ESP32-S

ESP32-S Wi-Fi+BT SoC 模组 ESP32-S 规格书 版本 V1 版权 ©2019 Copyright © 2019 Shenzhen Ai-Thinker Technology Co., Ltd All Rights Reserved 第 1 页 共 11 页 ESP32-S Wi-Fi+BT SoC 模组 免责申明和版权公告 本文中的信息，包括供参考的 URL 地址，如有变更，恕不另行通知。 文档“按现状”提供，不负任何担保责任，包括对适销性、适用于特定 用途或非侵权性的任何担保，和任何提案、规格或样品在他处提到的任何担 保。本文档不负任何责任，包括使用本文档内信息产生的侵犯任何专利权行 为的责任。本文档在此未以禁止反言或其他方式授予任何知识产权使⽤许 可，不管是明示许可还是暗示许可。 文中所得测试数据均为安信可实验室测试所得，实际结果可能略有差 异。 Wi-Fi 联盟成员标志归 Wi-Fi 联盟所有。 文中提到的所有商标名称、商标和注册商标均属其各自所有者的财产， 特此声明。 最终解释权归深圳市安信可科技有限公司所有。 注 意 由于产品版本升级或其他原因，本手册内容有可能变更。深圳市安信可 科技有限公司保留在没有任何通知或者提示的情况下对本手册的内容进行 修改的权利。本手册仅作为使用指导，深圳市安信可科技有限公司尽全力在 本手册中提供准确的信息，但是深圳市安信可科技有限公司并不确保手册内 容完全没有错误，本手册中的所有陈述、信息和建议也不构成任何明示或暗 示的担保。 Copyright © 2019 Shenzhen Ai-Thinker Technology Co., Ltd All Rights Reserved 第 2 页 共 11 页 ESP32-S Wi-Fi+BT SoC 模组 一、 产品概述 ESP32-S 是一款通用型 WiFi-BT-BLE MCU 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 芯片，具有可扩展、自适应的特点。两个 CPU 核可以被单独控制或上 电。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。ESP32-S 模组是由安信可科技开 发的，该模块核心处理器 ESP32 内置两个低功耗 Xtensa®32-bit LX6 MCU，主频支持 80 MHz、160 MHz 和 240MHz。 外观尺寸 特性 - 体积超小的 802.11b/g/n Wi-Fi + BT SoC 模块 - 支持 STA/AP/STA+AP 工作模式 - 采用低功耗双核 32 位 CPU，可作应用处理器 - 支持 Smart Config/AirKiss 一键配网 - 主频高达 240MHz，运算能力高达 600DMIPS - 通用 AT 指令可快速上手 - 内置 520KB SRAM - 支持串口本地升级和远程固件升级（FOTA） - 支持 UART/SPI/I2C/PWM/ADC/DAC 等接口 - 内嵌 Lwip 和 FreeRTOS - 采用 SMD-38 封装，方便焊接与测试 - 支持 OpenOCD 调试接口 - 支持多种休眠模式,深度睡眠电流最小达到 6.5 μA Copyright © 2019 Shenzhen Ai-Thinker Technology Co., Ltd All Rights Reserved 第 3 页 共 11 页 ESP32-S Wi-Fi+BT SoC 模组 主要参数 表 1.1 主要参数说明 模块型号 ESP32-S 封装 SMD-38 尺寸 18.0*25.5*3.0（±0.2）mm 认证 SRCC、FCC、CE、RoHS SPI Flash 默认 32Mbit,最大支持 128Mbit 支持接口 UART、SPI、SDIO、I2C、PWM、I2S、IR、ADC、DAC IO 口 22 个 串口速率 支持 300 ~ 4608000 bps ，默认 115200bps 蓝牙 蓝牙 4.2 BR/EDR 和 BLE 标准 Wi-Fi 802.11 b/g/n/e/i 片上传感器 霍尔传感器、温度传感器、电容式触摸传感器 频谱范围 2412 ~2484MHz 天线形式 板载 PCB 天线/外接 IPEX 802.11b: 17±2 dBm (@11Mbps) 发射功率 802.11g: 14±2 dBm (@54Mbps) 802.11n: 13±2 dBm (@MCS7) CCK, 1 Mbps : -90dBm CCK, 11 Mbps: -85dBm 接收灵敏度 6 Mbps (1/2 BPSK): -88dBm 54 Mbps (3/4 64-QAM): -70dBm MCS7 (65 Mbps, 72.2 Mbps): -67dBm Active (射频工作) Wi-Fi Tx packet 13dBm~21dBm 160~260mA Wi-Fi/BT Tx packet 0dBm 120mA Wi-Fi/BT Rx 和侦听 80~90mA 关联睡眠方式 0.9mA@DTIM3， （与 Light-sleep 模式关联） Modem-sleep CPU 处于工作状态 功耗 (典型值) 1.2mA@DTIM1 最大速度：20mA 正常速度：5~10mA 慢速：3mA Light-sleep Deep-sleep Hibernation 安全性 - 0.8mA ULP 协处理器处于工作状态 0.5mA 超低功耗传感器监测方式 25uA@1% duty RTC 定时器＋RTC 存储器 20uA 仅有 RTC 定时器处于工作状态 2.5uA WPA/WPA2/WPA2-Enterprise/WPS Copyright © 2019 Shenzhen Ai-Thinker Technology Co., Ltd All Rights Reserved 第 4 页 共 11 页 ESP32-S Wi-Fi+BT SoC 模组 供电范围 供电电压 3.0V ~ 3.6V，供电电流 >500mA 工作温度 -20 ℃ ~ 85℃ 存储环境 -40 ℃ ~ 85℃ , < 90%RH 重量 约 1.45g 二、 管脚定义 ESP32-S 模组共接出 38 个接口，如图 2.1，表 2.2 是接口定义。 图 2.1 ESP32-S 管脚示意图 表 2.2 管脚功能定义 序号 Pin 脚名称 功能说明 1 GND 接地 2 3V3 3.3V 供电（VDD）；外部供电电源输出电流建议在 500mA 以上 3 EN 芯片使能端，高电平有效 4 SENSOR_VP GPI36,SENSOR_VP,ADC_H,ADC1_CH0,RTC_GPIO0 5 SENSOR_VN GPI39,SENSOR_VN,ADC1_CH3,ADC_H,RTC_GPIO3 6 IO34 GPI34,ADC1_CH6,RTC_GPIO4 7 IO35 GPI35,ADC1_CH7,RTC_GPIO5 8 IO32 GPIO32,XTAL_32K_P(32.768kHz crystal oscillator input ADC1_CH4, TOUCH9,RTC_GPIO9 9 IO33 GPIO33,XTAL_32K_N(32.768kHz crystal oscillator output ADC1_CH5, TOUCH8,RTC_GPIO8 10 IO25 GPIO25,DAC_1,ADC2_CH8,RTC_GPIO6,EMAC_RXD0 11 IO26 GPIO26,DAC_2,ADC2_CH9,RTC_GPIO7,EMAC_RXD1 12 IO27 GPIO27,ADC2_CH7,TOUCH7,RTC_GPIO17,EMAC_RX_DV 13 IO14 GPIO14,ADC2_CH6,TOUCH6,RTC_GPIO16,MTMS, Copyright © 2019 Shenzhen Ai-Thinker Technology Co., Ltd All Rights Reserved 第 5 页 共 11 页 ESP32-S Wi-Fi+BT SoC 模组 HSPICLK,HS2_CLK,SD_CLK,EMAC_TXD2 14 IO12 GPIO12,ADC2_CH5,TOUCH5,RTC_GPIO15,MTDI,HSPIQ,HS2_DATA2,SD_DAT A2,EMAC_TXD3 15 GND 接地 16 IO13 GPIO13,ADC2_CH4,TOUCH4,RTC_GPIO14,MTCK,HSPID,HS2_DATA3,SD_DAT A3,EMAC_RX_ER 17 SHD/SD2 GPIO9,SD_DATA2,SPIHD,HS1_DATA2,U1RXD 18 SWP/SD3 GPIO10,SD_DATA3,SPIWP,HS1_DATA3,U1TXD 19 SCS/CMD GPIO11,SD_CMD,SPICS0,HS1_CMD,U1RTS 20 SCK/CLK GPIO6,SD_CLK,SPICLK,HS1_CLK,U1CTS 21 SDO/SD0 GPIO7,SD_DATA0,SPIQ,HS1_DATA0,U2RTS 22 SDI/SD1 GPIO8,SD_DATA1,SPID,HS1_DATA1,U2CTS 23 IO15 GPIO15,ADC2_CH3,TOUCH3,MTDO,HSPICS0,RTC_GPIO13,HS2_CMD,SD_CMD , EMAC_RXD3 24 IO2 GPIO2,ADC2_CH2,TOUCH2,RTC_GPIO12,HSPIWP,HS2_DATA0,SD_DATA0 25 IO0 GPIO0,ADC2_CH1,TOUCH1,RTC_GPIO11,CLK_OUT1,EMAC_TX_CLK 26 IO4 GPIO4,ADC2_CH0,TOUCH0,RTC_GPIO10,HSPIHD,HS2_DATA1,SD_DATA1, EMAC_TX_ER 27 IO16 GPIO16,HS1_DATA4,U2RXD,EMAC_CLK_OUT 28 IO17 GPIO17,HS1_DATA5,U2TXD,EMAC_CLK_OUT_180 29 IO5 GPIO5,VSPICS0,HS1_DATA6,EMAC_RX_CLK 30 IO18 GPIO18,VSPICLK,HS1_DATA7 31 IO19 GPIO19,VSPIQ,U0CTS,EMAC_TXD0 32 NC - 33 IO21 GPIO21,VSPIHD,EMAC_TX_EN 34 RXD0 GPIO3,U0RXD,CLK_OUT2 35 TXD0 GPIO1,U0TXD,CLK_OUT3,EMAC_RXD2 36 IO22 GPIO22,VSPIWP,U0RTS,EMAC_TXD1 37 IO23 GPIO23,VSPID,HS1_STROBE 38 GND 接地 Copyright © 2019 Shenzhen Ai-Thinker Technology Co., Ltd All Rights Reserved 第 6 页 共 11 页 ESP32-S Wi-Fi+BT SoC 模组 Strapping 管脚 管脚 MTDI/GPIO12 管脚 GPIO0 GPIO2 管脚 MTDO/GPIO15 管脚 MTDO/GPIO15 GPIO5 内置 LDO (VDD_SDIO)电压 3.3V 0 系统启动模式 默认 SPI Flash 启动模式 上拉 1 下拉 无关项 系统启动过程中，U0TXD 输出 log 打印信息 默认 U0TXD 翻转 上拉 1 SDIO 从机信号输入输出时序 默认 下降沿输入 下降沿输入 下降沿输出 上升沿输出 上拉 0 0 上拉 0 1 默认 下拉 1.8V 1 下载启动模式 0 0 U0TXD 静止 0 上升沿输入 下降沿输出 1 0 上升沿输入 上升沿输出 1 1 注：ESP32 共有 6 个 Strapping 管脚，软件可以读取寄存器“GPIO_STRAPPING”中这 6 个位的值。在芯片上电复位过程中，Strapping 管脚对电平釆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 管脚输人电平的默认值。为改变 Strapping 比特的值，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。 三、 功能描述 CPU 和内存 ESP32 内置两个低功耗 Xtensa®32-bit LX6 MCU。片上存储包括： • 448KBytes 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 520 KBytes 片上 SRAM • RTC 中 8KBytes 的 SRAM,即 RTC 慢速存储器，可以在 Deep-sleep 模式下被协处理器访问 • RTC 中 8KBytes 的 SRAM,即 RTC 快速存储器，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 • 1kbit 的 EFUSE，其中 256 bits 为系统专用（MAC 地址和芯片设置）；其余 768 bits 保留 给用户应用，这些应用包括 Flash 加密和芯片 ID 外部 Flash 和 SRAM ESP32 最多支持 4 个 16 MBytes 的外部 QSPI Flash 和静态随机存储器（SRAM），具有基于 AES 的硬件加密功 能，从而保护开发者的程序和数据。 • ESP32 通过高速缓存访问外部 QSPI Flash 和 SRAM。高达 16 MBytes 的外部 Flash 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。 • 高达 8 MBytes 的外部 Flash 和 SRAM 映射到 CPU 数据空间，支持 8-bit、16-bit 和 32-bit 访问。Flash 仅支持读操作，SRAM 可支持读写操作。 晶振 支持频率为 40 MHz、26 MHz 和 24 MHz 的晶振。晶振的精确度在±10 PPM 之间，工作温度范 围在-40°C 到 85°C 之间。在使用下载工具时请选择正确的晶振类型。在电路设计中，对地调节电容 C1 和 C2 被分别添加到晶振的输入和输出终端。两个电容的值可以灵活设定，范围从 6 pF 到 22 pF。 但是，具体电容值还需要对整个电路的整体表现进行匹配后才能确定。一般来讲，如果晶振的频率 为 26 MHz，则 C1 和 C2 的电容值在 10 pF 以内；如果晶振的频率为 40 MHz，则 C1 和 C2 的电容 值为 10 pF MHz MHz MHz MHz MHz MHz 3 MHz 3 MHz 最小值 - 典型值 +7.5 25 最大值 +10 - 单位 dBm dB - -14.6 -12.7 -44.3 -38.7 -49.2 -44.7 -50 -50 - 265 dBm dBm dBm dBm dBm dBm dBm dBm kHz ∆f1avg F F F F F F F F - ∆f2max - 247 - - kHz ∆f2avg/∆f1avg - - -0.92 - - ICFT 频率漂移率 频率漂移 - - -10 0.7 2 - kHz kHz/50us kHz Copyright © 2019 Shenzhen Ai-Thinker Technology Co., Ltd All Rights Reserved 第 9 页 共 11 页 ESP32-S Wi-Fi+BT SoC 模组 五、 回流焊曲线图 六、 应用电路 七、 原理图 Copyright © 2019 Shenzhen Ai-Thinker Technology Co., Ltd All Rights Reserved 第 10 页 共 11 页 ESP32-S Wi-Fi+BT SoC 模组 八、 联系我们 官方官网：https://www.ai-thinker.com 开发 DOCS：https://docs.ai-thinker.com 官方论坛：http://bbs.ai-thinker.com 样品购买：https://anxinke.taobao.com 商务合作：sales@aithinker.com 技术支持：support@aithinker.com 公司地址：广东省深圳市宝安区西乡固戍华丰智慧创新港Ｃ栋410 联系电话：0755-29162996 Copyright © 2019 Shenzhen Ai-Thinker Technology Co., Ltd All Rights Reserved 第 11 页 共 11 页