Mikrocontroller mit echter FirmwareESP32-C3FH4esp32c3

ESP32-C3 (RISC-V, Firmware)

Führt echte Firmware (Zephyr, zephyr.elf / zephyr.bin für esp32c3_devkitm) auf einem emulierten RV32IMC-Kern mit 160 MHz aus: GPIO-Matrix, UART0 (TX GPIO21), SYSTIMER, LEDC-PWM, I2C0, GP-SPI2 (CPU-Transfers), SAR-ADC-Einzelmessungen (GPIO0–5), Interrupt-Matrix; Maskenrom-Funktionen emuliert. Kein WLAN/BLE-Funk.

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Wichtige Daten

Kategorie: ICs
Simulationsmodell: Mikrocontroller mit echter Firmware
Hersteller-Teilenummer: ESP32-C3FH4
Referenzpräfix: U
Pins: 18
Land-Pattern: ESP32-C3-WROOM-02

Hinweise

Die Firmware läuft Befehl für Befehl auf einem emulierten CPU-Kern. Die nachgebildeten Peripherieblöcke (GPIO, Timer, UART, SPI, I²C, ADC und weitere, siehe Beschreibung) wirken auf die Pins der Schaltung, sodass die Analogteile rund um den Chip dieselben Spannungen und dasselbe Timing sehen wie auf einer echten Platine.

Rechtsklick auf das Bauteil und „Im Code-Editor öffnen“ wählen, um seinen Code zu schreiben und zu kompilieren; „Serieller Monitor“ zeigt seine UART-Ausgabe.
Alternativ im Inspektor eine Demo-Firmware oder eine eigene ELF-/Intel-HEX-/BIN-Datei laden.
GPIO-Pins sind echte Schaltungspins: eine LED an einem Ausgang braucht einen Vorwiderstand, ein Eingang einen definierten Pegel (Pull-up oder Pull-down).
Der Debugger in der Code-Ansicht hält an Haltepunkten und zeigt Register, Variablen und den Aufrufstapel.

Simulationsmodell

Ein emulierter CPU-Kern führt das Firmware-Binary Befehl für Befehl aus. Die GPIO-Pins sind Pins der Analogschaltung: Ausgänge treiben über einen Treiberwiderstand, Eingänge lesen die Spannung mit Schaltschwellen.

Baustein: esp32c3
CPU-Kern: RISC-V RV32IMC
Emulator: RISC-V-Emulator
Firmware: Zephyr-Projekt in der Code-Ansicht, oder eigene ELF-/BIN-Datei
Flash / RAM für Firmware: 4 MB / 400 KB
Versorgungspins: VDD / GND
Zugeordnete GPIO-Pins: 16

Pins 18

simuliertnur echter ChipPin-Funktionen aus dem Emulator und dem Datenblatt.

Pin	Name	Funktionen	Verwendung
VDD	3V3Versorgung		Versorgung 3,0–3,6 V, mindestens 500 mA Spitze für das Funkteil
GND	GNDMasse		Masse
GPIO0	GPIO0Ein-/Ausgang	ADC1_CH0XTAL_32K_PLEDC_PWMI2C0SPI2	GPIO oder Analogeingang (SAR-ADC)
GPIO1	GPIO1Ein-/Ausgang	ADC1_CH1XTAL_32K_NLEDC_PWMI2C0SPI2	GPIO oder Analogeingang (SAR-ADC)
GPIO2	GPIO2Ein-/Ausgang	ADC1_CH2FSPIQLEDC_PWMI2C0SPI2	Strapping-Pin: muss beim Start High sein (10-kΩ-Pull-up)
GPIO3	GPIO3Ein-/Ausgang	ADC1_CH3LEDC_PWMI2C0SPI2	GPIO oder Analogeingang (SAR-ADC)
GPIO4	GPIO4Ein-/Ausgang	ADC1_CH4MTMSLEDC_PWMI2C0SPI2	JTAG (MTMS) oder Analogeingang; sonst GPIO
GPIO5	GPIO5Ein-/Ausgang	ADC2_CH0MTDILEDC_PWMI2C0SPI2	JTAG (MTDI) oder Analogeingang; sonst GPIO
GPIO6	GPIO6Ein-/Ausgang	MTCKLEDC_PWMI2C0SPI2	JTAG (MTCK); sonst GPIO
GPIO7	GPIO7Ein-/Ausgang	MTDOLEDC_PWMI2C0SPI2	JTAG (MTDO); sonst GPIO
GPIO8	GPIO8Ein-/Ausgang	LEDC_PWMI2C0SPI2	Strapping-Pin: muss beim Start High sein (10-kΩ-Pull-up); RGB-LED auf dem DevKitM-1
GPIO9	GPIO9Ein-/Ausgang	LEDC_PWMI2C0SPI2	BOOT-Taster: High beim Reset = aus dem Flash starten, Low = Download-Modus
GPIO10	GPIO10Ein-/Ausgang	LEDC_PWMI2C0SPI2	GPIO; I2C0, GP-SPI2 und LEDC-PWM lassen sich hierher legen (GPIO-Matrix)
GPIO18	GPIO18Ein-/Ausgang	USB_D-LEDC_PWMI2C0SPI2	USB D− des eingebauten USB-Seriell/JTAG (nur echter Chip)
GPIO19	GPIO19Ein-/Ausgang	USB_D+LEDC_PWMI2C0SPI2	USB D+ des eingebauten USB-Seriell/JTAG (nur echter Chip)
GPIO20	GPIO20/RXEin-/Ausgang	U0RXDLEDC_PWMI2C0SPI2	UART0 RX: Konsole / Flashen
GPIO21	GPIO21/TXEin-/Ausgang	U0TXDLEDC_PWMI2C0SPI2	UART0 TX: Konsolenausgabe (Zephyr printk)
EN	ENEin-/Ausgang	CHIP_EN	Chip-Enable / Reset: 10 kΩ nach 3V3 und 1 µF nach GND

Parameter 1

Bauformpackage

StandardWROOM-02

WROOM-02QFN32

Leiterplatte

Geprüftes Land-PatternESP32-C3-WROOM-02

Bauform	Land-Pattern	Status	Quelle
WROOM-02 · ESP32-C3-WROOM-02-N4	ESP32-C3-WROOM-02	Geprüftes Land-Pattern	KiCad-10.0.7-Bibliothek: Symbol ESP32-C3-WROOM-02 (Pin-Nummern), Footprint RF_Module:ESP32-C3-WROOM-02 (IPC-7351B-Landmuster); module ESP32-C3-WROOM-02 (4 MB flash, 40 MHz crystal and PCB antenna on the module; Espressif datasheet §3/§7); keep the antenna area free of copper and at the board edge
`EN` EN: 10 kΩ an 3V3 und 1 µF an GND (RC-Einschaltverzögerung, Datenblatt WROOM-02 §4.2) `GPIO9` GPIO9 (BOOT) beim Reset high: interner Pull-up bzw. Boot-Taster gegen GND `GPIO8` GPIO8 muss beim Booten high sein (Strapping-Pin, 10 kΩ Pull-up) `GPIO2` GPIO2 muss beim Booten high sein (Strapping-Pin, 10 kΩ Pull-up)
QFN32 · ESP32-C3FH4	QFN-32-1EP_5x5mm_P0.5mm_EP3.7x3.7mm	Entwurf: vor der Fertigung prüfen	KiCad-10.0.7-Bibliothek: Symbol ESP32-C3 (Pin-Nummern), Footprint Package_DFN_QFN:QFN-32-1EP_5x5mm_P0.5mm_EP3.7x3.7mm (IPC-7351B-Landmuster)
Benötigt: nackter ESP32-C3 (QFN-32 5×5 mm): braucht die Espressif-Referenzbeschaltung (40-MHz-Quarz an XTAL_P/N, HF-Anpassung und Antenne an LNA_IN, Abblockung VDD_SPI und Versorgung). Ohne eigenes HF-Design das Modul WROOM-02 nehmen.