ESP32-WROOM-32E &
ESP32-WROOM-32UE
技术规格书
版本 1.0
乐鑫信息科技
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2
ESP32-WROOM-32E & ESP32-WROOM-32UE 技术规格书 V1.0
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1. 产品概述
1. 产品概述
1.1 特性
• AFH
MCU
• 内置 ESP32-D0WD-V3 芯片,Xtensa® 双核 32 位
• CVSD 和 SBC
LX6 微处理器,支持高达 240 MHz 的时钟频率
• 448 KB ROM
硬件
• 520 KB SRAM
• 模组接口:SD 卡、UART、SPI、SDIO、I2 C、LED
PWM、电机 PWM、I2 S、IR、脉冲计数器、GPIO、
• 16 KB RTC SRAM
电容式触摸传感器、ADC、DAC
• 40 MHz 晶振
Wi-Fi
• 802.11b/g/n
• 4 MB SPI flash
• 802.11n 数据速率高达 150 Mbps
• 工作电压/供电电压:3.0 ~ 3.6 V
• 支持 A-MPDU 和 A-MSDU 聚合
• 建议工作温度范围:–40 ~ 85 °C
• 支持 0.4 µs 保护间隔
• 模组尺寸:请见表 1
• 工作信道中心频率范围:2412 ~ 2484 MHz
认证
• 蓝牙认证:BQB
蓝牙 ®
• 蓝牙 V4.2 BR/EDR 和蓝牙 LE 标准
• RF 认证:FCC/CE-RED/SRRC
• Class-1、class-2 和 class-3 发射器
• 环保认证:REACH/RoHS
1.2 描述
ESP32-WROOM-32E 和 ESP32-WROOM-32UE 是两款通用型 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。
ESP32-WROOM-32E 采用 PCB 板载天线,ESP32-WROOM-32UE 采用 IPEX 天线。两款模组均配置了 4 MB
SPI flash。本文档提供的信息适用于这两款模组。
模组的订购信息请见下表。
表 1: 模组订购信息
模组
ESP32-WROOM-32E (PCB)
ESP32-WROOM-32UE (IPEX)
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集成芯片
Flash
ESP32-D0WD-V3
4 MB 1
3
模组尺寸 (mm)
(18.00±0.15)×(25.50±0.15)×(3.10±0.15)
(18.00±0.15)×(19.20±0.15)×(3.20±0.15)
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1. 产品概述
说明:
1. 可另行定制配置 8 MB flash 或 16 MB flash 版本模组。
2. 具体订购信息请参考文档《乐鑫产品订购信息》。
3. U.FL 座子尺寸详见章节 7.3。
ESP32-WROOM-32E 和 ESP32-WROOM-32UE 采用的芯片是 ESP32 系列的 ESP32-D0WD-V3 *。
ESP32-D0WDV3 芯片具有可扩展、自适应的特点。两个 CPU 核可以被单独控制。CPU 时钟频率的调节范围为 80 MHz 到 240
MHz。用户可以关闭 CPU 的电源,利用低功耗协处理器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 SPI、UART、I2 S
和 I2 C 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。
1.3 应用
• 通用低功耗 IoT 传感器 Hub
• 智慧楼宇
• 通用低功耗 IoT 数据记录器
• 工业自动化
• 摄像头视频流传输
• 智慧农业
• OTT 电视盒/机顶盒设备
• 音频设备
• 语音识别
• 健康/医疗/看护
• 图像识别
• Wi-Fi 玩具
• Mesh 网络
• 可穿戴电子产品
• 家庭自动化
• 零售 & 餐饮
• 智能家居控制板
• 智能 POS 应用
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目录
目录
1 产品概述
3
1.1
特性
3
1.2
描述
3
1.3
应用
4
2 功能块图
9
3 管脚定义
10
3.1
管脚布局
10
3.2
管脚描述
10
3.3
Strapping 管脚
12
4 电气特性
14
4.1
绝对最大额定值
14
4.2
建议工作条件
14
4.3
直流电气特性 (3.3 V, 25 °C)
14
4.4
功耗特性
15
4.4.1 射频功耗特性
4.5
4.6
4.7
15
Wi-Fi 射频
16
4.5.1 Wi-Fi 射频特性
16
4.5.2 发射性能规格
16
4.5.3 接收性能规格
16
蓝牙射频
18
4.6.1 接收器 - 基础数据率 (BR)
18
4.6.2 发射器 - 基础数据率 (BR)
18
4.6.3 接收器 - 增强数据率 (EDR)
19
4.6.4 发射器 - 增强数据率 (EDR)
19
低功耗蓝牙射频
20
4.7.1 接收器
20
4.7.2 发射器
20
5 原理图
22
6 外围设计原理图
24
7 模组尺寸和 PCB 封装图形
26
7.1
模组尺寸
26
7.2
PCB 封装图形
28
7.3
U.FL 座子尺寸
30
8 产品处理
31
8.1
存储条件
31
8.2
ESD
31
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目录
8.3
回流焊温度曲线
31
9 MAC 地址和 eFuse
32
10 学习资源
33
10.1 必读资料
33
10.2 必备资源
33
修订历史
35
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表格
表格
1
模组订购信息
2
管脚定义
10
3
Strapping 管脚
12
4
绝对最大额定值
14
5
建议工作条件
14
6
直流电气特性 (3.3 V, 25 °C)
14
7
射频功耗
15
8
Wi-Fi 射频特性
16
9
发射性能规格
16
10
接收性能规格
16
11
接收器特性 - 基础数据率 (BR)
18
12
发射器特性 - 基础数据率 (BR)
18
13
接收器特性 - 增强数据率 (EDR)
19
14
发射器特性 - 增强数据率 (EDR)
19
15
低功耗蓝牙接收器特性
20
16
低功耗蓝牙发射器特性
20
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3
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插图
插图
1
ESP32-WROOM-32E 模组功能块图
9
2
ESP32-WROOM-32UE 模组功能块图
9
3
ESP32-WROOM-32E 管脚布局(顶视图)
10
4
ESP32-WROOM-32E 原理图
22
5
ESP32-WROOM-32UE 原理图
23
6
ESP32-WROOM-32E & ESP32-WROOM-32UE 外围设计原理图
24
7
VDD33 放电电路图
25
8
复位电路
25
9
ESP32-WROOM-32E 模组尺寸
26
10
ESP32-WROOM-32UE 模组尺寸
27
11
ESP32-WROOM-32E PCB 封装图形
28
12
ESP32-WROOM-32UE PCB 封装图形
29
13
U.FL 座子尺寸图
30
14
回流焊温度曲线
31
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8
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2. 功能块图
2. 功能块图
40 MHz
Crystal
3V3
Antenna
RF Matching
ESP32-D0WD-V3
GPIOs
SPICS
SPICLK
SPIDI
SPIDO
SPIHD
SPIWP
VDD_SDIO
EN
ESP32-WROOM-32E
SPI Flash
图 1: ESP32-WROOM-32E 模组功能块图
40 MHz
Crystal
3V3
Antenna
IPEX
RF Matching
ESP32-D0WD-V3
GPIOs
SPICS
SPICLK
SPIDI
SPIDO
SPIHD
SPIWP
VDD_SDIO
EN
ESP32-WROOM-32UE
SPI Flash
图 2: ESP32-WROOM-32UE 模组功能块图
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3. 管脚定义
3. 管脚定义
3.1 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
7
IO35
NC
32
GND
GND
GND
GND
Pin 39
GND
GND
GND
GND
GND
13
IO14
IO4
26
14
IO12
IO0
25
IO2
27
24
IO16
IO15
IO27
23
12
NC
28
22
IO17
NC
IO26
21
11
NC
29
20
IO5
NC
IO25
19
10
NC
30
18
IO18
NC
IO33
17
9
IO13
31
16
IO19
GND
IO32
15
8
图 3: ESP32-WROOM-32E 管脚布局(顶视图)
说明:
• ESP32-WROOM-32UE 没有禁止布线区 (keepout zone),管脚布局和 ESP32-WROOM-32E 一样。
• 管脚布局图显示了模组上管脚的大致位置。具体布局请参考章节 7.1 模组尺寸。
3.2 管脚描述
ESP32-WROOM-32E 和 ESP32-WROOM-32UE 有 38 个管脚,具体描述参见表 2。
表 2: 管脚定义
名称
编号
GND
1
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类型
功能
P
接地
10
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3. 管脚定义
名称
编号
3V3
2
类型
功能
P
供电
高电平:芯片使能;
EN
3
I
低电平:芯片关闭;
注意:不能让 EN 管脚浮空。
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
NC
17
-
请见表格下方说明 1
NC
18
-
请见表格下方说明 1
NC
19
-
请见表格下方说明 1
NC
20
-
请见表格下方说明 1
NC
21
-
请见表格下方说明 1
NC
22
-
请见表格下方说明 1
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
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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
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3. 管脚定义
名称
编号
类型
功能
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
IO23
37
I/O
GPIO23, VSPID, HS1_STROBE
GND
38
P
接地
说明:
1. ESP32-D0WD-V3 芯片上的 GPIO6 至 GPIO11 用于连接模组上集成的 SPI flash,不再拉出至模组管脚。
2. 外设管脚分配请参考《ESP32 技术规格书》。
3.3 Strapping 管脚
ESP32 共有 5 个 Strapping 管脚。Strapping 管脚与模组管脚对应关系如下,可参考章节 5 电路原理图:
• MTDI = IO12
• GPIO0 = BOOT/IO0
• GPIO2 = IO2
• MTDO = IO15
• GPIO5 = IO5
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 3 。
表 3: Strapping 管脚
管脚
MTDI
管脚
GPIO0
GPIO2
管脚
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内置 LDO (VDD_SDIO) 电压
3.3 V
1.8 V
0
1
系统启动模式
默认
SPI 启动模式
下载启动模式
上拉
1
0
下拉
无关项
0
系统启动过程中,控制 U0TXD 打印
默认
U0TXD 正常打印
U0TXD 上电不打印
默认
下拉
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3. 管脚定义
MTDO
上拉
管脚
MTDO
GPIO5
默认
上拉
上拉
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
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。
• 由于模组内置了 3.3 V SPI flash,所以上电时不能将 MTDI 置 1。
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4. 电气特性
4. 电气特性
4.1 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 5。
表 4: 绝对最大额定值
符号
参数
最小值
最大值
VDD33
Tstore
单位
供电电压
–0.3
3.6
V
存储温度
–40
85
°C
说明:
关于电源域请参考《ESP32 技术规格书》 附录中表 IO_MUX。
4.2 建议工作条件
表 5: 建议工作条件
符号
参数
最小值
典型值
最大值
VDD33
单位
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
Humidity
湿度
—
85
—
%RH
4.3 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C)
表 6: 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C)
符号
CIN
VIH
参数
最小值
典型值
管脚电容
-
2
高电平输入电压
1
0.75×VDD
最大值
1
单位
pF
-
VDD +0.3
V
1
V
VIL
低电平输入电压
–0.3
-
IIH
高电平输入电流
-
-
50
nA
IIL
低电平输入电流
-
-
50
nA
高电平输出电压
1
-
-
V
-
1
V
VOH
VOL
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0.8×VDD
低电平输出电压
-
14
0.25×VDD
0.1×VDD
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4. 电气特性
符号
参数
高电平拉电流
1
(VDD = 3.3 V,
VOH >= 2.64 V,
IOH
管脚输出强度设为
最大值)
最小值
典型值
最大值
-
40
-
mA
-
40
-
mA
-
20
-
mA
-
28
-
mA
VDD3P3_CPU 电
源域 1,
2
VDD3P3_RTC 电
源域 1,
2
VDD_SDIO 电 源
域 1,
3
单位
低电平灌电流
(VDD1 = 3.3 V, VOL = 0.495 V,
IOL
管脚输出强度设为最大值)
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。
4.4 功耗特性
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”
4.4.1 射频功耗特性
表 7: 射频功耗
工作模式
描述
TX
Active(射频工作)
RX
平均值 (mA)
峰值 (mA)
802.11b, 20 MHz, 1 Mbps, @19.5 dBm
239
379
802.11g, 20 MHz, 54 Mbps, @15 dBm
190
276
802.11b, 20 MHz, MCS7, @13 dBm
183
258
802.11n, 40 MHz, MCS7, @13 dBm
165
211
802.11b/g/n
112
112
802.11n, 40 MHz
118
118
说明:
• 功耗数据是基于 3.3 V 电源、25 °C 环境温度,在 RF 接口处完成的测试结果。所有发射数据均基于 50% 的占空
比测得。
• 测量 RX 功耗数据时,外设处于关闭状态,CPU 处于 idle 状态。
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15
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4. 电气特性
4.5 Wi-Fi 射频
4.5.1 Wi-Fi 射频特性
表 8: Wi-Fi 射频特性
参数
描述
工作信道中心频率范围
1
2412 ~ 2484 MHz
Wi-Fi 协议
IEEE 802.11b/g/n
11b: 1, 2, 5.5, 11 Mbps
20 MHz
数据速率
11g: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps
11n: MCS0-7, 72.2 Mbps (Max)
40 MHz
11n: MCS0-7, 150 Mbps (Max)
天线类型
PCB 天线,IPEX 天线
说明:
1. 工作信道中心频率范围应符合国家或地区的规范标准。软件可以配置工作信道中心频率范围。
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。
4.5.2 发射性能规格
表 9: 发射性能规格
条件
参数
输出功率 1
典型值
11b, 1 Mbps
19.5
11b, 11 Mbps
19.5
11g, 6 Mbps
18
11g, 54 Mbps
14
11n, HT20, MCS0
18
11n, HT20, MCS7
13
11n, HT40, MCS0
18
11n, HT40, MCS7
13
单位
dBm
说明:
根据产品或认证的要求,用户可以配置目标功率。
4.5.3 接收性能规格
表 10: 接收性能规格
乐鑫信息科技
参数
条件
典型值
单位
接收灵敏度
1 Mbps
–97
dBm
2 Mbps
–94
16
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4. 电气特性
参数
最大接收电平
邻道抑制
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条件
典型值
5.5 Mbps
–92
11 Mbps
–88
6 Mbps
–93
9 Mbps
–91
12 Mbps
–89
18 Mbps
–87
24 Mbps
–84
36 Mbps
–80
48 Mbps
–77
54 Mbps
–75
11n, HT20, MCS0
–92
11n, HT20, MCS1
–88
11n, HT20, MCS2
–86
11n, HT20, MCS3
–83
11n, HT20, MCS4
–80
11n, HT20, MCS5
–76
11n, HT20, MCS6
–74
11n, HT20, MCS7
–72
11n, HT40, MCS0
–89
11n, HT40, MCS1
–85
11n, HT40, MCS2
–83
11n, HT40, MCS3
–80
11n, HT40, MCS4
–76
11n, HT40, MCS5
–72
11n, HT40, MCS6
–71
11n, HT40, MCS7
–69
11b, 1 Mbps
5
11b, 11 Mbps
5
11g, 6 Mbps
0
11g, 54 Mbps
–8
11n, HT20, MCS0
0
11n, HT20, MCS7
–8
11n, HT40, MCS0
0
11n, HT40, MCS7
–8
11b, 11 Mbps
35
11g, 6 Mbps
27
11g, 54 Mbps
13
11n, HT20, MCS0
27
11n, HT20, MCS7
12
11n, HT40, MCS0
16
11n, HT40, MCS7
7
17
单位
dBm
dB
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4. 电气特性
4.6 蓝牙射频
4.6.1 接收器 - 基础数据率 (BR)
表 11: 接收器特性 - 基础数据率 (BR)
参数
条件
最小值
典型值
最大值
单位
灵敏度 @0.1% BER
-
–90
–89
–88
dBm
最大接收信号 @0.1% BER
-
0
-
-
dBm
共信道抑制比 C/I
-
-
+7
-
dB
F = F0 + 1 MHz
-
-
–6
dB
F = F0 –1 MHz
-
-
–6
dB
F = F0 + 2 MHz
-
-
–25
dB
F = F0 –2 MHz
-
-
–33
dB
F = F0 + 3 MHz
-
-
–25
dB
dB
邻道选择性抑制比 C/I
F = F0 –3 MHz
-
-
–45
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
最小值
典型值
最大值
单位
射频发射功率(见表 12 下方说明) -
-
0
-
dBm
增益控制步长
-
-
3
-
dB
射频功率控制范围
-
–12
-
+9
dBm
20 dB 带宽
-
-
0.9
-
MHz
F = F0 ± 2 MHz
-
–55
-
dBm
F = F0 ± 3 MHz
-
–55
-
dBm
F = F0 ± > 3 MHz
-
–59
-
dBm
∆ f 1avg
-
-
-
155
kHz
∆ f 2max
-
127
-
-
kHz
∆ f 2avg /∆ f 1avg
-
-
0.92
-
-
ICFT
-
-
–7
-
kHz
漂移速率
-
-
0.7
-
kHz/50 µs
偏移 (DH1)
-
-
6
-
kHz
偏移 (DH5)
-
-
6
-
kHz
带外阻塞
互调
4.6.2 发射器 - 基础数据率 (BR)
表 12: 发射器特性 - 基础数据率 (BR)
参数
邻道发射功率
条件
说明:
从 0 到 7,共有 8 个功率级别,发射功率范围从–12 dBm 到 9 dBm。功率电平每增加 1 时,发射功率增加 3 dB。默认
情况下使用功率级别 4,相应的发射功率为 0 dBm。
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4. 电气特性
4.6.3 接收器 - 增强数据率 (EDR)
表 13: 接收器特性 - 增强数据率 (EDR)
参数
条件
最小值
典型值
最大值
单位
π/4 DQPSK
灵敏度 @0.01% BER
-
–90
–89
–88
dBm
最大接收信号 @0.01% BER
-
-
0
-
dBm
共信道抑制比 C/I
-
-
11
-
dB
F = F0 + 1 MHz
-
–7
-
dB
F = F0 –1 MHz
-
–7
-
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
邻道选择性抑制比 C/I
8DPSK
灵敏度 @0.01% BER
-
–84
–83
–82
dBm
最大接收信号 @0.01% BER
-
-
–5
-
dBm
共信道抑制比 C/I
-
-
18
-
dB
F = F0 + 1 MHz
-
2
-
dB
F = F0 –1 MHz
-
2
-
dB
F = F0 + 2 MHz
-
–25
-
dB
F = F0 –2 MHz
-
–25
-
dB
F = F0 + 3 MHz
-
–25
-
dB
F = F0 –3 MHz
-
–38
-
dB
邻道抑制比 C/I
4.6.4 发射器 - 增强数据率 (EDR)
表 14: 发射器特性 - 增强数据率 (EDR)
参数
条件
最小值
典型值
最大值
单位
射频发射功率(见表 12 下方说明)
-
-
0
-
dBm
增益控制步长
-
-
3
-
dB
射频功率控制范围
-
–12
-
+9
π/4 DQPSK max w0
-
-
–0.72
-
kHz
π/4 DQPSK max wi
-
-
–6
-
kHz
π/4 DQPSK max |wi + w0|
-
-
–7.42
-
kHz
8DPSK max w0
-
-
0.7
-
kHz
8DPSK max wi
-
-
–9.6
-
kHz
8DPSK max |wi + w0|
-
-
–10
-
kHz
RMS DEVM
-
4.28
-
%
99% DEVM
-
100
-
%
Peak DEVM
-
13.3
-
%
RMS DEVM
-
5.8
-
%
99% DEVM
-
100
-
%
Peak DEVM
-
14
-
%
π/4 DQPSK 调制精度
8 DPSK 调制精度
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19
dBm
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4. 电气特性
参数
条件
带内杂散发射
EDR 差分相位编码
最小值
典型值
最大值
单位
F = F0 ± 1 MHz
-
–46
-
dBm
F = F0 ± 2 MHz
-
–44
-
dBm
F = F0 ± 3 MHz
-
–49
-
dBm
F = F0 +/–> 3 MHz
-
-
–53
dBm
-
-
100
-
%
4.7 低功耗蓝牙射频
4.7.1 接收器
表 15: 低功耗蓝牙接收器特性
参数
条件
灵敏度 @30.8% PER
—
最大接收信号 @30.8% PER
—
共信道抑制比 C/I
—
F = F0 + 1 MHz
邻道抑制比 C/I
带外阻塞
互调
最小值
典型值
最大值
单位
–94
–93
–92
dBm
0
—
—
dBm
—
+10
—
dB
—
–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
最小值
典型值
最大值
单位
—
0
—
dBm
4.7.2 发射器
表 16: 低功耗蓝牙发射器特性
参数
条件
射频发射功率(见表 12 下方说明)
—
增益控制步长
—
—
3
—
dB
射频功率控制范围
—
–12
-
+9
dBm
F = F0 ± 2 MHz
—
–55
—
dBm
F = F0 ± 3 MHz
—
–57
—
dBm
F = F0 ± > 3 MHz
—
–59
-
dBm
∆ f 1avg
—
—
—
265
kHz
∆ f 2max
—
210
—
—
kHz
∆ f 2avg /∆ f 1avg
—
—
+0.92
—
—
ICFT
—
—
–10
—
kHz
漂移速率
—
—
0.7
—
kHz/50 µs
邻道发射功率
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4. 电气特性
参数
条件
偏移
—
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最小值
典型值
最大值
—
2
—
单位
kHz
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5. 原理图
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D
5. 原理图
模组内部元件的电路图。
1uF
VDD33
GND
R1
C5
GND
20K(5%)
3
TBD
VDD33
GND
GND
40MHz(±10ppm)
C6
10nF/6.3V(10%)
3.3nF/6.3V(10%)
R3
GPIO21
U0TXD
U0RXD
GPIO22
499
C9
0.1uF
D1
LESD8D3.3CAT5G
GND
C13
C12
C11
C10
C21
10uF
NC
1uF
0.1uF
NC
GND
C
GND
CAP1
CAP2
VDDA
XTAL_P
XTAL_N
VDDA
GPIO21
U0TXD
U0RXD
GPIO22
L5
49
GND
2.0nH
48
47
46
45
44
43
42
41
40
39
VDD33
GND
C4
VDD33
0.1uF
NC
The values of C15, L4 and C14
vary with the actual PCB board.
NC: No component.
U2
U3
SCS/CMD
1
SCK/CLK
6
SHD/SD2
7
/CS
CLK
/HOLD
FLASH
DI
DO
/WP
5
SDI/SD1
2
SDO/SD0
3
SWP/SD3
GPIO16
GND
C18
VDD_SDIO
1uF
ESP32-D0WD-V3
VDD33
GND
GND
GND
GPIO23
VDD33
CHIP_PU
GPIO22
SENSOR_VP
U0TXD
SENSOR_VN
U0RXD
GPIO34
GPIO21
EPAD
GPIO35
GPIO32
GPIO19
GPIO33
GPIO18
GPIO25
GPIO5
GPIO26
GPIO17
GPIO27
GPIO16
GPIO14
GPIO4
GPIO12
GPIO0
GND
C19
0.1uF
GND
Pin.15
GND
Pin.16
IO13
Pin.17
NC
Pin.18
NC
Pin.19
NC
Pin.20
NC
Pin.21
NC
Pin.22
NC
Pin.23
IO15
Pin.24
IO2
GND
C17
GPIO23
GPIO18
GPIO5
SDI/SD1
SDO/SD0
SCK/CLK
SCS/CMD
SWP/SD3
SHD/SD2
GPIO17
8
NC
GPIO19
VCC
TBD
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
GND
TBD
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
4
C16
VDDA
LNA_IN
VDD3P3
VDD3P3
SENSOR_VP
SENSOR_CAPP
SENSOR_CAPN
SENSOR_VN
CHIP_PU
VDET_1
VDET_2
32K_XP
32K_XN
GPIO25
GPIO13
GPIO15
GPIO2
GPIO0
GPIO4
C14
1
2
3
4
SENSOR_VP 5
6
7
SENSOR_VN 8
CHIP_PU
9
10
GPIO34
11
GPIO35
12
GPIO32
13
GPIO33
14
GPIO25
GPIO26
GPIO27
MTMS
MTDI
VDD3P3_RTC
MTCK
MTDO
GPIO2
GPIO0
GPIO4
C15
GND
VDD_SDIO
GND
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
GND
TBD
GPIO26
GPIO27
GPIO14
GPIO12
GND
L4
PCB_ANT
GND
ESP32-WROOM-32E & ESP32-WROOM-32UE 技术规格书 V1.0
A
GND
1
2
22
反馈文档意见
B
GND
ANT1
Pin.1
GND
Pin.2
3V3
Pin.3
EN
Pin.4
SENSOR_VP
Pin.5
SENSOR_VN
Pin.6
IO34
Pin.7
IO35
Pin.8
IO32
Pin.9
IO33
Pin.10
IO25
Pin.11
IO26
Pin.12
IO27
Pin.13
IO14
Pin.14
IO12
GPIO2
100pF
GND
0
C20
R2
C3
C2
GPIO15
C1
TBD
GPIO13
VDD33
PCB ANTENNA
GND
2
The value of R2 varies with the actual
PCB board.
U1
XIN
GND
1
The values of C1 and C2 vary with
the selection of the crystal.
GND XOUT
4
GND
图 4: ESP32-WROOM-32E 原理图
Pin.38
GND
Pin.37
IO23
Pin.36
IO22
Pin.35
TXD0
Pin.34
RXD0
Pin.33
IO21
Pin.32
NC
Pin.31
IO19
Pin.30
IO18
Pin.29
IO5
Pin.28
IO17
Pin.27
IO16
Pin.26
IO4
Pin.25
IO0
5
4
3
2
1
5. 原理图
乐鑫信息科技
D
1uF
R1
VDD33
GND
C5
GND
20K(5%)
3
TBD
VDD33
GND
GND
40MHz(±10ppm)
C6
10nF/6.3V(10%)
3.3nF/6.3V(10%)
R3
499
C9
0.1uF
GPIO21
U0TXD
U0RXD
GPIO22
D1
LESD8D3.3CAT5G
GND
C10
C21
10uF
1uF
0.1uF
NC
GND
C4
GND
VDD33
The values of C15, L4 and C14
vary with the actual PCB board.
NC: No component.
U2
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
GPIO23
GPIO18
GPIO5
SDI/SD1
SDO/SD0
SCK/CLK
SCS/CMD
SWP/SD3
SHD/SD2
GPIO17
U3
SCS/CMD
1
SCK/CLK
6
SHD/SD2
7
8
GPIO19
/CS
CLK
/HOLD
FLASH
DI
DO
/WP
5
SDI/SD1
2
SDO/SD0
3
SWP/SD3
GPIO16
GND
C18
VDD_SDIO
1uF
ESP32-D0WD-V3
VDD33
GND
GND
GND
GPIO23
VDD33
EN
GPIO22
SENSOR_VP
U0TXD
SENSOR_VN
U0RXD
GPIO34
GPIO21
GPIO35
GPIO32
GPIO19
EPAD
GPIO33
GPIO18
GPIO25
GPIO5
GPIO26
GPIO17
GPIO27
GPIO16
GPIO14
GPIO4
GPIO12
GPIO0
GND
C19
0.1uF
GND
Pin.15
GND
Pin.16
IO13
Pin.17
NC
Pin.18
NC
Pin.19
NC
Pin.20
NC
Pin.21
NC
Pin.22
NC
Pin.23
IO15
Pin.24
IO2
GND
SENSOR_VN
EN
GPIO34
GPIO35
GPIO32
GPIO33
GPIO25
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
VCC
TBD
VDDA
LNA_IN
VDD3P3
VDD3P3
SENSOR_VP
SENSOR_CAPP
SENSOR_CAPN
SENSOR_VN
CHIP_PU
VDET_1
VDET_2
32K_XP
32K_XN
GPIO25
GND
GND
SENSOR_VP
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4
GND
TBD
C14
VDD_SDIO
GND
LNA_IN
GPIO13
GPIO15
GPIO2
GPIO0
GPIO4
IPEX
C15
TBD
GPIO26
GPIO27
MTMS
MTDI
VDD3P3_RTC
MTCK
MTDO
GPIO2
GPIO0
GPIO4
3
2
J39
GND
L4
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
GND
1
GPIO26
GPIO27
GPIO14
GPIO12
GND
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A
C11
0.1uF
23
反馈文档意见
B
C13
GND
C
CAP1
CAP2
VDDA
XTAL_P
XTAL_N
VDDA
GPIO21
U0TXD
U0RXD
GPIO22
49
L5
GND
2.0nH
48
47
46
45
44
43
42
41
40
39
VDD33
Pin.1
GND
Pin.2
3V3
Pin.3
EN
Pin.4
SENSOR_VP
Pin.5
SENSOR_VN
Pin.6
IO34
Pin.7
IO35
Pin.8
IO32
Pin.9
IO33
Pin.10
IO25
Pin.11
IO26
Pin.12
IO27
Pin.13
IO14
Pin.14
IO12
GPIO2
100pF
GND
0
C20
R2
C3
C2
GPIO15
C1
TBD
GPIO13
VDD33
GND
2
The value of R2 varies with the actual
PCB board.
U1
XIN
GND
1
The values of C1 and C2 vary with
the selection of the crystal.
GND XOUT
4
GND
图 5: ESP32-WROOM-32UE 原理图
Pin.38
GND
Pin.37
IO23
Pin.36
IO22
Pin.35
TXD0
Pin.34
RXD0
Pin.33
IO21
Pin.32
NC
Pin.31
IO19
Pin.30
IO18
Pin.29
IO5
Pin.28
IO17
Pin.27
IO16
Pin.26
IO4
Pin.25
IO0
6. 外围设计原理图
5
4
3
6. 外围设计原理图
模组与外围器件(如电源、天线、复位按钮、JTAG 接口、UART 接口等)连接的应用电路图。
VDD33
C1
C2
R1
22uF
0.1uF
TBD
C3
IO19
IO18
IO5
IO17
IO16
IO4
IO0
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
U1
1
2
3
4
UART
GND
1
2
GND
JP1
1
2
3
4
GND
1
2
GND
VDD33
IO23
IO22
TXD0
RXD0
IO21
GND2
IO13
NC
NC
NC
NC
NC
NC
IO15
IO2
TBD
EN
SENSOR_VP
SENSOR_VN
IO34
IO35
IO32
IO33
IO25
IO26
IO27
IO14
IO12
GND
ESP32-WROOM-32E/ESP32-WROOM-32UE
39
P_GND 38
1
GND3 37
2 GND1
IO23 36
3 3V3
IO22 35
4 EN
TXD0 34
5 SENSOR_VP
RXD0 33
6 SENSOR_VN
IO21 32
7 IO34
NC 31
8 IO35
IO19 30
9 IO32
IO18 29
10 IO33
IO5 28
11 IO25
IO17 27
12 IO26
IO16 26
13 IO27
IO4 25
14 IO14
IO12
IO0
GND
IO15
IO2
IO13
JP2
Boot Option
SW1
JP3
IO14
IO12
IO13
IO15
TMS
TDI
TCK
TDO
1
2
3
4
R2
1
2
3
4
C4
JTAG
0R
EN
0.1uF
GND
IO12 should be kept low when the module is powered on.
图 6: ESP32-WROOM-32E & ESP32-WROOM-32UE 外围设计原理图
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。
• 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。
5
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4
3
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ESP32-WROOM-32E & ESP32-WROOM-32UE 技术规格书 V1.0
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6. 外围设计原理图
5
4
3
Discharge Circuit
VCC
1
2
SW1
CAP Added By User
D1
VDD33
Q1
+ C1
ESP Module
Bulk CAP
R2
R1
100K
1K
GND
GND
GND
GND
图 7: 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。
U1
GND
VBAT
R1
0R
3
1
GND
2
CHIP_PU
VCC
RESET#
Power Supply Supervisor
R2
100K
GND
图 8: 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 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。
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25
ESP32-WROOM-32E & ESP32-WROOM-32UE 技术规格书 V1.0
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7. 模组尺寸和 PCB 封装图形
7. 模组尺寸和 PCB 封装图形
7.1 模组尺寸
Unit: mm
Tolerance: +/-0.1 mm
0.80
0.85
0.90
10.50
10.29
Ø0.5
0.50
1.10
0.90
1.27
1.50
15.80
0
0.50
3.70
0.1
17.60
0.90
3.70
16.51
25.50±0.15
0.45
6.20
6.20
3.10±0.15
1.05
0.85
8.89
11.43
18.00±0.15
Top View
Side View
Bottom View
图 9: ESP32-WROOM-32E 模组尺寸
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26
ESP32-WROOM-32E & ESP32-WROOM-32UE 技术规格书 V1.0
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7. 模组尺寸和 PCB 封装图形
Unit: mm
Tolerance: +/-0.1 mm
3.10
3.20±0.15
3.27
0.45
0.80
0.85
0.90
10.50
1.18
8.89
10.66
0.50
0.90
13.05
1.15
1.27
0.50
3.70
0.1
16.51
17.50
0.90
3.70
15.65
1.50
19.20±0.15
10.75
0.85
11.43
18.00±0.15
Top View
Side View
Bottom View
图 10: ESP32-WROOM-32UE 模组尺寸
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ESP32-WROOM-32E & ESP32-WROOM-32UE 技术规格书 V1.0
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7. 模组尺寸和 PCB 封装图形
7.2 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 11: ESP32-WROOM-32E PCB 封装图形
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ESP32-WROOM-32E & ESP32-WROOM-32UE 技术规格书 V1.0
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7. 模组尺寸和 PCB 封装图形
Unit: mm
Via for thermal pad
Copper
18.00
2.00
38
5.00
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
图 12: ESP32-WROOM-32UE PCB 封装图形
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7. 模组尺寸和 PCB 封装图形
7.3 U.FL 座子尺寸
Unit: mm
图 13: U.FL 座子尺寸图
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8. 产品处理
8. 产品处理
8.1 存储条件
密封在防潮袋 (MBB) 中的产品应储存在 < 40 °C/90% RH 的非冷凝大气环境中。
模组的潮湿敏感度等级 (MSL) 为 3 级。
真空袋拆封后,在 25±5 °C、60% RH 下,必须在 168 小时内使用完毕,否则就需要烘烤后才能二次上线。
8.2 ESD
• 人体放电模式 (HBM):2000 V
• 充电器件模式 (CDM):500 V
• 空气放电:6000 V
• 接触放电:4000 V
(℃)
8.3 回流焊温度曲线
235 ~ 250 ℃
250
150 ~ 200 ℃
217
200
217 ℃ 60 ~ 90 s
60 ~ 120 s
–1 ~ –5 ℃/s
> 30 s
1 ~ 3 ℃/s
100
50
25
(s)
0
50
0
—
—
—
—
—
100
150
200
25 ~ 150 ℃
60 ~ 90 s
1 ~ 3 ℃/s
150 ~ 200 ℃
60 ~ 120 s
>217 ℃
60 ~ 90 s
235 ~ 250 ℃
~ 180 ℃
–1 ~ –5 ℃/s
(SAC305)
250
30 ~ 70 s
图 14: 回流焊温度曲线
说明:
建议模组只过一次回流焊。如果 PCBA 需要多次回流焊,则在最后一次回流焊时将模组放在 PCB 上方。
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9. MAC 地址和 eFuse
9. MAC 地址和 eFuse
芯片 eFuse 已烧写 48 位 mac_address,芯片工作在 station、AP、BLE 或 Ethernet 模式时,实际使用的 MAC
地址与 mac_address 的对应关系如下:
• Station 模式:mac_address
• AP 模式:mac_address + 1
• BLE 模式:mac_address + 2
• Ethernet 模式:mac_address + 3
1 Kbit 的 eFuse 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, 包括 flash 加密和
芯片 ID。
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32
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10. 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。
• 《ESP32 ECO V3 使用指南》
本文介绍 ESP32 ECO V3 较之前硅片的主要变化。
• 《ESP32 勘误表及解决办法》
本文收录了 ESP32 芯片的硬件问题并给出解决方法。
• 《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》
10.2
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。
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10. 学习资源
• ESP32 资源合集
ESP32 相关的所有文档和工具资源。
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修订历史
修订历史
日期
版本
发布说明
2020-05-18
V0.5
预发布
2020-05-29
V1.0
正式发布
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