模组nod32

ESP32-WROOM-32技术规格书版本2.
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目录1概述12管脚定义32.
1管脚布局32.
2管脚定义32.
3Strapping管脚53功能描述63.
1CPU和片上存储63.
2外部Flash和SRAM63.
3晶振63.
4RTC和低功耗管理74外设接口和传感器85电气特性95.
1绝对最大额定值95.
2建议工作条件95.
3直流电气特性(3.
3V,25°C)95.
4Wi-Fi射频105.
5低功耗蓝牙射频105.
5.
1接收器105.
5.
2发射器115.
6回流焊温度曲线126电路原理图137外围原理图148模组尺寸169PCB封装图形1710学习资源1810.
1必读资料1810.
2必备资源18修订历史19表格1ESP32-WROOM-32产品规格12管脚定义33Strapping管脚54不同功耗模式下的功耗75绝对最大额定值96建议工作条件97直流电气特性98Wi-Fi射频特性109低功耗蓝牙接收器特性1010低功耗蓝牙发射器特性11插图1ESP32-WROOM-32管脚布局前视图32回流焊温度曲线123ESP32-WROOM-32电路原理图134ESP32-WROOM-32外围原理图145VDD33放电电路图146复位电路157ESP32-WROOM-32尺寸168PCB封装图形171.
概述1.
概述ESP32-WROOM-32是一款通用型Wi-Fi+BT+BLEMCU模组,功能强大,用途广泛,可以用于低功耗传感器网络和要求极高的任务,例如语音编码、音频流和MP3解码等.
此款模组的核心是ESP32-D0WDQ6芯片*,具有可扩展、自适应的特点.
两个CPU核可以被单独控制.
时钟频率的调节范围为80MHz到240MHz.
用户可以切断CPU的电源,利用低功耗协处理器来不断地监测外设的状态变化或某些模拟量是否超出阈值.
ESP32还集成了丰富的外设,包括电容式触摸传感器、霍尔传感器、低噪声传感放大器,SD卡接口、以太网接口、高速SDIO/SPI、UART、I2S和I2C等.
说明:*关于ESP32系列芯片的产品型号说明请参照文档《ESP32技术规格书》.
模组集成了传统蓝牙、低功耗蓝牙和Wi-Fi,具有广泛的用途:Wi-Fi支持极大范围的通信连接,也支持通过路由器直接连接互联网;而蓝牙可以让用户连接手机或者广播BLEBeacon以便于信号检测.
ESP32芯片的睡眠电流小于5A,使其适用于电池供电的可穿戴电子设备.
模组支持的数据传输速率高达150Mbps,天线输出功率达到20.
5dBm,可实现最大范围的无线通信.
因此,这款模组拥有行业领先的技术规格,在高集成度、无线传输距离、功耗以及网络联通等方面性能极佳.
ESP32的操作系统是带有LwIP的freeRTOS,还内置了带有硬件加速功能的TLS1.
2.
芯片同时支持OTA加密升级,开发者可以在产品发布之后继续升级.
表1列出了ESP32-WROOM-32的产品规格.
表1:ESP32-WROOM-32产品规格类别项目产品规格认证RF认证FCC/CE/IC/TELEC/KCC/SRRC/NCCWi-Fi认证Wi-FiAlliance蓝牙认证BQB环保认证RoHS/REACHWi-Fi协议802.
11b/g/n(802.
11n,速度高达150Mbps)A-MPDU和A-MSDU聚合,支持0.
4s保护间隔频率范围2.
4GHz~2.
5GHz蓝牙协议符合蓝牙v4.
2BR/EDR和BLE标准射频具有–97dBm灵敏度的NZIF接收器Class-1,Class-2和Class-3发射器AFH音频CVSD和SBC音频EspressifSystems1ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
51.
概述类别项目产品规格硬件模组接口SD卡、UART、SPI、SDIO、I2C、LEDPWM、电机PWM、I2S、IRGPIO、电容式触摸传感器、ADC、DAC片上传感器霍尔传感器板上时钟40MHz晶振工作电压/供电电压2.
7V~3.
6V工作电流平均:80mA供电电流最小:500mA建议工作温度范围–40°C~+85°C封装尺寸(18±0.
2)mmx(25.
5±0.
2)mmx(3.
1±0.
15)mm软件Wi-Fi模式Station/SoftAP/SoftAP+Station/P2PWi-Fi安全机制WPA/WPA2/WPA2-Enterprise/WPS加密类型AES/RSA/ECC/SHA固件升级UART下载/OTA(通过网络或主机下载和写固件)软件开发支持云服务器开发/SDK用于用户固件开发网络协议IPv4、IPv6、SSL、TCP/UDP/HTTP/FTP/MQTT用户配置AT+指令集、云端服务器、安卓/iOSappEspressifSystems2ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
52.
管脚定义2.
管脚定义2.
1管脚布局图1:ESP32-WROOM-32管脚布局前视图2.
2管脚定义ESP32-WROOM-32共有38个管脚,具体描述参见表2.
表2:管脚定义名称编号类型功能GND1P接地3V32P供电EN3I使能模组,高电平有效.
SENSOR_VP4IGPIO36,ADC1_CH0,RTC_GPIO0SENSOR_VN5IGPIO39,ADC1_CH3,RTC_GPIO3IO346IGPIO34,ADC1_CH6,RTC_GPIO4IO357IGPIO35,ADC1_CH7,RTC_GPIO5IO328I/OGPIO32,XTAL_32K_P(32.
768kHz晶振输入),ADC1_CH4,TOUCH9,RTC_GPIO9EspressifSystems3ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
52.
管脚定义名称编号类型功能IO339I/OGPIO33,XTAL_32K_N(32.
768kHz晶振输出),ADC1_CH5,TOUCH8,RTC_GPIO8IO2510I/OGPIO25,DAC_1,ADC2_CH8,RTC_GPIO6,EMAC_RXD0IO2611I/OGPIO26,DAC_2,ADC2_CH9,RTC_GPIO7,EMAC_RXD1IO2712I/OGPIO27,ADC2_CH7,TOUCH7,RTC_GPIO17,EMAC_RX_DVIO1413I/OGPIO14,ADC2_CH6,TOUCH6,RTC_GPIO16,MTMS,HSPICLK,HS2_CLK,SD_CLK,EMAC_TXD2IO1214I/OGPIO12,ADC2_CH5,TOUCH5,RTC_GPIO15,MTDI,HSPIQ,HS2_DATA2,SD_DATA2,EMAC_TXD3GND15P接地IO1316I/OGPIO13,ADC2_CH4,TOUCH4,RTC_GPIO14,MTCK,HSPID,HS2_DATA3,SD_DATA3,EMAC_RX_ERSHD/SD2*17I/OGPIO9,SD_DATA2,SPIHD,HS1_DATA2,U1RXDSWP/SD3*18I/OGPIO10,SD_DATA3,SPIWP,HS1_DATA3,U1TXDSCS/CMD*19I/OGPIO11,SD_CMD,SPICS0,HS1_CMD,U1RTSSCK/CLK*20I/OGPIO6,SD_CLK,SPICLK,HS1_CLK,U1CTSSDO/SD0*21I/OGPIO7,SD_DATA0,SPIQ,HS1_DATA0,U2RTSSDI/SD1*22I/OGPIO8,SD_DATA1,SPID,HS1_DATA1,U2CTSIO1523I/OGPIO15,ADC2_CH3,TOUCH3,MTDO,HSPICS0,RTC_GPIO13,HS2_CMD,SD_CMD,EMAC_RXD3IO224I/OGPIO2,ADC2_CH2,TOUCH2,RTC_GPIO12,HSPIWP,HS2_DATA0,SD_DATA0IO025I/OGPIO0,ADC2_CH1,TOUCH1,RTC_GPIO11,CLK_OUT1,EMAC_TX_CLKIO426I/OGPIO4,ADC2_CH0,TOUCH0,RTC_GPIO10,HSPIHD,HS2_DATA1,SD_DATA1,EMAC_TX_ERIO1627I/OGPIO16,HS1_DATA4,U2RXD,EMAC_CLK_OUTIO1728I/OGPIO17,HS1_DATA5,U2TXD,EMAC_CLK_OUT_180IO529I/OGPIO5,VSPICS0,HS1_DATA6,EMAC_RX_CLKIO1830I/OGPIO18,VSPICLK,HS1_DATA7IO1931I/OGPIO19,VSPIQ,U0CTS,EMAC_TXD0NC32--IO2133I/OGPIO21,VSPIHD,EMAC_TX_ENRXD034I/OGPIO3,U0RXD,CLK_OUT2TXD035I/OGPIO1,U0TXD,CLK_OUT3,EMAC_RXD2IO2236I/OGPIO22,VSPIWP,U0RTS,EMAC_TXD1IO2337I/OGPIO23,VSPID,HS1_STROBEGND38P接地注意:*管脚SCK/CLK,SDO/SD0,SDI/SD1,SHD/SD2,SWP/SD3,和SCS/CMD,即GPIO6至GPIO11用于连接模组上集成的SPIflash,不建议用于其他功能.
EspressifSystems4ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
52.
管脚定义2.
3Strapping管脚ESP32共有5个Strapping管脚,可参考章节6电路原理图:MTDIGPIO0GPIO2MTDOGPIO5软件可以读取寄存器"GPIO_STRAPPING"中这5个管脚strapping的值.
在芯片的系统复位(上电复位、RTC看门狗复位、欠压复位)过程中,Strapping管脚对电平采样并存储到锁存器中,锁存为"0"或"1",并一直保持到芯片掉电或关闭.
每一个Strapping管脚都会连接内部上拉/下拉.
如果一个Strapping管脚没有外部连接或者连接的外部线路处于高阻抗状态,内部弱上拉/下拉将决定Strapping管脚输入电平的默认值.
为改变Strapping的值,用户可以应用外部下拉/上拉电阻,或者应用主机MCU的GPIO控制ESP32上电复位时的Strapping管脚电平.
复位后,Strapping管脚和普通管脚功能相同.
配置Strapping管脚的详细启动模式请参阅表3.
表3:Strapping管脚内置LDO(VDD_SDIO)电压管脚默认3.
3V1.
8VMTDI下拉01系统启动模式管脚默认SPI启动模式下载启动模式GPIO0上拉10GPIO2下拉无关项0系统启动过程中,控制U0TXD打印管脚默认U0TXD正常打印U0TXD上电不打印MTDO上拉10SDIO从机信号输入输出时序管脚默认下降沿输入下降沿输出下降沿输入上升沿输出上升沿输入下降沿输出上升沿输入上升沿输出MTDO上拉0011GPIO5上拉0101说明:固件可以通过配置一些寄存器比特位,在启动后改变"内置LDO(VDD_SDIO)电压"和"SDIO从机信号输入输出时序"的设定.
因为模组内置了3.
3VSPIflash,所以上电时不能将MTDI置1.
EspressifSystems5ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
53.
功能描述3.
功能描述本章描述了ESP32-WROOM-32的各个模块和功能.
3.
1CPU和片上存储ESP32-D0WDQ6内置两个低功耗Xtensa32-bitLX6MCU.
片上存储包括:448kB的ROM,用于程序启动和内核功能调用用于数据和指令存储的520kB片上SRAMRTC快速存储器,为8kB的SRAM,可以在Deep-sleep模式下RTC启动时用于数据存储以及被主CPU访问RTC慢速存储器,为8kB的SRAM,可以在Deep-sleep模式下被协处理器访问1kbit的eFuse,其中256bit为系统专用(MAC地址和芯片设置);其余768bit保留给用户程序,这些程序包括flash加密和芯片ID3.
2外部Flash和SRAMESP32支持多个外部QSPIflash和静态随机存储器(SRAM).
详情可参考《ESP32技术参考手册》中的SPI章节.
ESP32还支持基于AES的硬件加解密功能,从而保护开发者flash中的程序和数据.
ESP32可通过高速缓存访问外部QSPIflash和SRAM:外部flash可以同时映射到CPU指令和只读数据空间.
外部flash最大可支持16MB.
–当映射到CPU指令空间时,一次最多可映射11MB+248KB.
如果一次映射超过3MB+248KB,则cache性能可能由于CPU的推测性读取而降低.
–当映射到只读数据空间时,一次最多可以映射4MB.
支持8-bit、16-bit和32-bit读取.
外部SRAM可映射到CPU数据空间.
外部SRAM最大可支持8MB.
一次最多可映射4MB.
支持8-bit、16-bit和32-bit访问.
ESP32-WROOM-32集成了4MB的SPIflash,可以映射到CPU代码空间,支持8-bit、16-bit和32-bit访问,并可执行代码.
ESP32的管脚GPIO6,GPIO7,GPIO8,GPIO9,GPIO10和GPIO11用于连接模组集成的SPIflash,不建议用于其他功能.
3.
3晶振模组使用40MHz晶振.
EspressifSystems6ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
53.
功能描述3.
4RTC和低功耗管理ESP32采用了先进的电源管理技术,可以在不同的功耗模式之间切换.
功耗模式–Active模式:芯片射频处于工作状态.
芯片可以接收、发射和侦听信号.
–Modem-sleep模式:CPU可运行,时钟可被配置.
Wi-Fi/蓝牙基带和射频关闭.
–Light-sleep模式:CPU暂停运行.
RTC存储器和外设以及ULP协处理器运行.
任何唤醒事件(MAC、主机、RTC定时器或外部中断)都会唤醒芯片.
–Deep-sleep模式:CPU和大部分外设都会掉电,只有RTC存储器和RTC外设处于工作状态.
Wi-Fi和蓝牙连接数据存储在RTC中.
ULP协处理器可以工作.
–Hibernation模式:内置的8MHz振荡器和ULP协处理器均被禁用.
RTC内存恢复电源被切断.
只有1个位于低速时钟上的RTC时钟定时器和某些RTCGPIO在工作.
RTC时钟定时器或RTCGPIO可以将芯片从Hibernation模式中唤醒.
设备在不同的功耗模式下有不同的电流消耗,详情请见下表.
表4:不同功耗模式下的功耗功耗模式描述功耗Active(射频工作)Wi-FiTxpacket详见《ESP32技术规格书》Wi-Fi/BTTxpacketWi-Fi/BTRx和侦听Modem-sleepCPU处于工作状态最大速度(240MHz):30mA~50mA正常速度(80MHz):20mA~25mA慢速(2MHz):2mA~4mALight-sleep-0.
8mADeep-sleepULP协处理器处于工作状态150A超低功耗传感器监测方式100A@1%dutyRTC定时器+RTC存储器10AHibernation仅有RTC定时器处于工作状态5A关闭CHIP_PU脚拉低,芯片处于关闭状态0.
1A说明:在Wi-Fi开启的场景中,芯片会在Active和Modem-sleep模式之间切换,功耗也会在两种模式间变化.
Modem-sleep模式下,CPU频率自动变化,频率取决于CPU负载和使用的外设.
Deep-sleep模式下,仅ULP协处理器处于工作状态时,可以操作GPIO及低功耗I2C.
当系统处于超低功耗传感器监测模式时,ULP协处理器和传感器周期性工作,ADC以1%占空比工作,系统功耗典型值为100A.
EspressifSystems7ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
54.
外设接口和传感器4.
外设接口和传感器详见《ESP32技术规格书》中外设接口和传感器章节.
说明:GPIO6-11已用于连接模组上集成的SPIflash,其它外设可以使用除GPIO6-11以外的任一GPIO,详见6原理图.
EspressifSystems8ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
55.
电气特性5.
电气特性5.
1绝对最大额定值超出绝对最大额定值表可能导致器件永久性损坏.
这只是强调的额定值,不涉及器件在这些或其它条件下超出本技术规格指标的功能性操作.
表5:绝对最大额定值符号参数最小值最大值单位VDD33-–0.
33.
6VTstore存储温度–40150°C5.
2建议工作条件表6:建议工作条件符号参数最小值典型值最大值单位VDD33-2.
73.
33.
6VIVDD外部电源的供电电流0.
5--AT工作温度–40-85°C5.
3直流电气特性(3.
3V,25°C)表7:直流电气特性符号参数最小值典型值最大值单位CIN管脚电容-2-pFVIH高电平输入电压0.
75*VDD1-VDD+0.
3VVIL低电平输入电压–0.
3-0.
25*VDDVIIH高电平输入电流--50nAIIL低电平输入电流--50nAVOH高电平输出电压0.
8*VDD--VVOL低电平输出电压--0.
1*VDDVIOH高电平拉电流(VDD=3.
3V,VOH=2.
64V,PAD_DRIVER=3)-40-mAIOL低电平灌电流(VDD=3.
3V,VOL=0.
495V,PAD_DRIVER=3)-28-mARPU上拉电阻-45-kRPD下拉电阻-45-kVIL_nRSTEN复位模组的低电平输入电压--0.
6V1.
VDD是I/O的供电电源,具体请参考《ESP32技术规格书》附录中表IO_MUX.
EspressifSystems9ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
55.
电气特性5.
4Wi-Fi射频表8:Wi-Fi射频特性参数最小值典型值最大值单位输入频率2412-2484MHz输出阻抗--输出功率72.
2MbpsPA输出功率131415dBm11b模式下PA输出功率19.
52020.
5dBm灵敏度DSSS,1Mbps-–98-dBmCCK,11Mbps-–91-dBmOFDM,6Mbps-–93-dBmOFDM,54Mbps-–75-dBmHT20,MCS0-–93-dBmHT20,MCS7-–73-dBmHT40,MCS0-–90-dBmHT40,MCS7-–70-dBmMCS32-–89-dBm邻道抑制OFDM,6Mbps-37-dBOFDM,54Mbps-21-dBHT20,MCS0-37-dBHT20,MCS7-20-dB使用IPEX天线的模组输出阻抗为50,不使用IPEX天线的模组可无需关注输出阻抗.
5.
5低功耗蓝牙射频5.
5.
1接收器表9:低功耗蓝牙接收器特性参数条件最小值典型值最大值单位灵敏度@30.
8%PER--–97-dBm最大接收信号@30.
8%PER-0--dBm共信道抑制比C/I--+10-dB邻道抑制比C/IF=F0+1MHz-–5-dBF=F0–1MHz-–5-dBF=F0+2MHz-–25-dBF=F0–2MHz-–35-dBF=F0+3MHz-–25-dBF=F0–3MHz-–45-dBEspressifSystems10ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
55.
电气特性参数条件最小值典型值最大值单位带外阻塞30MHz~2000MHz–10--dBm2000MHz~2400MHz–27--dBm2500MHz~3000MHz–27--dBm3000MHz~12.
5GHz–10--dBm互调-–36--dBm5.
5.
2发射器表10:低功耗蓝牙发射器特性参数条件最小值典型值最大值单位射频发射功率--0-dBm增益控制步长--3-dBm射频功率控制范围-–12-+12dBm邻道发射功率F=F0±2MHz-–52-dBmF=F0±3MHz-–58-dBmF=F0±>3MHz-–60-dBmf1avg---265kHzf2max-247--kHzf2avg/f1avg--–0.
92--ICFT--–10-kHz漂移速率--0.
7-kHz/50s偏移--2-kHzEspressifSystems11ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
55.
电气特性5.
6回流焊温度曲线图2:回流焊温度曲线EspressifSystems12ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
56.
电路原理图6.
电路原理图图3:ESP32-WROOM-32电路原理图EspressifSystems13ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
57.
外围原理图7.
外围原理图图4:ESP32-WROOM-32外围原理图说明:MTDI应保持低电平.
ESP32-WROOM-32管脚39,可以不焊接到底板.
若用户将该管脚焊接到底板,请确保使用适量的焊锡膏.

图5:VDD33放电电路图说明:放电电路用在需要快速反复开关VDD33,且VDD33外围电路上有大电容的场景.
详情请参考《ESP32技术规格书》中电源管理章节.
EspressifSystems14ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
57.
外围原理图图6:复位电路说明:当使用电池给ESP32系列芯片和模组供电时,为避免电池电压过低导致芯片进入异常状态不能正常启动,一般推荐外接PowerSupplySupervisor.
建议检测到供给ESP32的电压低于2.
3V时将ESP32的CHIP_PU脚拉低.
EspressifSystems15ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
58.
模组尺寸8.
模组尺寸图7:ESP32-WROOM-32尺寸说明:图中模组尺寸单位为毫米(mm).
EspressifSystems16ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
59.
PCB封装图形9.
PCB封装图形图8:PCB封装图形EspressifSystems17ESP32-WROOM-32技术规格书V2.
510.
学习资源10.
学习资源10.
1必读资料访问以下链接可下载有关ESP32的文档资料.
《ESP32技术规格书》本文档为用户提供ESP32硬件技术规格简介,包括概述、管脚定义、功能描述、外设接口、电气特性等.

《ESP-IDF编程指南》ESP32相关开发文档的汇总平台,包含硬件手册,软件API介绍等.
《ESP32技术参考手册》该手册提供了关于ESP32的具体信息,包括各个功能模块的内部架构、功能描述和寄存器配置等.