一起玩儿物联网人工智能小车——03. ESP32开发板和扩展板的选择

前边已经介绍了ESP32全系列芯片的基本分类。在单片机开发领域，大部分的开发者都会借助最小系统板来完成各种试验或者产品原型的搭建工作。单片机虽然集成了CPU、内存和程序存储的功能，但在使用时往往还需要借助编程线来实现程序的烧写和调试工作。所以还需要一些辅助电路的支持才能进行开发工作。

对于ESP32系列芯片而言，乐鑫科技针对每个系列的芯片都提供了相应的开发模组，然后再针对不同的用户需求，提供了多种多样的开发板。这些开发板在模组的基础上增加了最基本的稳压芯片、USB转串口芯片、启动按键、复位按键和USB接口，并将板上模组大部分管脚引出至两侧排针，开发人员可根据实际需求，轻松通过跳线连接多种外围设备，同时也可将开发板插在面包板上使用。下图是最基础的ESP32-S2模组的开发板。

这样，开发人员只需要一根USB线，就可以将开发板与电脑相连，完成仿真和程序调试的工作。这相比大多数单片机还需要使用JTAG来进行仿真就方便多了。

那么，怎样选择开发板呢？我们主要从以下几个方面来进行考虑：

1. 芯片的功能

首先要看的就是开发板所搭载芯片的功能是不是能够满足我们的要求。因为我们要完成的是物联网智能小车，所以蓝牙和Wi-Fi功能是必不可少的。在后边的开发中会借助蓝牙或者Wi-Fi来实现数据和指令的传递工作，实现不同单片机之间以及单片机和手机、远端服务器的通讯功能。这样就排除了ESP32-S系列中的ESP32-S2子系列和ESP32-H系列，因为前者不具备蓝牙功能，后者不具备Wi-Fi功能。

2. 开发板引脚的数量

引脚的数量决定着我们可以直接连接外围设备的多少。我们的智能小车涉及到的传感器很多，例如用来循迹的红外传感器、用来避障的红外传感器、用来测量距离的超声波传感器、用来测量距离的激光测距模块以及采集声音的模块等等，都需要连接到单独的引脚来获取传感器的状态与数据信息，还需要控制四轮的驱动、舵机的转向、外接的显示模块、报警用的蜂鸣器等等，这些都需要用到相应的引脚。所以，通常认为有更多的引脚就意味着有更强的连接外部设备的能力。

3. 存储空间的大小

更大的存储空间意味着我们可以编写和运行更复杂的程序。除了芯片内置的存储空间之外，部分开发板还进行了相应的扩展，提供了片外FLASH和PSRAM芯片。这些扩展在初期小车的运动控制和常规传感器的数据采集和处理中，是基本使用不到的。但在后期的语音与视频数据处理中，则显得尤为的重要，可以大大的提升系统的处理能力和速度。

4. USB转串口芯片的种类

目前市场上USB转串口的芯片有两种，一种是CH9102，另一种是CP2102。两种芯片在使用上没啥差别，就是需要安装不同的驱动程序。这个在后边会进行讲解，初次采购选择哪种都可以，就是第二次最好选择跟上一次相同的芯片，免去了安装驱动的麻烦。

5. USB接口的类型

目前的开发板的USB接口通常是Type-C接口和Micro-USB接口两种，这决定你需要使用哪种USB线将其连接到电脑。现在的手机都应该是Type-C接口的了，所以Type-C接口应该更方便一些。

开发板虽然已经可以将引脚直接连接到外部传感器进行相应的数据采集工作、并可以直接驱动LED、显示屏等外部设备，但对于咱们的智能小车来说还有一点点的不太方便，那就是没有固定孔，无法很方便的将开发板固定到智能小车上。

解决这个问题通常有两个办法，一个是使用面包板来进行固定，先将开发板插到面包板上，然后再将面包板固定到小车上。另一个就是采购一块儿与开发板配套的扩展板，将扩展板固定到小车上，然后再将开发板插接到扩展板上。

我采用的是扩展板的方案。目前市场上的扩展板主要有以下两种：

用这个扩展板的好处就是有专门的固定孔，可以方便的将扩展板利用我们前期准备的六角铜柱固定到小车的底盘上。另外，还提供了专门供电接口和稳压电路以及提供了一系列供电和接地的排针，方便使用外部供电和连接外部传感器的连接。

在选用扩展板的时候，要注意的一点就是这两种扩展板的主要差别就是引脚数量不同，前边的是38引脚的，后边的是30引脚的。这个要根据你所选择的ESP32开发板的引脚数量来选择引脚数目相同的扩展板。

好了，这篇文章就到这里了。下一篇将讲解电机和电机驱动模块。