Seeed Studio XIAO ESP32S3
Fiche de référence de la carte XIAO ESP32S3 utilisée dans l'atelier microcontrôleurs : caractéristiques, brochage et points d'attention.
La XIAO ESP32S3 de Seeed Studio est une carte de développement minuscule (21 × 17,8 mm) autour du SoC ESP32-S3. C’est la carte utilisée tout au long de l’atelier, du premier Blink jusqu’au projet Snake multijoueur.
Elle réunit le microcontrôleur, 8 Mo de Flash, 8 Mo de PSRAM, une antenne Wi-Fi/Bluetooth, un connecteur USB-C et 11 broches d’entrées/sorties, prête à être programmée en Arduino-ESP32. Pour comprendre ce qu’elle contient, voir le concept Architecture d’un microcontrôleur.
| Élément | Valeur |
|---|---|
| SoC | ESP32-S3 |
| CPU | Xtensa LX7 double cœur, 32 bits, jusqu’à 240 MHz |
| RAM | 512 Ko SRAM interne + 8 Mo PSRAM |
| Flash | 8 Mo externe (16 Mo sur la variante Plus) |
| GPIO | 11 broches exposées (D0 à D10) |
| ADC | 9 broches analogiques, toutes sur ADC1 |
| Connectivité | Wi-Fi 2,4 GHz 802.11 b/g/n + Bluetooth 5 LE |
| Tension logique | 3,3 V |
| USB | USB-C relié à l’USB natif de l’ESP32-S3 (pas de puce USB-série) |
Sur la carte, les broches sont sérigraphiées D0 à D10. Dans le code, Arduino-ESP32 accepte ces noms (D3, A0…) ou directement le numéro de GPIO.
| Broche | GPIO | Fonctions | Rôle dans l’atelier (PCB du projet) |
|---|---|---|---|
| D0 | GPIO1 | ADC1, tactile | Joystick : axe X (gauche/droite) |
| D1 | GPIO2 | ADC1, tactile | Joystick : axe Y (haut/bas) |
| D2 | GPIO3 | ADC1, tactile, strapping | Bouton du joystick (START / RETRY) |
| D3 | GPIO4 | ADC1, tactile | Connecteur I2C : SDA |
| D4 | GPIO5 | ADC1, I2C SDA par défaut | Connecteur I2C : SCL |
| D5 | GPIO6 | ADC1, I2C SCL par défaut | Bouton joueur 1 : BAS (SW1) |
| D6 | GPIO43 | UART0 TX | Bouton joueur 1 : HAUT (SW2, via 1 kΩ) |
| D7 | GPIO44 | UART0 RX | Écran : RESET |
| D8 | GPIO7 | ADC1, SPI SCK par défaut | Écran : DC |
| D9 | GPIO8 | ADC1, SPI MISO par défaut | Écran : SCK |
| D10 | GPIO9 | ADC1, SPI MOSI par défaut | Écran : MOSI |
Les 11 broches sont toutes utilisées par le PCB du projet. Pour économiser des broches, le Chip Select (CS) de l’écran est relié en permanence à GND (l’écran est le seul composant du bus SPI) et son rétroéclairage (LED/BLK) directement au 3V3. Le bus I2C (D3/D4) est sorti sur un connecteur d’extension 4 broches (avec ses résistances de pull-up de 4,7 kΩ), qui n’est pas utilisé par le Pong : il reste disponible pour ajouter un module plus tard.
Sur le PCB, l’horloge SPI est sur D9 et la sélection commande/donnée (DC) sur D8, alors que le SCK par défaut de la XIAO est D8. Ce n’est pas un problème sur l’ESP32-S3 : la GPIO matrix route le SPI vers n’importe quelle broche. Il faut simplement déclarer les bons numéros de GPIO dans la configuration de la bibliothèque de l’écran (voir le tutoriel Écran SPI et game loop).
Toutes les broches analogiques exposées (GPIO1 à GPIO9) appartiennent à l’ADC1, qui reste utilisable Wi-Fi activé. Le piège de l’ADC2 (voir le concept ADC & PWM) ne concerne que les GPIO11 à 20, non sortis sur cette carte.
| Élément | Remarque |
|---|---|
| GPIO3 (D2) | Broche de strapping (source du JTAG), lue au reset mais sans effet tant que les eFuses de la puce ne sont pas configurés : utilisable comme une broche ordinaire |
| GPIO43 / GPIO44 (D6 / D7) | UART0 matériel. Le moniteur série passant par l’USB natif, ils sont libres. Au démarrage, la puce émet ses messages de boot sur GPIO43 (TX) : c’est pourquoi le bouton SW2 y est relié à travers une résistance de 1 kΩ, qui limite le courant si on appuie pendant le démarrage |
| GPIO21 | LED utilisateur orange (LED_BUILTIN), non sortie sur une broche. Logique inversée : LOW l’allume |
| Bouton BOOT (GPIO0) et RESET | Entrée en mode téléversement et redémarrage |
Le connecteur USB-C est relié directement à l’USB natif de l’ESP32-S3 : il n’y a pas de puce USB-série (CP2102, CH340), donc pas de driver à installer sous Windows 10/11, macOS ou Linux (sous Linux, l’utilisateur doit appartenir au groupe dialout).
Le moniteur série (Serial) passe par cet USB natif : c’est l’option ARDUINO_USB_CDC_ON_BOOT=1 de la configuration PlatformIO seeed_xiao_esp32s3. Conséquence pratique : le port série disparaît et réapparaît à chaque reset, et les messages envoyés dans les toutes premières millisecondes de setup() peuvent être perdus avant que l’ordinateur ait rouvert le port.
Un programme qui plante en boucle peut empêcher l’USB natif de démarrer : le port disparaît. Maintenir BOOT enfoncé en branchant le câble USB force le mode téléversement ; on peut alors reflasher, puis appuyer sur RESET pour relancer le programme.
Les broches de l’ESP32-S3 ne tolèrent pas 5 V en entrée. Pour dialoguer avec un composant 5 V, passer par un pont diviseur ou un convertisseur de niveau (voir le concept GPIO & monde numérique).
seeed_xiao_esp32s3, et premier flashage dans le tutoriel Vérification de la toolchain.