Распиновка ESP32-C3: пины Super Mini, strapping и отличия от ESP32

Что за чип: одно ядро RISC-V и 22 GPIO

ESP32-C3 — одиночное 32-битное ядро RISC-V до 160 МГц с 400 КБ SRAM, радиомодулем WiFi 2.4 ГГц (b/g/n) и BLE 5.0. Программируемых GPIO у чипа 22, но добраться можно не до всех: GPIO11–17 отданы внутренней флеш-памяти (на Super Mini её обычно 4 МБ), GPIO18 и GPIO19 заняты USB — это линии D- и D+ разъёма. На колодку Super Mini выведено 13 ножек: GPIO0–10 плюс GPIO20 (RX) и GPIO21 (TX), рядом питание 5V, 3V3 и GND — всего 16 выводов с шагом 2.54 мм.

На DevKitM-1 тот же чип упакован в металлический модуль ESP32-C3-WROOM-02 с антенной внутри, у Super Mini кристалл распаян прямо на плате — распиновка от упаковки не меняется. Второй сюрприз — USB: COM-порт поднимает сам чип через встроенную периферию USB Serial/JTAG, поэтому конвертер CH340 или CP2102 на плате не нужен. В Arduino IDE за это отвечает опция USB CDC On Boot: включена — Serial пишет в USB, выключена — молчит.

Таблица пинов Super Mini: все 16 выводов

Strapping-пины GPIO2, GPIO8 и GPIO9: что нельзя грузить на старте

При подаче питания и каждом сбросе чип сначала опрашивает GPIO2, GPIO8 и GPIO9 — по их уровню решает, откуда загружаться. GPIO9 обязан стоять в единице (у него внутренняя подтяжка): на Super Mini к нему приделана кнопка BOOT, и её нажатие при сбросе прижимает пин к земле — плата уходит в режим прошивки вместо запуска скетча. GPIO8 тоже должен быть в единице (подтяжка там есть), а GPIO2 не должен лежать в нуле в момент старта. После загрузки все три становятся обычными пинами.

Грабля в том, что периферия на этих пинах в момент подачи питания выбирает режим загрузки за вас. Кнопка на GPIO2 в отжатом состоянии безобидна, а вот датчик, чей выход при включении держит ноль, уводит плату не туда — со стороны это выглядит как брак. Правило простое: всё, что тянет GPIO2, GPIO8 или GPIO9, подключайте так, чтобы при сбросе на пине стояла единица, и проверяйте плату с полной обвязкой, а не с голым чипом.

АЦП: пять каналов ADC1 и ADC2, который замирает при WiFi

Аналоговых входов по документации шесть: ADC1 занимает GPIO0–GPIO4 — это пять каналов, ADC2 — GPIO5 и GPIO6, ещё два. Оба АЦП 12-битные, шкала 0–4095. У ADC2 жёсткое условие: при работающем WiFi он недоступен, чтение возвращает мусор. Отсюда раскладка: датчики с аналоговым выходом — на GPIO0–4, если в скетче есть WiFi. И помните про диапазон: логика 3.3 В, выше питания на вход лезть нельзя, а при аттенюации по умолчанию линейный участок шкалы заканчивается около 2.5–2.8 В — крайние единицы приглушены.

Мигалка на GPIO8 и кнопка BOOT

// ESP32-C3 Super Mini: бортовой LED на GPIO8 (инверсный),
// кнопка BOOT на GPIO9 с подтяжкой к единице
 
const int LED = 8;
const int BOOT_BTN = 9;
 
void setup() {
  pinMode(LED, OUTPUT);
  pinMode(BOOT_BTN, INPUT_PULLUP);
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop() {
  digitalWrite(LED, LOW);            // зажгли: пин прижат к земле
  delay(100);
  digitalWrite(LED, HIGH);           // погасили
  delay(400);
 
  if (digitalRead(BOOT_BTN) == LOW) {  // BOOT прижата — пин в нуле
    Serial.println("boot=1");
    digitalWrite(LED, LOW);            // короткая вспышка-квитанция
    delay(50);
    digitalWrite(LED, HIGH);
  }
}

• Аналоговые датчики — GPIO0–4: единственная пятёрка ADC1, которая работает при включённом WiFi
• I2C — SDA на GPIO8, SCL на GPIO9 по умолчанию; Wire.begin(sda, scl) переносит шину, например на GPIO4 и GPIO5
• UART — GPIO20 (RX) и GPIO21 (TX): GPS, другие платы и serial-модули; при USB CDC On Boot они свободны
• Кнопки и цифровые входы — любой из GPIO0–10: только эта группа умеет читать после загрузки
• Strapping-тройка GPIO2, GPIO8, GPIO9 — в последнюю очередь: сначала убедитесь, что их уровень при сбросе не мешает загрузке

ESP32-C3 против классического ESP32 и Nano Every

Мой расклад: C3 — для дешёвых WiFi-узлов, где пару датчиков надо выкинуть в сеть и уснуть; классический ESP32 — когда нужны ЦАП на GPIO25/26, десяток touch-кнопок или второе ядро под тяжёлый скетч; Nano Every — когда 5-вольтовая логика и шилды от Uno важнее беспроводности, а памяти 328P уже мало. Про питание обеих 3.3-вольтовых плат — гайд по питанию, сосед по колодке разобран в распиновке Arduino Nano, а прямой родственник по чипу 4809 — в распиновке Nano Every.

Частые вопросы