开发人员无需额外的 JTAG 适配器，通过 USB 桥接器使用 JTAG 接口便可对 ESP32 直接进行调试。
功能概述
ESP32-Ethernet-Kit 开发板的主要组件和连接方式如下。

ESP32-Ethernet-Kit 功能框图
功能说明
有关乐鑫低功耗wifi ESP32-Ethernet-Kit 开发板的主要组件、接口及控制方式，请见下方的图片和表格。
以太网母板（A 板）

ESP32-Ethernet-Kit - 以太网母板（A 板）布局
下表将从图片右上角开始，以顺时针顺序介绍图中的主要组件。

注解
如果采用了固件自动下载模式，则无需对 BOOT 或 EN 按键进行任何操作。
PoE 子板（B 板）
PoE 子板转换以太网电缆传输的电能 (PoE)，为以太网母板（A 板）提供电源。PoE 子板（B 板）的主要组件见 功能概述 中的功能框图。
PoE 子板（B 板）具有以下特性：
支持 IEEE 802.3at 标准
电源输出：5 V，1.4 A
如需使用 PoE 功能，请用以太网线缆将以太网母板（A 板）上的 RJ45 Port 连接至 PoE 的交换机。以太网母板（A 板）检测到来自 PoE 子板（B 板）的 5 V 供电后，将从 USB 供电自动切换至 PoE 供电。

ESP32-Ethernet-Kit - PoE 子板（B 板）布局

设置选项
本节介绍用于乐鑫低功耗wifi ESP32-Ethernet-Kit 开发板的硬件配置选项。
功能选择开关
拨码开关打开时，拨码开关将列出的 GPIO 路由到 FT2232H 以提供JTAG功能。拨码开关关闭时，GPIO 可以用于其他目的。

RMII 时钟源选择
RMII 工作模式下的以太网 MAC 和 PHY 需要一个公共的 50MHz 同步时钟（即 RMII 时钟），它既可以由外部提供，也可以由内部的 ESP32 APLL 产生（不推荐）。
注解
有关 RMII 时钟源选择的更多信息，请参见 ESP32-Ethernet-Kit V1.2 以太网母板（A 板）原理图，第 2 页的位置 D2。

PHY 侧提供 RMII 时钟
ESP32-Ethernet-Kit 默认配置为 IP101GRI 的 50M_CLKO 信号线提供 RMII 时钟，该时钟信号由 PHY 外侧连接的 25 MHz 无源晶振经过倍频产生。详情请参见下图。

PHY 侧提供 RMII 时钟
请注意，系统上电时 RESET_N 旁的下拉电阻会将 PHY 置于复位状态，ESP32 需要通过 GPIO5 将 RESET_N 拉高才能启动 PHY，只有这样才能保证系统的正常上电，否则 ESP32 会存在一定几率进入下载模式（当 REF_CLK_50M 时钟信号在 GPIO0 上电采样阶段刚好处于高电平）。
ESP32 APLL 内部提供的 RMII 时钟
另一种选择是从 ESP32 APLL 内部获取 RMII 时钟，请参见下图。来自 GPIO0 的时钟信号先被反相，以解决传输线延迟的问题，然后提供给 PHY。

ESP32 APLL 内部提供的 RMII 时钟
要实现此选项，用户需要在板子上移除或添加一些阻容元器件。有关详细信息，请参见乐鑫低功耗wifi ESP32-Ethernet-Kit V1.2 以太网母板（A 板）原理图，第 2 页，位置 D2。请注意，如果 APLL 已经用于其他用途（如 I2S 外设），那么只能使用外部 RMII 时钟。
GPIO 分配
本节介绍了 ESP32-Ethernet-Kit 开发板特定接口或功能的 GPIO 分配情况。
IP101GRI (PHY) 接口
下表显示了 ESP32 (MAC) 与 IP101GRI (PHY) 的管脚对应关系。ESP32-Ethernet-Kit 的实现默认设置为简化媒体独立接口。

注解
乐鑫低功耗wifi ESP32 的 RMII 接口 下的所有管脚分配都是固定的，不能通过 IOMUX 或 GPIO 矩阵进行更改。REF_CLK 仅可选择 GPIO0、GPIO16 或 GPIO17，且不可通过 GPIO 矩阵进行更改。
GPIO Header 1
本连接器包括 ESP32-Ethernet-Kit 开发板上部分不用做他用的 GPIO。

GPIO Header 2
根据“说明”描述的不同情形，本连接器包含可用做他用的 GPIO。

注解
1、ESP32 芯片的 GPIO16 和 GPIO17 管脚没有引出至 ESP32-WROVER-E 模组的管脚，因此无法使用。如需使用 ESP32 的 GP1016 和 GPIO17 管脚，建议更换其他不含 PSRAM 的模组，比如 ESP32-WROOM-32D 或 ESP32-SOLO-1。
2、具体功能取决与 功能选择开关 的设置。
GPIO 管脚分配总结

注解
1、为防止乐鑫低功耗wifi ESP32 侧 GPIO0 的上电状态受 PHY 侧时钟输出的影响，PHY 侧 RESET_N 默认为低，以关闭 PHY 侧时钟输出。上电后，您可通过 GPIO5 控制 RESET_N 以打开该时钟输出。参见 PHY 侧提供 RMII 时钟。对于无法通过 RESET_N 关闭时钟输出的 PHY，PHY 侧建议使用可在外部禁用/使能的有源晶振。与使用 RESET_N 类似，默认情况下晶振模块应禁用，并在上电后由 ESP32 开启。有关参考设计，请参见 ESP32-Ethernet-Kit V1.2 以太网母板（A 板）原理图。
2、ESP32 芯片的 GPIO16 和 GPIO17 管脚没有引出至 ESP32-WROVER-E 模组的管脚，因此无法使用。如需使用 ESP32 的 GP1016 和 GPIO17 管脚，建议更换其他不含 PSRAM 的模组，比如 ESP32-WROOM-32D 或 ESP32-SOLO-1。
应用程序开发
ESP32-Ethernet-Kit 上电前，请先确认开发板完好无损。
初始设置
1、先请将 以太网母板（A 板） 上的所有开关均拨至 ON 状态，使 功能选择开关 处于默认状态。
2、为了方便应用程序的下载和测试，不要为开发板输入任何信号。
3、此时可以连接 PoE 子板（B 板） ，但不要向 B 板连接任何外部电源。
4、使用 USB 数据线将 以太网母板（A 板） 连接至 PC。
5、将 电源开关 从 GND 拨至 5V0 一侧。此时，5V Power On LED 应点亮。
正式开始开发
现在，请前往 快速入门 中的 详细安装步骤 章节，查看如何设置开发环境，并尝试将示例项目烧录至您的开发板。
请务必在进入下一步前，确保您已完成上述所有步骤。
配置与加载以太网示例
在完成开发环境设置和开发板测试后，您可以配置并烧录 ethernet/basic 示例。本示例专门用于测试以太网功能，支持不同 PHY，包括 ESP32-Ethernet-Kit V1.2（点击放大） 开发板使用的 IP101GRI 。
针对乐鑫低功耗wifi ESP32-Ethernet-Kit V1.1 的主要修改：
更正拨码开关周围 GPIO 编号丝印。
C1、C2、C42 和 C43 更新为 20 pF。详细信息见 ESP32-Ethernet-Kit V1.2 以太网母板（A 板）原理图。
模组 ESP32-WROVER-B 替换为 ESP32-WROVER-E。