方案介绍
本次选择2026 Make Blocks第四期的任务5,设计一个ESP32的WiFi通信底板。包含USB下载转换电路、BOOT电路。
模块介绍
ESP32-S2 是一款高度集成、高性价比、低功耗、主打安全的单核 Wi-Fi SoC,具备强大的功能和丰富的 IO 接口,具备优秀的射频性能。板载下载电路、USB电路等必备的外围电路。

原理图和PCB
原理图方面,H1是2x10p的2.54mm间距的排针,接口采用ST MOD+的标准兼容,U4是ESP32-S2-MINI-2-N4R2模组。ST_MOD+标准接口的PWM、RST、INT数字接口均连接到ESP32模组上,ADC模拟接口也连接到ESP32模组上。
ST_MOD+标准接口的I2C、SPI、两路UART均连接到ESP32模组上
系统板的USB接口通过插接的16P tyoe-C接口连接。供电引脚旁连接100nF电容。板子输入5V电源,使用LM1117进行LDO降压。

PCB采用两层紧凑设计,CH340到type-c接口的USB网络,采用包地设计,以提高通信质量。两层PCB采用大面积铺铜。ESP32模组板载天线下部采用挖槽设计。

模块主要性能
性能 | 参数 |
|---|---|
输入电压 | 4.5V~15V |
模组通信接口 | UART/I2C/SPI/USB |
模组射频协议 | 2.4 GHz Wi-Fi 6、Bluetooth 5 (LE) 和 802.15.4 |
主频 | 160Mhz |
RAM | 512KB |
ROM | 320KB |

注意:因为紫定义STMOD引脚,所以3D视图不一样。
管脚定义
序号 | 功能 | 序号 | 功能 |
|---|---|---|---|
10 | I2C_SDA | 20 | GPIO |
9 | SPI_MISO | 19 | GPIO |
8 | SPI_MOSI | 18 | GPIO |
7 | I2C_SCL | 17 | GPIO |
6 | 5V | 16 | GND |
5 | GND | 15 | 5V |
4 | SPI_SCK/UART_RTS | 14 | PWM |
3 | SPI_MISO/UART_RX | 13 | ADC |
2 | SPI_MOSI/UART_TX | 12 | RST |
1 | SPI_NSS/UART_CTS | 11 | INT |
心得体会
这块开发板的引脚定义,折射出的是ESP32生态的一个缩影:灵活、开放、降低门槛。引脚复用让硬件设计更自由,2.54mm间距让各种项目都能找到落脚点。