ESP32-WROOM-32D-N8

ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 版本 1.9 乐鑫信息科技 版权 © 2019 www.espressif.com 关于本文档 本文档为用户提供 ESP32-WROOM-32D 和 ESP32-WROOM-32U 模组的技术规格。 修订历史 请至文档最后页查看修订历史。 文档变更通知 用户可以通过乐鑫官网订阅页面 www.espressif.com/zh-hans/subscribe 订阅技术文档变更的电子邮件通知。 证书下载 用户可以通过乐鑫官网证书下载页面 www.espressif.com/zh-hans/certificates 下载产品证书。 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。Wi-Fi 联盟成员标志归 Wi-Fi 联盟所有。蓝 牙标志是 Bluetooth SIG 的注册商标。 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。 版权归 © 2019 乐鑫所有。保留所有权利。 目录 1 概述 1 2 管脚定义 3 2.1 管脚布局 3 2.2 管脚定义 3 2.3 Strapping 管脚 5 3 功能描述 7 3.1 CPU 和内存 7 3.2 外部 Flash 和 SRAM 7 3.3 晶振 7 3.4 RTC 和低功耗管理 7 4 外设接口和传感器 8 5 电气特性 9 5.1 绝对最大额定值 9 5.2 建议工作条件 9 5.3 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C) 9 5.4 Wi-Fi 射频 10 5.5 低功耗蓝牙射频 11 5.6 5.5.1 接收器 11 5.5.2 发射器 11 回流焊温度曲线 12 6 电路原理图 13 7 外围原理图 15 8 模组尺寸 16 9 PCB 封装图形 18 10 U.FL 座子尺寸图 20 11 学习资源 21 11.1 必读资料 21 11.2 必备资源 21 修订历史 22 表格 1 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 对比表 1 2 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 产品规格 1 3 管脚定义 3 4 Strapping 管脚 5 5 绝对最大额定值 9 6 建议工作条件 9 7 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C) 9 8 Wi-Fi 射频特性 10 9 低功耗蓝牙接收器特性 11 10 低功耗蓝牙发射器特性 11 插图 1 ESP32-WROOM-32D 管脚布局（顶视图） 2 回流焊温度曲线 12 3 ESP32-WROOM-32D 电路原理图 13 4 ESP32-WROOM-32U 电路原理图 14 5 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 外围原理图 15 6 ESP32-WROOM-32D 尺寸 16 7 ESP32-WROOM-32U 尺寸 17 8 ESP32-WROOM-32D PCB 封装图形 18 9 ESP32-WROOM-32U PCB 封装图形 19 10 ESP32-WROOM-32U U.FL 座子尺寸图 20 3 1. 概述 1. 概述 ESP32-WROOM-32U 和 ESP32-WROOM-32D 是乐鑫通用型 Wi-Fi+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。 与 ESP32-WROOM-32D 不同的是，ESP32-WROOM-32U 集成了一个 U.FL 座子，尺寸图请见章节 10。本文档 的内容适用于这两款模组，不同的地方会标示出来。表 1 列出了 ESP32-WROOM-32D 和 ESP32-WROOM-32U 的规格对比。 表 1: ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 对比表 模组 ESP32-WROOM-32D ESP32-WROOM-32U 芯片 ESP32-D0WD ESP32-D0WD SPI Flash 32 Mbit, 3.3 V 32 Mbit, 3.3 V 晶振 40 MHz 40 MHz 天线 板载天线 U.FL 座子，需配套 IPEX 天线使用 模组尺寸（单 (18.00±0.10) × (25.50±0.10) × (3.10±0.10)（详 (18.00±0.10) × (19.20±0.10) × (3.20±0.10)（详 位：mm） 见图 6） 见图 7） 电路原理图 详见图 3 详见图 4 ESP32-WROOM-32D 和 ESP32-WROOM-32U 两款模组的核心是 ESP32-D0WD 芯片，该款芯片属于 ESP32 系列 *，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 80 MHz 到 240 MHz。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，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 BLE Beacon 以便于信号检测。ESP32 芯片的睡眠电 流小于 5 µA，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 150 Mbps，天线输出功 率达到 20 dBm，可实现最大范围的无线通信。因此，这款模组具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 TLS 1.2。芯片同时支持 OTA 加密 升级，方便用户在产品发布之后继续升级。 表 2 列出了 ESP32-WROOM-32D 和 ESP32-WROOM-32U 共同的产品规格。 表 2: ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 产品规格 类别 证书 乐鑫信息科技 项目 产品规格 RF 认证 FCC/CE-RED/IC/TELEC/KCC/SRRC/NCC Wi-Fi 认证 Wi-Fi Alliance 蓝牙认证 BQB 环保认证 REACH/RoHS 1 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 1. 概述 类别 项目 产品规格 测试 可靠性 HTOL/HTSL/uHAST/TCT/ESD Wi-Fi 802.11 b/g/n（802.11n，速度高达 150 Mbps） 协议 A-MPDU 和 A-MSDU 聚合，支持 0.4 µs 保护间隔 频率范围 2.4 GHz ~ 2.5 GHz 协议 符合蓝牙 v4.2 BR/EDR 和 BLE 标准 具有–97 dBm 灵敏度的 NZIF 接收器 蓝牙 射频 Class-1, Class-2 和 Class-3 发射器 AFH 音频 CVSD 和 SBC 音频 SD 卡、UART、SPI、SDIO、I2 C、LED PWM、电机 PWM、I2 S、IR、 模组接口 脉冲计数器、GPIO、电容式触摸传感器、ADC、DAC 片上传感器 霍尔传感器 集成晶振 硬件 集成 SPI flash 40 MHz 晶振 1 4 MB 工作电压/供电电压 3.0 V ~ 3.6 V 工作电流 平均：80 mA 供电电流 最小：500 mA 建议工作温度范围 2 –40 °C ~ +85 °C 潮湿敏感度等级 (MSL) 等级 3 注意： 1. 可另行定制配置 8 MB flash 或 16 MB flash 版本模组。 2. 可另行定制–40 °C ~ +105 °C 工作温度范围的高温版模组。高温版目前支持配置 4 MB flash。 3. 具体订购信息请参考文档《乐鑫产品订购信息》。 乐鑫信息科技 2 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 2. 管脚定义 2. 管脚定义 2.1 管脚布局 Keepout Zone 1 GND GND 38 2 3V3 IO23 37 3 EN IO22 36 4 SENSOR_VP TXD0 35 5 SENSOR_VN RXD0 34 6 IO34 IO21 33 39 GND 28 12 IO27 IO16 27 13 IO14 IO4 26 14 IO12 IO0 25 20 24 IO17 IO2 IO26 23 11 IO15 29 22 IO5 SD1 IO25 21 10 SD0 30 CLK IO18 19 IO33 CMD 9 18 31 SD3 IO19 17 IO32 SD2 8 16 32 IO13 NC 15 IO35 GND 7 图 1: ESP32-WROOM-32D 管脚布局（顶视图） 说明： ESP32-WROOM-32U 没有禁止布线区 (keepout zone)，管脚布局和 ESP32-WROOM-32D 一样。 2.2 管脚定义 ESP32-WROOM-32D 和 ESP32-WROOM-32U 有 38 个管脚，具体描述参见表 3。 表 3: 管脚定义 名称 编号 类型 功能 GND 1 P 接地 乐鑫信息科技 3 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 2. 管脚定义 名称 编号 类型 功能 3V3 2 P 供电 EN 3 I 使能模组，高电平有效。 SENSOR_VP 4 I GPIO36, ADC1_CH0, RTC_GPIO0 SENSOR_VN 5 I GPIO39, ADC1_CH3, RTC_GPIO3 IO34 6 I GPIO34, ADC1_CH6, RTC_GPIO4 IO35 7 I GPIO35, ADC1_CH7, RTC_GPIO5 IO32 8 I/O IO33 9 I/O IO25 10 I/O GPIO25, DAC_1, ADC2_CH8, RTC_GPIO6, EMAC_RXD0 IO26 11 I/O GPIO26, DAC_2, ADC2_CH9, RTC_GPIO7, EMAC_RXD1 IO27 12 I/O GPIO27, ADC2_CH7, TOUCH7, RTC_GPIO17, EMAC_RX_DV IO14 13 I/O IO12 14 I/O GND 15 P IO13 16 I/O SHD/SD2* 17 I/O GPIO9, SD_DATA2, SPIHD, HS1_DATA2, U1RXD SWP/SD3* 18 I/O GPIO10, SD_DATA3, SPIWP, HS1_DATA3, U1TXD SCS/CMD* 19 I/O GPIO11, SD_CMD, SPICS0, HS1_CMD, U1RTS SCK/CLK* 20 I/O GPIO6, SD_CLK, SPICLK, HS1_CLK, U1CTS SDO/SD0* 21 I/O GPIO7, SD_DATA0, SPIQ, HS1_DATA0, U2RTS SDI/SD1* 22 I/O GPIO8, SD_DATA1, SPID, HS1_DATA1, U2CTS IO15 23 I/O IO2 24 I/O IO0 25 I/O IO4 26 I/O IO16 27 I/O GPIO16, HS1_DATA4, U2RXD, EMAC_CLK_OUT IO17 28 I/O GPIO17, HS1_DATA5, U2TXD, EMAC_CLK_OUT_180 IO5 29 I/O GPIO5, VSPICS0, HS1_DATA6, EMAC_RX_CLK IO18 30 I/O GPIO18, VSPICLK, HS1_DATA7 IO19 31 I/O GPIO19, VSPIQ, U0CTS, EMAC_TXD0 NC 32 - - IO21 33 I/O GPIO21, VSPIHD, EMAC_TX_EN RXD0 34 I/O GPIO3, U0RXD, CLK_OUT2 TXD0 35 I/O GPIO1, U0TXD, CLK_OUT3, EMAC_RXD2 IO22 36 I/O GPIO22, VSPIWP, U0RTS, EMAC_TXD1 乐鑫信息科技 GPIO32, XTAL_32K_P (32.768 kHz 晶振输入), ADC1_CH4, TOUCH9, RTC_GPIO9 GPIO33, XTAL_32K_N (32.768 kHz 晶振输出), ADC1_CH5, TOUCH8, RTC_GPIO8 GPIO14, ADC2_CH6, TOUCH6, RTC_GPIO16, MTMS, HSPICLK, HS2_CLK, SD_CLK, EMAC_TXD2 GPIO12, ADC2_CH5, TOUCH5, RTC_GPIO15, MTDI, HSPIQ, HS2_DATA2, SD_DATA2, EMAC_TXD3 接地 GPIO13, ADC2_CH4, TOUCH4, RTC_GPIO14, MTCK, HSPID, HS2_DATA3, SD_DATA3, EMAC_RX_ER GPIO15, ADC2_CH3, TOUCH3, MTDO, HSPICS0, RTC_GPIO13, HS2_CMD, SD_CMD, EMAC_RXD3 GPIO2, ADC2_CH2, TOUCH2, RTC_GPIO12, HSPIWP, HS2_DATA0, SD_DATA0 GPIO0, ADC2_CH1, TOUCH1, RTC_GPIO11, CLK_OUT1, EMAC_TX_CLK GPIO4, ADC2_CH0, TOUCH0, RTC_GPIO10, HSPIHD, HS2_DATA1, SD_DATA1, EMAC_TX_ER 4 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 2. 管脚定义 名称 编号 类型 功能 IO23 37 I/O GPIO23, VSPID, HS1_STROBE GND 38 P 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 SPI flash，不建议用于其他功能。 2.3 Strapping 管脚 ESP32 共有 5 个 Strapping 管脚，可参考章节 6 电路原理图： • MTDI • GPIO0 • GPIO2 • MTDO • GPIO5 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）放开的过程中，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 放开时的 Strapping 管脚电平。 复位放开后，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 4 。 表 4: Strapping 管脚 管脚 MTDI 默认 下拉 管脚 GPIO0 GPIO2 默认 上拉 下拉 管脚 MTDO 默认 上拉 管脚 默认 MTDO GPIO5 上拉 上拉 乐鑫信息科技 内置 LDO (VDD_SDIO) 电压 3.3 V 1.8 V 0 1 系统启动模式 SPI 启动模式 下载启动模式 1 0 无关项 0 系统启动过程中，控制 U0TXD 打印 U0TXD 正常打印 U0TXD 上电不打印 1 0 SDIO 从机信号输入输出时序 下降沿采样 下降沿采样 上升沿采样 上升沿采样 下降沿输出 上升沿输出 下降沿输出 上升沿输出 0 0 1 1 0 1 0 1 5 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 2. 管脚定义 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 3.3 V SPI flash，所以上电时不能将 MTDI 置 1。 乐鑫信息科技 6 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 3. 功能描述 3. 功能描述 本章描述了 ESP32-WROOM-32D 和 ESP32-WROOM-32U 的各个模块和功能。 3.1 CPU 和内存 ESP32-D0WD 内置双核低功耗 Xtensa® 32-bit LX6 MCU。片上存储包括： • 448 KB 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 KB 片上 SRAM • RTC 快速存储器，为 8 KB 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 8 KB 的 SRAM，可以在 Deep-sleep 模式下被协处理器访问 • 1 Kbit 的 eFuse，其中 256 bit 为系统专用（MAC 地址和芯片设置）; 其余 768 bit 保留给用户程序, 这些程 序包括 flash 加密和芯片 ID 3.2 外部 Flash 和 SRAM ESP32 支持多个外部 QSPI flash 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 QSPI flash 和 SRAM： • 外部 flash 可以同时映射到 CPU 指令和只读数据空间。 – 当映射到 CPU 指令空间时，一次最多可映射 11 MB + 248 KB。如果一次映射超过 3 MB + 248 KB， 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 4 MB。支持 8-bit、16-bit 和 32-bit 读取。 • 外部 SRAM 可映射到 CPU 数据空间。一次最多可映射 4 MB。支持 8-bit、16-bit 和 32-bit 访问。 ESP32-WROOM-32D 和 ESP32-WROOM-32U 集成了 4 MB 的 SPI flash，连接 ESP32 的管脚 GPIO6，GPIO7， GPIO8，GPIO9，GPIO10 和 GPIO11。这六个管脚不建议用于其他功能。 3.3 晶振 模组使用 40 MHz 晶振。 3.4 RTC 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。 关于 ESP32 在不同的功耗模式下的电流消耗，详见《ESP32 技术规格书》中章节“RTC 和低功耗管理” 。 乐鑫信息科技 7 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 4. 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 SPI flash，其它外设可以使用除 GPIO6-11 以外的任一 GPIO，详见章节 6 原理图。 乐鑫信息科技 8 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 5. 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。建议工作条件请参考表 6。 表 5: 绝对最大额定值 符号 VDD33 Ioutput 1 Tstore 参数 最小值 最大值 单位 供电电压 –0.3 3.6 V IO 输出总电流 - 1,100 mA 存储温度 –40 150 °C 1. 模组的 IO 输出总电流的测试条件为 25 °C 环境温度，VDD3P3_RTC, VDD3P3_CPU, VDD_SDIO 三个电源域的管脚输 出高电平且直接接地。此时模组在保持工作状态 24 小时后，仍能正常工作。其中 VDD_SDIO 电源域的管脚不包括连 接 flash 和/或 PSRAM 的管脚。 2. 关于电源域请参考《ESP32 技术规格书》 附录中表 IO_MUX。 5.2 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 供电电压 3.0 3.3 3.6 V IV DD 外部电源的供电电流 0.5 - - A T 工作温度 –40 - 85 °C 5.3 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C) 表 7: 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C) 符号 CIN VIH 参数 最小值 管脚电容 1 高电平输入电压 0.75×VDD 典型值 最大值 单位 2 - pF - 1 VDD +0.3 V 1 VIL 低电平输入电压 –0.3 - 0.25×VDD IIH 高电平输入电流 - - 50 nA IIL 低电平输入电流 - - 50 nA - - VOH VOL 高电平输出电压 0.8×VDD 低电平输出电压 高电平拉电流 IOH 1 1 (VDD = 3.3 V, VOH >= 2.64 V, 管脚输出强度设为最大值) V V 1 - - 0.1×VDD VDD3P3_CPU 电源域 1, 2 - 40 - mA VDD3P3_RTC 电源域 1, 2 - 40 - mA - 20 - mA - 28 - mA VDD_SDIO 电源域 1, 3 V 低电平灌电流 IOL (VDD1 = 3.3 V, VOL = 0.495 V, 管脚输出强度设为最大值) 乐鑫信息科技 9 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 5. 电气特性 符号 参数 最小值 典型值 最大值 单位 RP U 上拉电阻 - 45 - kΩ RP D 下拉电阻 - 45 - kΩ VIL_nRST CHIP_PU 关闭芯片的低电平输入电压 - - 0.6 V 说明： 1. VDD 是 I/O 的供电电源。关于电源域请参考《ESP32 技术规格书》 附录中表 IO_MUX。 2. VDD3P3_CPU 和 VDD3P3_RTC 电源域管脚的单个管脚的拉电流随管脚数量增加而减小，从约 40 mA 减小到约 29 mA。 3. VDD_SDIO 电源域的管脚不包括连接 flash 和/或 PSRAM 的管脚。 5.4 Wi-Fi 射频 表 8: Wi-Fi 射频特性 参数 工作频率范围 1 条件 最小值 典型值 最大值 单位 - 2412 - 2484 MHz 输出阻抗 2 - - 见说明 2 - Ω 输出功率 3 11n, MCS7 12 13 14 dBm 11b 模式 17.5 18.5 20 dBm 11b, 1 Mbps - –98 - dBm 11b, 11 Mbps - –89 - dBm 11g, 6 Mbps - –92 - dBm 11g, 54 Mbps - –74 - dBm 11n, HT20, MCS0 - –91 - dBm 11n, HT20, MCS7 - –71 - dBm 11n, HT40, MCS0 - –89 - dBm 11n, HT40, MCS7 - –69 - dBm 11g, 6 Mbps - 31 - dB 11g, 54 Mbps - 14 - dB 11n, HT20, MCS0 - 31 - dB 11n, HT20, MCS7 - 13 - dB 灵敏度 邻道抑制 1. 工作频率范围应符合国家或地区的规范标准。软件可以配置工作频率范围。 2. 使用 IPEX 天线的模组输出阻抗为 50 Ω，不使用 IPEX 天线的模组可无需关注输出阻抗。 3. 根据产品或认证的要求，用户可以配置目标功率。 乐鑫信息科技 10 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 5. 电气特性 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 F = F0 + 1 MHz - –5 - dB F = F0 –1 MHz - –5 - dB F = F0 + 2 MHz - –25 - dB F = F0 –2 MHz - –35 - dB F = F0 + 3 MHz - –25 - dB F = F0 –3 MHz - –45 - dB 30 MHz ~ 2000 MHz –10 - - dBm 2000 MHz ~ 2400 MHz –27 - - dBm 2500 MHz ~ 3000 MHz –27 - - dBm 3000 MHz ~ 12.5 GHz –10 - - dBm - –36 - - dBm 邻道抑制比 C/I 带外阻塞 互调 5.5.2 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 - +9 dBm F = F0 ± 2 MHz - –52 - dBm F = F0 ± 3 MHz - –58 - dBm F = F0 ± > 3 MHz - –60 - dBm ∆ f 1avg - - - 265 kHz ∆ f 2max - 247 - - kHz ∆ f 2avg /∆ f 1avg - - –0.92 - - ICFT - - –10 - kHz 漂移速率 - - 0.7 - kHz/50 µs 偏移 - - 2 - kHz 邻道发射功率 乐鑫信息科技 11 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 5. 电气特性 Ⴥଶ (℃) 5.6 回流焊温度曲线 શ꧊Ⴥଶ 235 ~ 250℃ 250 ࢧၞ‫܄‬ !217℃ 60 ~ 90s ᶼᅾ௤Ⴥ‫܄‬ 150 ~ 200℃ 60 ~ 120s 217 200 ‫܄ܩٯ‬ -1 ~ -5℃/s ᆄള෸ᳵ > 30s ‫܋‬Ⴥ‫܄‬ 1 ~ 3℃/s 100 50 25 ෸ᳵ (s) 0 0 50 100 150 200 250 ‫܋‬Ⴥ‫ — ܄‬Ⴥଶғ25 ~ 150℃ ෸ᳵғ60 ~ 90s ‫܋‬Ⴥෑሲғ1 ~ 3℃/s ᶼᅾ௤Ⴥ‫ — ܄‬Ⴥଶғ150 ~ 200℃ ෸ᳵғ60 ~ 120s ࢧၞᆄള‫ — ܄‬Ⴥଶғ>217℃ ෸ᳵғ60 ~ 90sҔશ꧊Ⴥଶғ235 ~ 250℃ ෸ᳵғ30 ~ 70s ‫ — ܄ܩٯ‬Ⴥଶғશ꧊Ⴥଶ ~ 180℃ ᴳჅෑሲ-1 ~ -5℃/s ᆄා — Ჟᱷᱞ‫ݳ‬ᰂ෫᱌ᆄා (SAC305) 图 2: 回流焊温度曲线 乐鑫信息科技 12 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 6. 电路原理图 乐鑫信息科技 D 6. 电路原理图 Pin.1 GND The values of C1 and C2 vary with the selection of the crystal. Pin.15 GND Pin.2 3V3 D1 LESD8D3.3CAT5G C1 22pF/6.3V(10%) 1 VDD33 C3 100pF GND 20K(5%) 3 C6 GND GND The values of C14 、 L4 and C15 vary with the actual PCB board. C16 NC C17 NC R2 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 CAP1 CAP2 VDDA XTAL_P XTAL_N VDDA GPIO21 U0TXD U0RXD GPIO22 GND VDD33 C4 0.1uF VDDA LNA_IN VDD3P3 VDD3P3 SENSOR_VP SENSOR_CAPP SENSOR_CAPN SENSOR_VN CHIP_PU VDET_1 VDET_2 32K_XP 32K_XN GPIO25 U2 U0RXD Pin.33 IO21 SCK/CLK Pin.21 SD0 GPIO35 GPIO19 VDD3P3_CPU GPIO23 GPIO18 GPIO5 SD_DATA_1 SD_DATA_0 SD_CLK SD_CMD SD_DATA_3 SD_DATA_2 GPIO17 VDD_SDIO GPIO16 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 GPIO19 GPIO23 GPIO18 GPIO5 SDI/SD1 SDO/SD0 SCK/CLK SCS/CMD SWP/SD3 SHD/SD2 GPIO17 GPIO16 GPIO21 Pin.32 NC SDO/SD0 GPIO13 GPIO15 GPIO2 GPIO0 GPIO4 U3 SCS/CMD 1 SCK/CLK 6 SHD/SD2 7 /CS Pin.8 IO32 CLK /HOLD FLASH DI DO /WP 5 SDI/SD1 2 SDO/SD0 3 SWP/SD3 GND Pin.22 SD1 GPIO32 Pin.9 IO33 Pin.31 IO19 SDI/SD1 Pin.23 IO15 GPIO33 Pin.10 IO25 GPIO19 Pin.30 IO18 GPIO15 Pin.24 IO2 GPIO25 GPIO18 Pin.29 IO5 GPIO2 GPIO5 VDD_SDIO C18 1uF Pin.11 IO26 ESP32-D0WD GND B Pin.20 CLK Pin.7 IO35 VDD_SDIO 8 1 2 3 4 SENSOR_VP 5 6 7 SENSOR_VN8 CHIP_PU 9 10 GPIO34 11 GPIO35 12 GPIO32 13 GPIO33 14 GPIO25 GPIO26 GPIO27 GPIO14 GPIO12 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 GND Pin.34 U0RXD SCS/CMD GND VCC PCB ANT U0TXD GND TBD C14 TBD Pin.19 CMD Pin.6 IO34 GND C15 TBD GND GPIO22 Pin.35 U0TXD SWP/SD3 SENSOR_VN 4 GND L4 C21 NC GPIO26 GPIO27 MTMS MTDI VDD3P3_RTC MTCK MTDO GPIO2 GPIO0 GPIO4 GND 1 2 2.0nH C10 0.1uF SHD/SD2 GPIO34 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 13 ANT1 GND C13 10uF 49 GND C12 NC GPIO23 Pin.36 IO22 Pin.18 SD3 Pin.5 SENSOR_VN GPIO21 U0TXD U0RXD GPIO22 499R 3.3nF/6.3V(10%) L5 GPIO13 SENSOR_VP R3 GND C11 1uF Pin.4 SENSOR_VP GND Pin.37 IO23 Pin.17 SD2 CHIP_PU C2 22pF/6.3V(10%) 0R C5 10nF/6.3V(10%) C9 0.1uF VDD33 GND GND 40MHz+/-10ppm R1 GND Pin.16 IO13 GND C20 1uF C VDD33 Pin.3 CHIP_PU/EN 2 XIN GND U1 GND VDD33 GND XOUT 4 GND GND Pin.38 GND GND VDD33 C19 0.1uF Pin.28 IO17 GPIO26 GPIO17 Pin.12 IO27 Pin.27 IO16 GPIO27 GPIO16 GND Pin.13 IO14 Pin.26 IO4 GPIO14 Pin.14 IO12 GPIO12 图 3: ESP32-WROOM-32D 电路原理图 A GPIO4 Pin.39 GND Pin.25 IO0 GND GPIO0 D Pin.15 GND D1 LESD8D3.3CAT5G C1 22pF/6.3V(10%) 1 VDD33 C3 100pF C5 10nF/6.3V(10%) C6 GND GND GND Pin.6 IO34 U0TXD 3 CAP1 CAP2 VDDA XTAL_P XTAL_N VDDA GPIO21 U0TXD U0RXD GPIO22 GND Pin.34 U0RXD SCS/CMD Pin.20 CLK U0RXD Pin.33 IO21 SCK/CLK GPIO21 GND VDD33 C4 0.1uF Pin.7 IO35 VDD_SDIO Pin.21 SD0 GPIO35 C17 NC The values of C14 、 L4 and C15 vary with the actual PCB board. U2 GPIO19 VDD3P3_CPU GPIO23 GPIO18 GPIO5 SD_DATA_1 SD_DATA_0 SD_CLK SD_CMD SD_DATA_3 SD_DATA_2 GPIO17 VDD_SDIO GPIO16 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 GPIO19 GPIO23 GPIO18 GPIO5 SDI/SD1 SDO/SD0 SCK/CLK SCS/CMD SWP/SD3 SHD/SD2 GPIO17 GPIO16 U3 SCS/CMD 1 SCK/CLK 6 SHD/SD2 7 Pin.8 IO32 8 VDDA LNA_IN VDD3P3 VDD3P3 SENSOR_VP SENSOR_CAPP SENSOR_CAPN SENSOR_VN CHIP_PU VDET_1 VDET_2 32K_XP 32K_XN GPIO25 VCC C16 NC 1 2 3 4 SENSOR_VP 5 6 7 SENSOR_VN8 CHIP_PU 9 10 GPIO34 11 GPIO35 12 GPIO32 13 GPIO33 14 GPIO25 /CS CLK /HOLD FLASH GND C14 TBD SENSOR_VN GPIO21 U0TXD U0RXD GPIO22 499R DI DO /WP 5 SDI/SD1 Pin.32 NC SDO/SD0 2 SDO/SD0 3 SWP/SD3 GND Pin.22 SD1 GPIO32 Pin.9 IO33 Pin.31 IO19 SDI/SD1 Pin.23 IO15 GPIO33 4 C15 TBD SWP/SD3 GND TBD Pin.10 IO25 GPIO19 Pin.30 IO18 GPIO15 Pin.24 IO2 GPIO25 GPIO18 Pin.29 IO5 GPIO2 GPIO5 VDD_SDIO C18 1uF Pin.11 IO26 ESP32-D0WD GND GPIO13 GPIO15 GPIO2 GPIO0 GPIO4 GND C21 NC GPIO26 GPIO27 MTMS MTDI VDD3P3_RTC MTCK MTDO GPIO2 GPIO0 GPIO4 GND L4 GPIO22 Pin.35 U0TXD Pin.19 CMD GPIO34 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 A 1 3 2 14 B GND C10 0.1uF IPEX J39 2.0nH GPIO26 GPIO27 GPIO14 GPIO12 GND C13 10uF 49 GND C12 NC R3 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 GND C11 1uF GPIO23 Pin.36 IO22 SHD/SD2 SENSOR_VP 3.3nF/6.3V(10%) L5 GPIO13 Pin.18 SD3 Pin.5 SENSOR_VN R2 C9 0.1uF VDD33 Pin.4 SENSOR_VP GND Pin.37 IO23 Pin.17 SD2 CHIP_PU C2 22pF/6.3V(10%) 20K(5%) 0R GND GND GND 40MHz+/-10ppm R1 GND Pin.16 IO13 GND C20 1uF C VDD33 Pin.3 CHIP_PU/EN 2 XIN GND U1 GND VDD33 GND XOUT 4 GND GND Pin.38 GND GND Pin.2 3V3 6. 电路原理图 乐鑫信息科技 Pin.1 GND The values of C1 and C2 vary with the selection of the crystal. VDD33 C19 0.1uF Pin.28 IO17 GPIO26 GPIO17 Pin.12 IO27 Pin.27 IO16 GPIO27 GPIO16 GND Pin.13 IO14 Pin.26 IO4 GPIO14 Pin.14 IO12 GPIO12 图 4: ESP32-WROOM-32U 电路原理图 GPIO4 Pin.39 GND Pin.25 IO0 GND GPIO0 5 4 3 2 7. 外围原理图 7. 外围原理图 VDD33 VDD33 C1 10uF C2 0.1uF GND GND GND C3 TBD 1 2 3 SENSOR_VP 4 SENSOR_VN 5 6 IO34 7 IO35 8 IO32 9 IO33 10 IO25 11 IO26 12 IO27 13 14 EN P_GND GND3 IO23 IO22 TXD0 RXD0 IO21 NC IO19 IO18 IO5 IO17 IO16 IO4 IO0 GND1 3V3 EN SENSOR_VP SENSOR_VN IO34 IO35 IO32 IO33 IO25 IO26 IO27 IO14 IO12 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 J1 IO23 IO22 TXD RXD IO21 GND IO19 IO18 IO5 IO17 IO16 IO4 IO0 GND 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 U2 J2 BOOT OPTION R2 R3 R4 R5 100R 100R 100R 100R MTMS MTDI MTCK MTDO IO2 GND 1 2 3 4 SD2 SD3 CMD CLK SD0 SD1 MTMS MTDI MTCK MTDO 1 2 GND2 IO13 SD2 SD3 CMD CLK SD0 SD1 IO15 IO2 GND UART DOWNLOAD U1 3 2 1 R1 TBD JTAG MTDI should be kept at a low electric level when powering up the module. 图 5: ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 外围原理图 说明： • 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。 Espressif Systems Title Application of ESP32-WROOM • 在需要快速反复开关 3V3，且 3V3 外围电路上有大电容的场景中，需要使用放电电路。详情请参考 Size A4 《ESP32-WROOM-32 技术规格书》中外围原理图章节。 5 Document Number Date: Wednesday, August 07, 201 • 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 4 3 2 推荐外接 Power Supply Supervisor。建议检测到供给 ESP32 的电压低于 2.3 V 时将 ESP32 的 CHIP_PU 脚拉低。 复位电路请见 《ESP32-WROOM-32 技术规格书》 中外围原理图章节。 • 为确保芯片上电时的供电正常，EN 管脚处需要增加 RC 延迟电路。RC 通常建议为 R = 10 kΩ，C = 0.1 µF，但 具体数值仍需根据模组电源的上电时序和芯片的上电复位时序进行调整。芯片的上电复位时序图可参考《ESP32 技术规格书》中的电源管理章节。 乐鑫信息科技 15 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 8. 模组尺寸 乐鑫信息科技 8. 模组尺寸 ESP32-WROOM-32D DIMENSIONS Unit: mm Module Width 18.00±0.10 3.10±0.10 18.00±0.10 Module Thickness 6.20±0.10 0.80±0.10 Antenna Area 0.45±0.10 0.85±0.10 PCB Thickness 0.90±0.10 0.90±0.10 3.60±0.10 16 25.50±0.10 25.50±0.10 17.60±0.10 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 5.70±0.10 8.50±0.10 ∅0.50±0.10 1.27±0.10 1.50±0.10 3.60±0.10 16.51±0.10 Module Length 1.27±0.10 15.80±0.10 1.50±0.10 1.27±0.10 3.28±0.10 3.28±0.10 11.43±0.10 Top View Side View 图 6: ESP32-WROOM-32D 尺寸 11.43±0.10 Bottom View 8. 模组尺寸 乐鑫信息科技 ESP32-WROOM-32U DIMENSIONS Unit: mm Module Width 3.20±0.10 18.00±0.10 Module Thickness 3.25±0.10 0.45±0.10 18.00±0.10 0.90±0.10 0.80±0.10 3.00±0.10 0.85±0.10 PCB Thickness 0.90±0.10 10.75±0.10 13.05±0.10 3.60±0.10 19.20±0.10 17 Module Length ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 1.27±0.10 1.50±0.10 16.51±0.10 17.50±0.10 3.60±0.10 19.20±0.10 5.70±0.10 15.65±0.10 8.50±0.10 1.27±0.10 1.27±0.10 11.43±0.10 1.50±0.10 3.28±0.10 3.28±0.10 11.43±0.10 Top View Side View 图 7: ESP32-WROOM-32U 尺寸 Bottom View 9. PCB 封装图形 9. PCB 封装图形 Unit: mm Via for thermal pad Copper Antenna Area 38 5.00 1.33 1.33 8.00 1.50 15 24 0.50 1.27 17.00 0.50 10.51 1.27 0.90 1 5.00 2.00 25.50 6.30 18.00 图 8: ESP32-WROOM-32D PCB 封装图形 乐鑫信息科技 18 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 9. PCB 封装图形 Unit: mm Via for thermal pad Copper 18.00 38 5.00 1.33 1.33 8.00 1.50 15 24 0.50 1.27 17.00 0.50 0.90 10.51 1.27 19.20 1 5.00 2.00 图 9: ESP32-WROOM-32U PCB 封装图形 乐鑫信息科技 19 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 10. U.FL 座子尺寸图 10. U.FL 座子尺寸图 Unit: mm 图 10: ESP32-WROOM-32U U.FL 座子尺寸图 乐鑫信息科技 20 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 11. 学习资源 11. 学习资源 11.1 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。 • ESP32 硬件资源 压缩包提供了 ESP32 模组和开发板的硬件原理图，PCB 布局图，制造规范和物料清单。 • 《ESP32 硬件设计指南》 该手册提供了 ESP32 系列产品的硬件信息，包括 ESP32 芯片，ESP32 模组以及开发板。 • 《ESP32 AT 指令集与使用示例》 该文档描述 ESP32 AT 指令集功能以及使用方法，并介绍几种常见的 AT 指令使用示例。其中 AT 指令包括 基础 AT 指令，Wi-Fi 功能 AT 指令，TCP/IP 相关 AT 指令等；使用示例包括单连接 TCP 客户端，UDP 传 输，透传，多连接 TCP 服务器等。 • 《乐鑫产品订购信息》 11.2 必备资源 以下为有关 ESP32 的必备资源。 • ESP32 在线社区 工程师对工程师 (E2E) 的社区，用户可以在这里提出问题，分享知识，探索观点，并与其他工程师一起解 决问题。 • ESP32 GitHub 乐鑫在 GitHub 上有众多开源的开发项目。 • ESP32 工具 ESP32 flash 下载工具以及《ESP32 认证测试指南》。 • ESP-IDF ESP32 所有版本 IDF。 • ESP32 资源合集 ESP32 相关的所有文档和工具资源。 乐鑫信息科技 21 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9 修订历史 修订历史 日期 版本 发布说明 • 将供电电压范围从 2.7 V ~ 3.6 V 改为 3.0 V ~ 3.6 V； • 在表 2 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 产品规格中增加潮湿敏 2019.09 V1.9 感度等级 (MSL) 3； • 在表 8 Wi-Fi 射频特性下方增加对于“工作频率范围”和“输出功率”的说明； • 更新章节 7 中外围原理图并增加一条关于 RC 延迟电路的说明； • 更新章节 9 PCB 封装图形。 2019.01 V1.8 将表 10 中的“射频功率控制范围”从–12 ~ +12 改为–12 ~ +9 dBm。 在表 2 中增加大容量 flash 和高温版定制模组的说明； 2018.10 V1.7 在表 5“绝对最大额定值”中增加“IO 输出总电流”； 在表 7“DC 直流电气特性”中增加各个电源域的拉电流平均值。 2018.09 V1.6 将 ESP32-WROOM-32D 模组尺寸图 6 中的孔径由 1.00 mm 改为 0.50 mm。 • 在表 2“ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 产品规格”中增加可 靠性测试项目，删除软件相关内容； 2018.08 V1.5 • 更新章节 3.4 RTC 和低功耗管理； • 更新模组尺寸； • 更新模组尺寸图 8 和图 7； • 更新表 8: Wi-Fi 射频特性。 • 删除表 2 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 产品规格中温度传感 器； • 更新章节 3 功能描述； • 在章节 7 外围原理图中增加说明； • 增加章节 9 PCB 封装图形； 2018.06 V1.4 电气特性相关的更新： • 更新表 5 绝对最大额定值； • 增加表 6 建议工作条件； • 增加表 7 DC 直流电气特性； • 更新表 10 低功耗蓝牙发射器特性中“增益控制步长”，“邻道发射功率”参 数。 2018.04 V1.3 2018.02 V1.2 更新图 4 ESP32-WROOM-32U 原理图。 更新图 3 ESP32-WROOM-32D 原理图。 更新图 4 ESP32-WROOM-32U 原理图。 更新章节 6 电路原理图。 删除低噪声放大器相关内容。 2018.02 V1.1 将模组 ESP-WROOM-32D 更名为 ESP32-WROOM-32D。 在表 2 中添加模组认证信息。 更新章节 3.1 CPU 和内存中 eFuse 的相关描述。 2017.11 乐鑫信息科技 V1.0 首次发布。 22 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U 技术规格书 V1.9