ESP32-S3-WROOM-1
ESP32-S3-WROOM-1U
技术规格书
2.4 GHz Wi-Fi (802.11 b/g/n) + Bluetooth® 5 (LE) 模组
内置 ESP32-S3 系列芯片,Xtensa® 双核 32 位 LX7 处理器
Flash 最大可选 16 MB,PSRAM 最大可选 8 MB
36 个 GPIO,丰富的外设
板载 PCB 天线或外部天线连接器
ESP32-S3-WROOM-1
ESP32-S3-WROOM-1U
版本 1.2
乐鑫信息科技
版权 © 2023
www.espressif.com
1
模组概述
1 模组概述
说明:
点击链接或扫描二维码确保您使用的是最新版本的文档:
https://www.espressif.com/documentation/esp32-s3-wroom-1_wroom-1u_datasheet_cn.pdf
1.1 特性
口、GDMA、TWAI® 控制器(兼容 ISO 11898-1)
、
ADC、触摸传感器、温度传感器、定时器和看门
狗
CPU 和片上存储器
• 内置 ESP32-S3 系列芯片,Xtensa® 双核 32 位
LX7 微处理器 (支持单精度浮点运算单元),支持
说明:
高达 240 MHz 的时钟频率
* 有关模组外设的详细信息,请参考
• 384 KB ROM
《ESP32-S3 系列芯片技术规格书》。
• 512 KB SRAM
• 16 KB RTC SRAM
模组集成元件
• 最大 8 MB PSRAM
• 40 MHz 集成晶振
• 最大 16 MB Quad SPI flash
Wi-Fi
• 802.11 b/g/n
天线选型
• 802.11n 模式下数据速率高达 150 Mbps
• 板载 PCB 天线 (ESP32-S3-WROOM-1)
• 帧聚合 (TX/RX A-MPDU, TX/RX A-MSDU)
• 通过连接器连接外部天线
• 0.4 µs 保护间隔
(ESP32-S3-WROOM-1U)
• 工作信道中心频率范围:2412 ~ 2484 MHz
工作条件
蓝牙
• 工作电压/供电电压:3.0 ~ 3.6 V
• 低功耗蓝牙 (Bluetooth LE):Bluetooth 5、Bluetooth
• 工作环境温度:
mesh
– 65 °C 版模组:–40 ~ 65 °C
• 速率支持 125 Kbps、500 Kbps、1 Mbps、2 Mbps
– 85 °C 版模组:–40 ~ 85 °C
• 广播扩展 (Advertising Extensions)
– 105 °C 版模组:–40 ~ 105 °C
• 多广播 (Multiple Advertisement Sets)
认证
• 信道选择 (Channel Selection Algorithm #2)
• Wi-Fi 与蓝牙共存,共用同一个天线
• RF 认证:见 证书
• 环保认证:RoHS/REACH
外设
• GPIO、SPI、LCD、Camera 接口、UART、I2C、I2S、 测试
红外遥控、脉冲计数器、LED PWM、USB 1.1 OTG、
USB Serial/JTAG 控制器、MCPWM、SDIO 主机接
• HTOL/HTSL/uHAST/TCT/ESD
乐鑫信息科技
2
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
1
模组概述
1.2 描述
ESP32-S3-WROOM-1 和 ESP32-S3-WROOM-1U 是两款通用型 Wi-Fi + 低功耗蓝牙 MCU 模组,搭载 ESP32-S3
系列芯片。除具有丰富的外设接口外,模组还拥有强大的神经网络运算能力和信号处理能力,适用于 AIoT 领域
的多种应用场景,例如唤醒词检测和语音命令识别、人脸检测和识别、智能家居、智能家电、智能控制面板、智
能扬声器等。
ESP32-S3-WROOM-1 采用 PCB 板载天线,ESP32-S3-WROOM-1U 采用连接器连接外部天线。两款模组均有
多种型号可供选择,具体见表 1 和 2。其中,ESP32-S3-WROOM-1-H4 和 ESP32-S3-WROOM-1U-H4 的工作
环境温度为–40 ~ 105 °C,内置 ESP32-S3R8 的模组工作环境温度为–40 ~ 65 °C,其他型号的工作环境温度均
为–40 ~ 85 °C。请注意,针对 R8 系列模组 (内置 8 线 PSRAM),若开启 PSRAM ECC 功能,模组最大环境温度
可以提高到 85 °C,但是 PSRAM 的可用容量将减少 1/16。
表 1: ESP32-S3-WROOM-1 系列型号对比1
环境温度3
模组尺寸4
(°C)
(mm)
Flash2
PSRAM
ESP32-S3-WROOM-1-N4
4 MB (Quad SPI)
-
–40 ~ 85
ESP32-S3-WROOM-1-N8
8 MB (Quad SPI)
-
–40 ~ 85
ESP32-S3-WROOM-1-N16
16 MB (Quad SPI)
-
–40 ~ 85
ESP32-S3-WROOM-1-H4
4 MB (Quad SPI)
-
–40 ~ 105
ESP32-S3-WROOM-1-N4R2
4 MB (Quad SPI)
2 MB (Quad SPI)
–40 ~ 85
ESP32-S3-WROOM-1-N8R2
8 MB (Quad SPI)
2 MB (Quad SPI)
–40 ~ 85
ESP32-S3-WROOM-1-N16R2
16 MB (Quad SPI)
2 MB (Quad SPI)
–40 ~ 85
ESP32-S3-WROOM-1-N4R8
4 MB (Quad SPI)
8 MB (Octal SPI)
–40 ~ 65
ESP32-S3-WROOM-1-N8R8
8 MB (Quad SPI)
8 MB (Octal SPI)
–40 ~ 65
ESP32-S3-WROOM-1-N16R8
16 MB (Quad SPI)
8 MB (Octal SPI)
–40 ~ 65
订购代码
1
18.0
×
25.5
×
3.1
本表格中的注释内容与表 2 一致。
表 2: ESP32-S3-WROOM-1U 系列型号对比
环境温度3
模组尺寸4
(°C)
(mm)
Flash
PSRAM2
4 MB (Quad SPI)
-
–40 ~ 85
ESP32-S3-WROOM-1U-N8
8 MB (Quad SPI)
-
–40 ~ 85
ESP32-S3-WROOM-1U-N16
16 MB (Quad SPI)
-
–40 ~ 85
ESP32-S3-WROOM-1U-H4
4 MB (Quad SPI)
-
–40 ~ 105
ESP32-S3-WROOM-1U-N4R2
4 MB (Quad SPI)
2 MB (Quad SPI)
–40 ~ 85
ESP32-S3-WROOM-1U-N8R2
8 MB (Quad SPI)
2 MB (Quad SPI)
–40 ~ 85
ESP32-S3-WROOM-1U-N16R2
16 MB (Quad SPI)
2 MB (Quad SPI)
–40 ~ 85
ESP32-S3-WROOM-1U-N4R8
4 MB (Quad SPI)
8 MB (Octal SPI)
–40 ~ 65
ESP32-S3-WROOM-1U-N8R8
8 MB (Quad SPI)
8 MB (Octal SPI)
–40 ~ 65
ESP32-S3-WROOM-1U-N16R8
16 MB (Quad SPI)
8 MB (Octal SPI)
–40 ~ 65
订购代码
ESP32-S3-WROOM-1U-N4
2
该模组使用封装在芯片中的 PSRAM。
3
环境温度指乐鑫模组外部的推荐环境温度。
4
更多关于模组尺寸的信息,请参考章节 7.1 模组尺寸。
18.0
×
19.2
×
3.2
两款模组采用的是 ESP32-S3 系列 * 芯片。ESP32-S3 系列芯片搭载 Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器(支持单精
乐鑫信息科技
3
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
1
模组概述
度浮点运算单元),工作频率高达 240 MHz。CPU 电源可被关闭,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-S3 集成了丰富的外设,包括模组接口:SPI、LCD、Camera 接口、UART、I2C、I2S、红外遥控、脉冲计数
器、LED PWM、USB Serial/JTAG 控制器、MCPWM、SDIO host、GDMA、TWAI® 控制器(兼容 ISO 11898-1)
、
ADC、触摸传感器、温度传感器、定时器和看门狗,和多达 45 个 GPIO。此外,ESP32-S3 还有一个全速 USB
2.0 On-The-Go (OTG) 接口用于 USB 通信。
说明:
* 关于 ESP32-S3 的更多信息请参考 《ESP32-S3 系列芯片技术规格书》。
1.3 应用
• 通用低功耗 IoT 传感器集线器
• 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
• USB 设备
• 健康/医疗/看护
• 语音识别
• Wi-Fi 玩具
• 图像识别
• 可穿戴电子产品
• Mesh 网络
• 零售 & 餐饮
• 家庭自动化
乐鑫信息科技
4
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
目录
目录
1
模组概述
2
1.1
特性
2
1.2
描述
3
1.3
应用
4
2
功能框图
9
3
管脚定义
10
3.1
管脚布局
10
3.2
管脚定义
10
3.3
Strapping 管脚
13
3.3.1
芯片启动模式控制
14
3.3.2
VDD_SPI 电压控制
14
3.3.3
ROM 日志打印控制
14
3.3.4
JTAG 信号源控制
15
4
电气特性
16
4.1
绝对最大额定值
16
4.2
建议工作条件
16
4.3
直流电气特性 (3.3 V, 25 °C)
16
4.4
功耗特性
17
4.5
4.6
4.4.1
Active 模式下的 RF 功耗
17
4.4.2
其他功耗模式下的功耗
17
Wi-Fi 射频
19
4.5.1
Wi-Fi 射频标准
19
4.5.2
Wi-Fi 射频发射器 (TX) 规格
19
4.5.3
Wi-Fi 射频接收器 (RX) 规格
20
低功耗蓝牙射频
21
4.6.1
低功耗蓝牙射频发射器 (TX) 规格
21
4.6.2
低功耗蓝牙射频接收器 (RX) 规格
23
5
模组原理图
26
6
外围设计原理图
28
7
模组尺寸和 PCB 封装图形
29
7.1
模组尺寸
29
7.2
推荐 PCB 封装图
30
7.3
外部天线连接器尺寸
32
8
产品处理
33
8.1
存储条件
33
8.2
静电放电 (ESD)
33
乐鑫信息科技
5
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
目录
8.3
炉温曲线
8.3.1
33
回流焊温度曲线
33
8.4
超声波振动
34
9
相关文档和资源
35
修订历史
乐鑫信息科技
36
6
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
表格
表格
1
ESP32-S3-WROOM-1 系列型号对比
3
2
ESP32-S3-WROOM-1U 系列型号对比
3
3
管脚定义
11
4
Strapping 管脚默认配置
13
5
Strapping 管脚的时序参数说明
13
6
芯片启动模式控制
14
7
VDD_SPI 电压控制
14
8
JTAG 信号源控制
15
9
绝对最大额定值
16
10
建议工作条件
16
11
直流电气特性 (3.3 V, 25 °C)
16
12
射频功耗
17
13
Modem-sleep 模式下的功耗
18
14
低功耗模式下的功耗
18
15
Wi-Fi 射频标准
19
16
频谱模板和 EVM 符合 802.11 标准时的发射功率
19
17
发射 EVM 测试
19
18
接收灵敏度
20
19
最大接收电平
21
20
接收邻道抑制
21
21
低功耗蓝牙频率
21
22
发射器特性 - 低功耗蓝牙 1 Mbps
21
23
发射器特性 - 低功耗蓝牙 2 Mbps
22
24
发射器特性 - 低功耗蓝牙 125 Kbps
22
25
发射器特性 - 低功耗蓝牙 500 Kbps
23
26
接收器特性 - 低功耗蓝牙 1 Mbps
23
27
接收器特性 - 低功耗蓝牙 2 Mbps
24
28
接收器特性 - 低功耗蓝牙 125 Kbps
24
29
接收器特性 - 低功耗蓝牙 500 Kbps
25
乐鑫信息科技
7
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
插图
插图
1
ESP32-S3-WROOM-1 功能框图
9
2
ESP32-S3-WROOM-1U 功能框图
9
3
管脚布局(顶视图)
10
4
Strapping 管脚的时序参数图
14
5
ESP32-S3-WROOM-1 原理图
26
6
ESP32-S3-WROOM-1U 原理图
27
7
外围设计原理图
28
8
ESP32-S3-WROOM-1 模组尺寸
29
9
ESP32-S3-WROOM-1U 模组尺寸
29
10
ESP32-S3-WROOM-1 推荐 PCB 封装图
30
11
ESP32-S3-WROOM-1U 推荐 PCB 封装图
31
12
外部天线连接器尺寸图
32
13
回流焊温度曲线
33
乐鑫信息科技
8
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
2
功能框图
2 功能框图
ESP32-S3-WROOM-1
40 MHz
Crystal
3V3
EN
Antenna
RF Matching
ESP32-S3
ESP32-S3R2
ESP32-S3R8
GPIOs
SPICS0
SPICLK
SPID
SPIQ
SPIHD
SPIWP
VDD_SPI
PSRAM(opt.)
(QSPI/OSPI)
QSPI Flash
图 1: ESP32-S3-WROOM-1 功能框图
ESP32-S3-WROOM-1U
40 MHz
Crystal
3V3
EN
Antenna
ESP32-S3
ESP32-S3R2
ESP32-S3R8
RF Matching
GPIOs
SPICS0
SPICLK
SPID
SPIQ
SPIHD
SPIWP
VDD_SPI
PSRAM(opt.)
(QSPI/OSPI)
QSPI Flash
图 2: ESP32-S3-WROOM-1U 功能框图
乐鑫信息科技
9
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
3
管脚定义
3 管脚定义
3.1 管脚布局
管脚布局图显示了模组上管脚的大致位置。按比例绘制的实际布局请参考图 7.1 模组尺寸。
ESP32-S3-WROOM-1U 没有禁止布线区 (Keepout Zone),管脚布局和 ESP32-S3-WROOM-1 一样。
Keepout Zone
GND
35
IO42
IO7
7
GND
41
GND
GND
34
IO41
IO15
8
GND
GND
GND
33
IO40
IO16
9
32
IO39
IO17
10
31
IO38
IO18
11
30
IO37
IO8
12
29
IO36
IO19
13
28
IO35
IO20
14
27
IO0
26
GND
IO45
GND
25
6
IO48
IO6
24
RXD0
IO47
36
23
5
IO21
IO5
22
TXD0
IO14
37
21
4
IO13
IO4
20
IO2
IO12
38
19
3
IO11
EN
18
IO1
IO10
39
17
2
IO9
3V3
16
GND
IO46
40
15
1
IO3
GND
图 3: 管脚布局(顶视图)
3.2 管脚定义
模组共有 41 个管脚,具体描述参见表 3 管脚定义。
管脚名称释义、管脚功能释义、以及外设管脚分配请参考 《ESP32-S3 系列芯片技术规格书》。
乐鑫信息科技
10
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
3
管脚定义
表 3: 管脚定义
类型 a 功能
名称
序号
GND
1
P
接地
3V3
2
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。
IO4
4
I/O/T
RTC_GPIO4, GPIO4, TOUCH4, ADC1_CH3
IO5
5
I/O/T
RTC_GPIO5, GPIO5, TOUCH5, ADC1_CH4
IO6
6
I/O/T
RTC_GPIO6, GPIO6, TOUCH6, ADC1_CH5
IO7
7
I/O/T
RTC_GPIO7, GPIO7, TOUCH7, ADC1_CH6
IO15
8
I/O/T
RTC_GPIO15, GPIO15, U0RTS, ADC2_CH4, XTAL_32K_P
IO16
9
I/O/T
RTC_GPIO16, GPIO16, U0CTS, ADC2_CH5, XTAL_32K_N
IO17
10
I/O/T
RTC_GPIO17, GPIO17, U1TXD, ADC2_CH6
IO18
11
I/O/T
RTC_GPIO18, GPIO18, U1RXD, ADC2_CH7, CLK_OUT3
IO8
12
I/O/T
RTC_GPIO8, GPIO8, TOUCH8, ADC1_CH7, SUBSPICS1
IO19
13
I/O/T
RTC_GPIO19, GPIO19, U1RTS, ADC2_CH8, CLK_OUT2, USB_D-
IO20
14
I/O/T
RTC_GPIO20, GPIO20, U1CTS, ADC2_CH9, CLK_OUT1, USB_D+
IO3
15
I/O/T
RTC_GPIO3, GPIO3, TOUCH3, ADC1_CH2
IO46
16
I/O/T
GPIO46
IO9
17
I/O/T
RTC_GPIO9, GPIO9, TOUCH9, ADC1_CH8, FSPIHD, SUBSPIHD
IO10
18
I/O/T
IO11
19
I/O/T
IO12
20
I/O/T
IO13
21
I/O/T
IO14
22
I/O/T
IO21
23
I/O/T
RTC_GPIO21, GPIO21
IO47
24
I/O/T
SPICLK_P_DIFF, GPIO47, SUBSPICLK_P_DIFF
IO48
25
I/O/T
SPICLK_N_DIFF, GPIO48, SUBSPICLK_N_DIFF
IO45
26
I/O/T
GPIO45
RTC_GPIO10, GPIO10, TOUCH10, ADC1_CH9, FSPICS0, FSPIIO4,
SUBSPICS0
RTC_GPIO11, GPIO11, TOUCH11, ADC2_CH0, FSPID, FSPIIO5,
SUBSPID
RTC_GPIO12, GPIO12, TOUCH12, ADC2_CH1, FSPICLK, FSPIIO6,
SUBSPICLK
RTC_GPIO13, GPIO13, TOUCH13, ADC2_CH2, FSPIQ, FSPIIO7,
SUBSPIQ
RTC_GPIO14, GPIO14, TOUCH14, ADC2_CH3, FSPIWP, FSPIDQS,
SUBSPIWP
27
I/O/T
RTC_GPIO0, GPIO0
IO35
b
28
I/O/T
SPIIO6, GPIO35, FSPID, SUBSPID
IO36
b
29
I/O/T
SPIIO7, GPIO36, FSPICLK, SUBSPICLK
IO37
b
30
I/O/T
SPIDQS, GPIO37, FSPIQ, SUBSPIQ
IO38
31
I/O/T
GPIO38, FSPIWP, SUBSPIWP
IO39
32
I/O/T
MTCK, GPIO39, CLK_OUT3, SUBSPICS1
IO40
33
I/O/T
MTDO, GPIO40, CLK_OUT2
IO41
34
I/O/T
MTDI, GPIO41, CLK_OUT1
IO0
见下页
乐鑫信息科技
11
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
3
管脚定义
表 3 – 接上页
a
名称
序号
类型
IO42
35
I/O/T
MTMS, GPIO42
RXD0
36
I/O/T
U0RXD, GPIO44, CLK_OUT2
TXD0
37
I/O/T
U0TXD, GPIO43, CLK_OUT1
IO2
38
I/O/T
RTC_GPIO2, GPIO2, TOUCH2, ADC1_CH1
IO1
39
I/O/T
RTC_GPIO1, GPIO1, TOUCH1, ADC1_CH0
GND
40
P
接地
EPAD
41
P
接地
a
功能
P:电源;I:输入;O:输出;T:可设置为高阻。加粗字体为管脚的默认功能。管脚 28 ∼ 30 的
默认功能由 eFuse 位决定。
b
在带有 OSPI PSRAM(即内置芯片为 ESP32-S3R8)的模组中,管脚 IO35、IO36、IO37 用于连
接至模组内部集成的 OSPI PSRAM,不可用于其他功能。
乐鑫信息科技
12
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
3
管脚定义
3.3 Strapping 管脚
说明:
以下内容摘自 《ESP32-S3 系列芯片技术规格书》 > 章节 Strapping 管脚。芯片的 Strapping 管脚与模组管脚的对应关
系,可参考章节 5 模组原理图。
模组每次上电或复位时,都需要一些初始配置参数,如加载模组的启动模式、flash 存储器的电压等。这些参数
通过 strapping 管脚控制。复位放开后,strapping 管脚和普通 IO 管脚功能相同。
模组复位时,strapping 管脚在复位时控制以下参数:
• 芯片启动模式 – GPIO0 和 GPIO46
• VDD_SPI 电压 – GPIO45
• ROM 代码日志打印 – GPIO46
• JTAG 信号源 – GPIO3
GPIO0、GPIO45 和 GPIO46 在芯片复位时连接芯片内部的弱上拉/下拉电阻。如果 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,这些电阻将决定 strapping 管脚的默认值。
表 4: Strapping 管脚默认配置
Strapping 管脚
默认配置
值
GPIO0
上拉
1
GPIO3
浮空
–
GPIO45
下拉
0
GPIO46
下拉
0
要改变 strapping 管脚的值,可以连接外部下拉/上拉电阻。如果 ESP32-S3 用作主机 MCU 的从设备,strapping
管脚的电平也可通过主机 MCU 控制。
所有 strapping 管脚都有锁存器。系统复位时,锁存器采样并存储相应 strapping 管脚的值,一直保持到芯片掉
电或关闭。锁存器的状态无法用其他方式更改。因此,strapping 管脚的值在芯片工作时一直可读取,并可在芯
片复位后作为普通 IO 管脚使用。
Strapping 管脚的时序参数包括 建立时间和 保持时间。更多信息,详见表 5 和图 4。
表 5: Strapping 管脚的时序参数说明
参数
tSU
tH
乐鑫信息科技
说明
最小值 (ms)
建立时间,即拉高 CHIP_PU 激活芯片前,电源轨达到稳定所需的
时间
保持时间,即 CHIP_PU 已拉高、strapping 管脚变为普通 IO 管脚
开始工作前,可读取 strapping 管脚值的时间
13
反馈文档意见
0
3
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
3
管脚定义
tSU
tH
VIL_nRST
CHIP_PU
VIH
Strapping pin
图 4: Strapping 管脚的时序参数图
3.3.1 芯片启动模式控制
复位释放后,GPIO0 和 GPIO46 共同决定启动模式。详见表 6 芯片启动模式控制。
表 6: 芯片启动模式控制
启动模式
GPIO0
GPIO46
默认配值
1 (上拉)
0 (下拉)
SPI Boot(默认)
1
任意值
Download Boot
0
0
无效组合 1
0
1
1
该组合会触发意外行为,应当避免。
3.3.2 VDD_SPI 电压控制
电压有两种控制方式,具体取决于 EFUSE_VDD_SPI_FORCE 的值。
表 7: VDD_SPI 电压控制
EFUSE_VDD_SPI_FORCE
GPIO45
0
0
1
1
忽略
eFuse 1 电压
VDD_SPI 电源 2
3.3 V
VDD3P3_RTC 通过 RSP I 供电
1.8 V
Flash 稳压器
0
1.8 V
Flash 稳压器
1
3.3 V
VDD3P3_RTC 通过 RSP I 供电
忽略
1
eFuse:EFUSE_VDD_SPI_TIEH
2
请参考 《ESP32-S3 系列芯片技术规格书》 > 章节 电源管理
3.3.3 ROM 日志打印控制
系统启动过程中,ROM 代码日志可打印至:
•(默认)UART 和 USB 串口/JTAG 控制器。
• USB 串口/JTAG 控制器。
乐鑫信息科技
14
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
3
管脚定义
• UART。
通过配置寄存器和 eFuse 可分别关闭 UART 和 USB 串口/JTAG 控制器的 ROM 代码日志打印功能。详细信息请
参考 《ESP32-S3 技术参考手册》 > 章节 芯片 Boot 控制。
3.3.4 JTAG 信号源控制
在系统启动早期阶段,GPIO3 可用于控制 JTAG 信号源。该管脚没有内部上下拉电阻,strapping 的值必须由不
处于高阻抗状态的外部电路控制。
如表 8 所示,GPIO3 与 EFUSE_DIS_PAD_JTAG、EFUSE_DIS_USB_JTAG 和 EFUSE_STRAP_JTAG_SEL 共同控
制 JTAG 信号源。
表 8: JTAG 信号源控制
eFuse 1a eFuse 2b eFuse 3c
GPIO3
0
0
0
忽略
1
USB 串口/JTAG 控制器
0
JTAG 管脚 MTDI、MTCK、MTMS 和 MTDO
1
USB 串口/JTAG 控制器
0
1
忽略
忽略
JTAG 管脚 MTDI、MTCK、MTMS 和 MTDO
1
0
忽略
忽略
USB 串口/JTAG 控制器
1
1
忽略
忽略
JTAG 关闭
a
eFuse 1:EFUSE_DIS_PAD_JTAG
b
eFuse 2:EFUSE_DIS_USB_JTAG
c
eFuse 3:EFUSE_STRAP_JTAG_SEL
乐鑫信息科技
JTAG 信号源
15
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
4
电气特性
4 电气特性
4.1 绝对最大额定值
超出表 9 绝对最大额定值 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
出表 10 建议工作条件 技术规格指标的功能性操作。长时间暴露在绝对最大额定条件下可能会影响模组的可靠
性。
表 9: 绝对最大额定值
符号
参数
最小值
最大值
VDD33
TST ORE
单位
电源管脚电压
–0.3
3.6
V
存储温度
–40
105
°C
4.2 建议工作条件
表 10: 建议工作条件
符号
参数
最小值
典型值
最大值
VDD33
IV DD
电源管脚电压
3.0
3.3
3.6
V
外部电源的供电电流
0.5
—
—
A
65 °C 版
TA
环境温度
单位
65
85 °C 版
–40
—
85
105 °C 版
°C
105
4.3 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C)
表 11: 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C)
符号
参数
CIN
管脚电容
最小值
—
高电平输入电压
VIH
0.75 × VDD
1
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
低电平输入电流
—
—
50
nA
—
—
IIL
VOH
VOL
2
2
高电平输出电压
0.8 × VDD
低电平输出电压
1
V
V
1
—
—
0.1 × VDD
V
—
40
—
mA
—
28
—
mA
45
—
kΩ
45
—
kΩ
—
1
V
1
IOH
IOL
高电平拉电流 (VDD = 3.3 V, VOH >= 2.64 V,
PAD_DRIVER = 3)
低电平灌电流 (VDD1= 3.3 V, VOL = 0.495 V,
PAD_DRIVER = 3)
RP U
内部弱上拉电阻
—
RP D
内部弱下拉电阻
—
VIH_nRST
乐鑫信息科技
芯片复位释放电压(EN 管脚应满足电压范围) 0.75 × VDD
16
反馈文档意见
1
VDD + 0.3
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
4
电气特性
表 11 – 接上页
符号
参数
VIL_nRST
最小值
芯片复位电压(EN 管脚应满足电压范围)
1
VDD 是 I/O 的供电电源。
2
VOH 和 VOL 为负载是高阻条件下的测量值。
–0.3
典型值
—
最大值
单位
0.25 × VDD
1
V
4.4 功耗特性
4.4.1 Active 模式下的 RF 功耗
因使用了先进的电源管理技术,模组可以在不同的功耗模式之间切换。关于不同功耗模式的描述,详见
《ESP32-S3 系列芯片技术规格书》 的 低功耗管理章节。
表 12: 射频功耗
工作模式
描述
TX
Active(射频工作)
RX
1
峰值 (mA)
802.11b, 1 Mbps, @20.5 dBm
355
802.11g, 54 Mbps, @18 dBm
297
802.11n, HT20, MCS7, @17.5 dBm
286
802.11n, HT40, MCS7, @17 dBm
285
802.11b/g/n, HT20
95
802.11n, HT40
97
以上功耗数据是基于 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 100% 的占空比测得。
2
测量 RX 功耗数据时,外设处于关闭状态,CPU 处于空闲状态。
说明:
以下内容摘自 《ESP32-S3 系列芯片技术规格书》 的 其他功耗模式下的功耗章节。
4.4.2 其他功耗模式下的功耗
请注意,若模组内置芯片封装内有 PSRAM,功耗数据可能略高于下表数据。
乐鑫信息科技
17
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
电气特性
4
表 13: Modem-sleep 模式下的功耗
典型值1 典型值2
频率
工作模式
说明
(MHz)
40
80
160
Modem-sleep3
240
(mA)
(mA)
WAITI(双核均空闲)
13.2
18.8
单核执行 32 位数据访问指令,另一个核空闲
16.2
21.8
双核执行 32 位数据访问指令
18.7
24.4
单核执行 128 位数据访问指令,另一个核空闲
19.9
25.4
双核执行 128 位数据访问指令
23.0
28.8
WAITI
22.0
36.1
单核执行 32 位数据访问指令,另一个核空闲
28.4
42.6
双核执行 32 位数据访问指令
33.1
47.3
单核执行 128 位数据访问指令,另一个核空闲
35.1
49.6
双核执行 128 位数据访问指令
41.8
56.3
WAITI
27.6
42.3
单核执行 32 位数据访问指令,另一个核空闲
39.9
54.6
双核执行 32 位数据访问指令
49.6
64.1
单核执行 128 位数据访问指令,另一个核空闲
54.4
69.2
双核执行 128 位数据访问指令
66.7
81.1
WAITI
32.9
47.6
单核执行 32 位数据访问指令,另一个核空闲
51.2
65.9
双核执行 32 位数据访问指令
66.2
81.3
单核执行 128 位数据访问指令,另一个核空闲
72.4
87.9
双核执行 128 位数据访问指令
91.7
107.9
1
所有外设时钟关闭时的典型值。
2
所有外设时钟打开时的典型值。实际情况下,外设在不同工作状态下电流会有所差异。
3
Modem-sleep 模式下,Wi-Fi 设有时钟门控。该模式下,访问 flash 时功耗会增加。若 flash 速率为 80 Mbit/s,
SPI 2 线模式下 flash 的功耗为 10 mA。
表 14: 低功耗模式下的功耗
工作模式
说明
1
Light-sleep
Deep-sleep
关闭
1
典型值 (µA)
VDD_SPI 和 Wi-Fi 掉电,所有 GPIO 设置为高阻状态
240
RTC 存储器和 RTC 外设上电
8
RTC 存储器上电,RTC 外设掉电
7
CHIP_PU 管脚拉低,芯片关闭
1
Light-sleep 模式下,SPI 相关管脚上拉。封装内有 PSRAM 的芯片请在典型值的
基础上添加相应的 PSRAM 功耗:8 MB 8 线 PSRAM (3.3 V) 为 140 µA;8 MB 8
线 PSRAM (1.8 V) 为 200 µA;2 MB 4 线 PSRAM 为 40 µA。
乐鑫信息科技
18
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
4
电气特性
4.5 Wi-Fi 射频
4.5.1 Wi-Fi 射频标准
表 15: Wi-Fi 射频标准
名称
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)
PCB 天线,外部天线连接器 2
天线类型
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
用外部天线连接器的模组输出阻抗为 50 �,不使用外部天线连接器的模组可无需关注输出阻抗。
4.5.2 Wi-Fi 射频发射器 (TX) 规格
根据产品或认证的要求,您可以配置发射器目标功率。默认功率详见表 16 频谱模板和 EVM 符合 802.11 标准时
的发射功率。
表 16: 频谱模板和 EVM 符合 802.11 标准时的发射功率
最小值
典型值
最大值
(dBm)
(dBm)
(dBm)
802.11b, 1 Mbps
—
20.5
—
802.11b, 11 Mbps
—
20.5
—
802.11g, 6 Mbps
—
20.0
—
802.11g, 54 Mbps
—
18.0
—
802.11n, HT20, MCS 0
—
19.0
—
802.11n, HT20, MCS 7
—
17.5
—
802.11n, HT40, MCS 0
—
18.5
—
802.11n, HT40, MCS 7
—
17.0
—
速率
表 17: 发射 EVM 测试
速率
最小值
典型值
标准限值
(dB)
(dB)
(dB)
802.11b, 1 Mbps, @20.5 dBm
—
–24.5
–10
802.11b, 11 Mbps, @20.5 dBm
—
–24.5
–10
802.11g, 6 Mbps, @20 dBm
—
–23.0
–5
802.11g, 54 Mbps, @18 dBm
—
–29.5
–25
802.11n, HT20, MCS 0, @19 dBm
—
–24.0
–5
802.11n, HT20, MCS 7, @17.5 dBm
—
–30.5
–27
802.11n, HT40, MCS 0, @18.5 dBm
—
–25.0
–5
见下页
乐鑫信息科技
19
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
4
电气特性
表 17 – 接上页
速率
最小值
典型值
标准限值
(dB)
(dB)
(dB)
802.11n, HT40, MCS 7, @17 dBm
—
–30.0
–27
4.5.3 Wi-Fi 射频接收器 (RX) 规格
表 18: 接收灵敏度
最小值
典型值
最大值
(dBm)
(dBm)
(dBm)
802.11b, 1 Mbps
—
–98.2
—
802.11b, 2 Mbps
—
–95.6
—
802.11b, 5.5 Mbps
—
–92.8
—
802.11b, 11 Mbps
—
–88.5
—
802.11g, 6 Mbps
—
–93.0
—
802.11g, 9 Mbps
—
–92.0
—
802.11g, 12 Mbps
—
–90.8
—
802.11g, 18 Mbps
—
–88.5
—
802.11g, 24 Mbps
—
–85.5
—
802.11g, 36 Mbps
—
–82.2
—
802.11g, 48 Mbps
—
–78.0
—
802.11g, 54 Mbps
—
–76.2
—
802.11n, HT20, MCS 0
—
–93.0
—
802.11n, HT20, MCS 1
—
–90.6
—
802.11n, HT20, MCS 2
—
–88.4
—
802.11n, HT20, MCS 3
—
–84.8
—
802.11n, HT20, MCS 4
—
–81.6
—
802.11n, HT20, MCS 5
—
–77.4
—
802.11n, HT20, MCS 6
—
–75.6
—
802.11n, HT20, MCS 7
—
–74.2
—
802.11n, HT40, MCS 0
—
–90.0
—
802.11n, HT40, MCS 1
—
–87.5
—
802.11n, HT40, MCS 2
—
–85.0
—
802.11n, HT40, MCS 3
—
–82.0
—
802.11n, HT40, MCS 4
—
–78.5
—
802.11n, HT40, MCS 5
—
–74.4
—
802.11n, HT40, MCS 6
—
–72.5
—
802.11n, HT40, MCS 7
—
–71.2
—
速率
乐鑫信息科技
20
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
4
电气特性
表 19: 最大接收电平
最小值
典型值
最大值
(dBm)
(dBm)
(dBm)
802.11b, 1 Mbps
—
5
—
802.11b, 11 Mbps
—
5
—
802.11g, 6 Mbps
—
5
—
802.11g, 54 Mbps
—
0
—
802.11n, HT20, MCS 0
—
5
—
802.11n, HT20, MCS 7
—
0
—
802.11n, HT40, MCS 0
—
5
—
802.11n, HT40, MCS 7
—
0
—
最小值
典型值
最大值
(dB)
(dB)
(dB)
速率
表 20: 接收邻道抑制
速率
802.11b, 1 Mbps
—
35
—
802.11b, 11 Mbps
—
35
—
802.11g, 6 Mbps
—
31
—
802.11g, 54 Mbps
—
14
—
802.11n, HT20, MCS 0
—
31
—
802.11n, HT20, MCS 7
—
13
—
802.11n, HT40, MCS 0
—
19
—
802.11n, HT40, MCS 7
—
8
—
最小值
典型值
最大值
(MHz)
(MHz)
(MHz)
2402
—
2480
4.6 低功耗蓝牙射频
表 21: 低功耗蓝牙频率
参数
工作信道中心频率
4.6.1 低功耗蓝牙射频发射器 (TX) 规格
表 22: 发射器特性 - 低功耗蓝牙 1 Mbps
参数
射频发射功率
载波频率偏移和漂移
描述
最小值
射频功率控制范围
典型值
最大值
单位
–24.00
0
20.00
增益控制步长
—
3.00
—
dB
|fn |n=0, 1, 2, ..k 最大值
—
2.50
—
kHz
|f0 − fn | 最大值
—
2.00
—
kHz
|fn − fn−5 | 最大值
—
1.40
—
kHz
dBm
见下页
乐鑫信息科技
21
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
4
电气特性
表 22 – 接上页
参数
调制特性
带内杂散发射
描述
最小值
典型值
最大值
单位
|f1 − f0 |
—
1.00
—
kHz
∆ f 1avg
—
249.00
—
kHz
—
198.00
—
kHz
∆ f 2avg /∆ f 1avg
—
0.86
—
—
± 2 MHz 偏移
—
–37.00
—
dBm
± 3 MHz 偏移
—
–42.00
—
dBm
> ± 3 MHz 偏移
—
–44.00
—
dBm
∆ f 2max 最小值
(至少 99.9% 的 ∆ f 2max )
表 23: 发射器特性 - 低功耗蓝牙 2 Mbps
参数
射频发射功率
载波频率偏移和漂移
调制特性
带内杂散发射
描述
最小值
射频功率控制范围
典型值
最大值
单位
–24.00
0
20.00
增益控制步长
—
3.00
—
dB
|fn |n=0, 1, 2, ..k 最大值
—
2.50
—
kHz
|f0 − fn | 最大值
—
2.00
—
kHz
|fn − fn−5 | 最大值
—
1.40
—
kHz
|f1 − f0 |
—
1.00
—
kHz
∆ f 1avg
—
499.00
—
kHz
—
416.00
—
kHz
∆ f 2avg /∆ f 1avg
—
0.89
—
—
± 4 MHz 偏移
—
–42.00
—
dBm
± 5 MHz 偏移
—
–44.00
—
dBm
> ± 5 MHz 偏移
—
–47.00
—
dBm
∆ f 2max 最小值
(至少 99.9% 的 ∆ f 2max )
dBm
表 24: 发射器特性 - 低功耗蓝牙 125 Kbps
参数
射频发射功率
载波频率偏移和漂移
调制特性
描述
最小值
射频功率控制范围
乐鑫信息科技
最大值
单位
–24.00
0
20.00
增益控制步长
—
3.00
—
dB
|fn |n=0, 1, 2, ..k 最大值
—
0.80
—
kHz
|f0 − fn | 最大值
—
1.00
—
kHz
|fn − fn−3 |
—
0.30
—
kHz
|f0 − f3 |
—
1.00
—
kHz
∆ f 1avg
—
248.00
—
kHz
—
222.00
—
kHz
± 2 MHz 偏移
—
–37.00
—
dBm
± 3 MHz 偏移
—
–42.00
—
dBm
> ± 3 MHz 偏移
—
–44.00
—
dBm
∆ f 1max 最小值
(至少 99.9% 的 ∆ f 1max )
带内杂散发射
典型值
22
反馈文档意见
dBm
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
4
电气特性
表 25: 发射器特性 - 低功耗蓝牙 500 Kbps
参数
射频发射功率
载波频率偏移和漂移
调制特性
描述
最小值
射频功率控制范围
最大值
单位
–24.00
0
20.00
增益控制步长
—
3.00
—
dB
|fn |n=0, 1, 2, ..k 最大值
—
0.80
—
kHz
|f0 − fn | 最大值
—
1.00
—
kHz
|fn − fn−3 |
—
0.85
—
kHz
|f0 − f3 |
—
0.34
—
kHz
∆ f 2avg
—
213.00
—
kHz
—
196.00
—
kHz
± 2 MHz 偏移
—
–37.00
—
dBm
± 3 MHz 偏移
—
–42.00
—
dBm
> ± 3 MHz 偏移
—
–44.00
—
dBm
∆ f 2max 最小值
(至少 99.9% 的 ∆ f 2max )
带内杂散发射
典型值
dBm
4.6.2 低功耗蓝牙射频接收器 (RX) 规格
表 26: 接收器特性 - 低功耗蓝牙 1 Mbps
参数
描述
最小值
典型值
最大值
单位
灵敏度 @30.8% PER
—
—
–96.5
—
dBm
最大接收信号 @30.8% PER
—
—
8
—
dBm
共信道抑制比 C/I
F = F0 MHz
—
8
—
dB
F = F0 + 1 MHz
—
4
—
dB
F = F0 – 1 MHz
—
4
—
dB
F = F0 + 2 MHz
—
–23
—
dB
F = F0 – 2 MHz
—
–23
—
dB
F = F0 + 3 MHz
—
–34
—
dB
F = F0 – 3 MHz
—
–34
—
dB
F > F0 + 3 MHz
—
–36
—
dB
F > F0 – 3 MHz
—
–37
—
dB
—
—
–36
—
dB
F = Fimage + 1 MHz
—
–39
—
dB
F = Fimage – 1 MHz
—
–34
—
dB
30 MHz ~ 2000 MHz
—
–12
—
dBm
2003 MHz ~ 2399 MHz
—
–18
—
dBm
2484 MHz ~ 2997 MHz
—
–16
—
dBm
3000 MHz ~ 12.75 GHz
—
–10
—
dBm
—
—
–29
—
dBm
邻道选择性抑制比 C/I
镜像频率
邻道镜像频率干扰
带外阻塞
互调
乐鑫信息科技
23
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
4
电气特性
表 27: 接收器特性 - 低功耗蓝牙 2 Mbps
参数
描述
最小值
典型值
最大值
单位
灵敏度 @30.8% PER
—
—
–92
—
dBm
最大接收信号 @30.8% PER
—
—
3
—
dBm
共信道干扰 C/I
F = F0 MHz
—
8
—
dB
F = F0 + 2 MHz
—
4
—
dB
F = F0 – 2 MHz
—
4
—
dB
F = F0 + 4 MHz
—
–27
—
dB
F = F0 – 4 MHz
—
–27
—
dB
F = F0 + 6 MHz
—
–38
—
dB
F = F0 – 6 MHz
—
–38
—
dB
F > F0 + 6 MHz
—
–41
—
dB
F > F0 – 6 MHz
—
–41
—
dB
—
—
–27
—
dB
F = Fimage + 2 MHz
—
–38
—
dB
F = Fimage – 2 MHz
—
4
—
dB
30 MHz ~ 2000 MHz
—
–15
—
dBm
2003 MHz ~ 2399 MHz
—
–21
—
dBm
2484 MHz ~ 2997 MHz
—
–21
—
dBm
3000 MHz ~ 12.75 GHz
—
–9
—
dBm
—
—
–29
—
dBm
最小值
典型值
最大值
单位
邻道选择性抑制比 C/I
镜像频率
邻道镜像频率干扰
带外阻塞
互调
表 28: 接收器特性 - 低功耗蓝牙 125 Kbps
参数
描述
灵敏度 @30.8% PER
—
—
–103.5
—
dBm
最大接收信号 @30.8% PER
—
—
8
—
dBm
共信道抑制比 C/I
F = F0 MHz
—
4
—
dB
F = F0 + 1 MHz
—
1
—
dB
F = F0 – 1 MHz
—
2
—
dB
F = F0 + 2 MHz
—
–26
—
dB
F = F0 – 2 MHz
—
–26
—
dB
F = F0 + 3 MHz
—
–36
—
dB
F = F0 – 3 MHz
—
–39
—
dB
F > F0 + 3 MHz
—
–42
—
dB
F > F0 – 3 MHz
—
–43
—
dB
—
—
–42
—
dB
F = Fimage + 1 MHz
—
–43
—
dB
F = Fimage – 1 MHz
—
–36
—
dB
邻道选择性抑制比 C/I
镜像频率
邻道镜像频率干扰
乐鑫信息科技
24
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
4
电气特性
表 29: 接收器特性 - 低功耗蓝牙 500 Kbps
参数
描述
最小值
典型值
最大值
单位
灵敏度 @30.8% PER
—
—
–100
—
dBm
最大接收信号 @30.8% PER
—
—
8
—
dBm
共信道抑制比 C/I
F = F0 MHz
—
4
—
dB
F = F0 + 1 MHz
—
1
—
dB
F = F0 – 1 MHz
—
0
—
dB
F = F0 + 2 MHz
—
–24
—
dB
F = F0 – 2 MHz
—
–24
—
dB
F = F0 + 3 MHz
—
–37
—
dB
F = F0 – 3 MHz
—
–39
—
dB
F > F0 + 3 MHz
—
–38
—
dB
F > F0 – 3 MHz
—
–42
—
dB
—
—
–38
—
dB
F = Fimage + 1 MHz
—
–42
—
dB
F = Fimage – 1 MHz
—
–37
—
dB
邻道选择性抑制比 C/I
镜像频率
邻道镜像频率干扰
乐鑫信息科技
25
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
5
模组原理图
乐鑫信息科技
5 模组原理图
模组内部元件的电路图。
5
4
3
2
1
C4
D
VDD33
R1
1uF
10nF
GND
GND
2.0nH(0.1nH)
GND
C10
C
GND
RF_ANT
1
2
L2
GND
TBD
L3
C11
C12
TBD
TBD
TBD
PCB_ANT
GND
GND
C5
TBD
B
GND
CHIP_PU
GPIO0
GPIO1
GPIO2
GPIO3
GPIO4
GPIO5
GPIO6
GPIO7
GPIO8
GPIO9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
LNA_IN
VDD3P3
VDD3P3
CHIP_PU
GPIO0
GPIO1
GPIO2
GPIO3
GPIO4
GPIO5
GPIO6
GPIO7
GPIO8
GPIO9
The values of L3, C5, C11, L2 and C12
vary with the actual PCB board.
NC: No component.
VDD33
VDD33
56
55
54
53
52
51
50
49
48
47
46
45
44
43
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
U1
GND
ESP32-S3
ESP32-S3R2
ESP32-S3R8
42
41
40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
GPIO37
GPIO36
GPIO35
R16
R15
R10
0
0
0
R14
R13
0
0
ESP32-S3-WROOM-1(pin-out)
GPIO47
GPIO48
SPID
SPIQ
SPICLK
SPICS0
SPIWP
SPIHD
C13
C14 VDD_SPI
0.1uF
1uF
GND
C
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
0.1uF
GPIO37
GPIO36
GPIO35
GPIO34
GPIO33
SPICLK_P
SPICLK_N
SPID
SPIQ
SPICLK
SPICS0
SPIWP
SPIHD
VDD_SPI
GPIO1
GPIO2
U0TXD
U0RXD
GPIO42
GPIO41
GPIO40
GPIO39
GPIO38
GPIO37
GPIO36
GPIO35
GPIO0
VDD_SPI
SPICS0
1
SPICLK
6
SPIHD
7
/CS
DI
CLK
/HOLD
U2
GND
DO
/WP
5
SPID
2
SPIQ
3
SPIWP
B
FLASH-3V3
GND
GPIO15
GPIO16
GPIO17
GPIO18
GPIO19
GPIO20
GPIO21
C15
0.1uF
GPIO10
GPIO11
GPIO12
GPIO13
GPIO14
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
GND
LNA_IN
41
40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
8
GND
0.1uF
EPAD
GND
IO1
IO2
TXD0
RXD0
IO42
IO41
IO40
IO39
IO38
IO37
IO36
IO35
IO0
GND
3V3
EN
IO4
IO5
IO6
IO7
IO15
IO16
IO17
IO18
IO8
IO19
IO20
GPIO3
GPIO46
GPIO9
GPIO10
GPIO11
GPIO12
GPIO13
GPIO14
GPIO21
GPIO47
GPIO48
GPIO45
GND
ANT1
0.1uF
VDDA
VDDA
XTAL_P
XTAL_N
GPIO46
GPIO45
U0RXD
U0TXD
MTMS
MTDI
VDD3P3_CPU
MTDO
MTCK
GPIO38
1uF
C9
GPIO10
GPIO11
GPIO12
GPIO13
GPIO14
VDD3P3_RTC
XTAL_32K_P
XTAL_32K_N
GPIO17
GPIO18
GPIO19
GPIO20
GPIO21
SPICS1
10uF
C8
57
C7
GND
C6
26
反馈文档意见
GND
L1
GPIO46
GPIO45
U0RXD
499 U0TXD
GPIO42
GPIO41
GPIO40
GPIO39
GPIO38
CHIP_PU
GPIO4
GPIO5
GPIO6
GPIO7
GPIO15
GPIO16
GPIO17
GPIO18
GPIO8
GPIO19
GPIO20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
R4
VDD33
GND
ESP32-S3-WROOM-1
IO3
IO46
IO9
IO10
IO11
IO12
IO13
IO14
IO21
IO47
IO48
IO45
C2
0
R3
C3
D1
ESD
10K(NC)
GND
40MHz(±10ppm)
The value of R4 varies with the actual
PCB board.
VDD33 GND
U3
The values of C1 and C4 vary with
the selection of the crystal.
VDD33
VDD33
VDD
TBD
2
XIN
1
TBD
GND
C1
D
GND
4
GND
Y1
GND XOUT
4
GND
3
GND
GND
A
A
图 5: ESP32-S3-WROOM-1 原理图
Title
Size
A4
Date:
5
4
3
2
Page Name
Rev
V1.3
Friday, March 04, 2022
Sheet
Confidential and Proprietary
2
1
of
2
5
4
3
2
1
5
C4
D
VDD33
3
R1
1uF
10nF
GND
GND
L1
GND
2.0nH(0.1nH)
GND
C10
C
RF_ANT
L2
GND
TBD
ANT1
C11
C12
CONN
TBD
TBD
27
GND
GND
GND
The values of C11, L2 and C12
vary with the actual PCB board.
NC: No component.
LNA_IN
CHIP_PU
GPIO0
GPIO1
GPIO2
GPIO3
GPIO4
GPIO5
GPIO6
GPIO7
GPIO8
GPIO9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
LNA_IN
VDD3P3
VDD3P3
CHIP_PU
GPIO0
GPIO1
GPIO2
GPIO3
GPIO4
GPIO5
GPIO6
GPIO7
GPIO8
GPIO9
VDD33
VDD33
56
55
54
53
52
51
50
49
48
47
46
45
44
43
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
GND
ESP32-S3
ESP32-S3R2
ESP32-S3R8
42
41
40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
GPIO37
GPIO36
GPIO35
R16
R15
R10
0
0
0
R14
R13
0
0
ESP32-S3-WROOM-1U(pin-out)
GPIO47
GPIO48
SPID
SPIQ
SPICLK
SPICS0
SPIWP
SPIHD
C13
C14 VDD_SPI
0.1uF
1uF
GND
C
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
0.1uF
GPIO37
GPIO36
GPIO35
GPIO34
GPIO33
SPICLK_P
SPICLK_N
SPID
SPIQ
SPICLK
SPICS0
SPIWP
SPIHD
VDD_SPI
GPIO1
GPIO2
U0TXD
U0RXD
GPIO42
GPIO41
GPIO40
GPIO39
GPIO38
GPIO37
GPIO36
GPIO35
GPIO0
VDD_SPI
SPICS0
1
SPICLK
6
SPIHD
7
/CS
DI
CLK
/HOLD
U2
GND
DO
/WP
5
SPID
2
SPIQ
3
SPIWP
B
FLASH-3V3
GND
C15
0.1uF
GPIO15
GPIO16
GPIO17
GPIO18
GPIO19
GPIO20
GPIO21
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
U1
GPIO10
GPIO11
GPIO12
GPIO13
GPIO14
反馈文档意见
3
1
2
GND
41
40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
8
GND
0.1uF
EPAD
GND
IO1
IO2
TXD0
RXD0
IO42
IO41
IO40
IO39
IO38
IO37
IO36
IO35
IO0
GND
3V3
EN
IO4
IO5
IO6
IO7
IO15
IO16
IO17
IO18
IO8
IO19
IO20
GPIO3
GPIO46
GPIO9
GPIO10
GPIO11
GPIO12
GPIO13
GPIO14
GPIO21
GPIO47
GPIO48
GPIO45
GND
0.1uF
VDDA
VDDA
XTAL_P
XTAL_N
GPIO46
GPIO45
U0RXD
U0TXD
MTMS
MTDI
VDD3P3_CPU
MTDO
MTCK
GPIO38
1uF
C9
GPIO10
GPIO11
GPIO12
GPIO13
GPIO14
VDD3P3_RTC
XTAL_32K_P
XTAL_32K_N
GPIO17
GPIO18
GPIO19
GPIO20
GPIO21
SPICS1
10uF
C8
57
C7
GND
C6
B
GPIO46
GPIO45
U0RXD
499 U0TXD
GPIO42
GPIO41
GPIO40
GPIO39
GPIO38
CHIP_PU
GPIO4
GPIO5
GPIO6
GPIO7
GPIO15
GPIO16
GPIO17
GPIO18
GPIO8
GPIO19
GPIO20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
R4
VDD33
GND
ESP32-S3-WROOM-1U
IO3
IO46
IO9
IO10
IO11
IO12
IO13
IO14
IO21
IO47
IO48
IO45
C2
0
R3
C3
D1
ESD
10K(NC)
GND
40MHz(±10ppm)
The value of R4 varies with the actual
PCB board.
VDD33 GND
U3
The values of C1 and C4 vary with
the selection of the crystal.
VDD33
VDD33
VDD
TBD
2
XIN
1
TBD
GND
C1
D
GND
4
GND
Y1
GND XOUT
4
GND
GND
A
A
图 6: ESP32-S3-WROOM-1U 原理图
Title
Size
A4
Page Name
Rev
V1.4
Confidential and Proprietary
注意由于模组的 flash 的工作电压默认为 3.3 V(VDD_SPI 输出)
,所以模组内部 IO45 的上拉电阻 R1 默认不上件。同时,请注意在使用
IO45
Friday, March 04, 2022
2 时确保模组上电时外部
of
2
Date:
Sheet
5
电路不会将 IO45 拉高。
4
3
2
1
模组原理图
乐鑫信息科技
GND
6
外围设计原理图
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
GND
GND
VDD33
JP1
0.1uF
GND
1
R2
NC
GND
2
GND
C4 12pF(NC)
X1
32.768KHz(NC)
GND
C7
JP3
1
2
1
2
12pF(NC)
EN
IO4
IO5
IO6
X1: ESR = Max. 70 KΩ IO7
IO15
R3
0(NC)
IO16
R5
0(NC)
IO17
IO18
IO8
IO19
IO20
C2
USB_DUSB_D+
USB OTG
C6
TBD
TBD
TBD
R6
R4
0
0
C5 NC: No component.
GND
TMS
TDI
TDO
TCK
1
2
3
4
UART
JP2
1
2
3
4
GND
1
2
3
4
JTAG
JP4
2
1
2
1
Boot Option
SW1
U1
R7
TBD
C8
GNDGND
1
2
3
4
IO1
IO2
RXD0
TXD0
IO42
IO41
IO40
IO39
IO38
IO37
IO36
IO35
IO0
IO3
IO46
IO9
IO10
IO11
IO12
IO13
IO14
IO21
IO47
IO48
IO45
22uF
GND
R1
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
C3
IO3
IO46
IO9
IO10
IO11
IO12
IO13
IO14
IO21
IO47
IO48
IO45
C1
ESP32-S3-WROOM-1/ESP32-S3-WROOM-1U
41
EPAD 40
1
GND
GND
2
39
IO1 38
3 3V3
EN
IO2
4
37
TXD0 36
5 IO4
IO5
RXD0
6
35
IO42 34
7 IO6
IO7
IO41
8
33
IO40 32
9 IO15
IO39 31
10 IO16
IO38 30
11 IO17
IO37 29
12 IO18
IO36 28
13 IO8
IO35 27
14 IO19
IO20
IO0
0 EN
0.1uF
GND
图 7: 外围设计原理图
• EPAD 可以不焊接到底板,但是焊接到底板的 GND 可以获得更好的散热特性。如果您想将 EPAD 焊接到
底板,请确保使用适量焊膏,避免过量焊膏造成模组与底板距离过大,影响管脚与底板之间的贴合。
• 为确保 ESP32-S3 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 = 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。ESP32-S3 芯片的
上电复位时序图可参考 《ESP32-S3 系列芯片技术规格书》 > 章节 电源。
5
4
乐鑫信息科技
3
28
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
2
7
模组尺寸和 PCB 封装图形
ESP32-S3-WROOM-1 Dimensions
7 模组尺寸和 PCB 封装图形
Unit: mm
7.1 模组尺寸
ESP32-S3-WROOM-1 Dimensions
18±0.15
3.1±0.15
0.8
6
Unit: mm
3.1±0.15
0.8
0.9
0.5
15.8
Top View
13.97
40 x 0.45
3.7
3.7
7.5
3.7
0.9
10.29
0.9
0.5
2.015
1.27 3.7
40 x 0.85
7.5
0.9
10.29
1.05
1
40 x 0.9
17.6
Ø
0.
5
1.27
13.97
40 x 0.45
40 x 0.9
1.05
15.8
17.6
Ø
0.
5
40 x Ø0.55
40 x Ø0.55
1.5
25.5±0.15
16.51
1.5
40 x 0.9
25.5±0.15
16.51 6
40 x 0.9
1.27
18±0.15
Bottom View
Side View
1.27 2.015
40 x 0.85
1
Top View
Side View
ESP32-S3-WROOM-1U Dimensions
Bottom View
图 8: ESP32-S3-WROOM-1 模组尺寸
ESP32-S3-WROOM-1U Dimensions
Unit: mm
18±0.15
3.2±0.15
0.8
3
Unit: mm
3.2±0.15
0.8
Top View
0.9
2.015
1.27 3.7
40 x 0.85
7.5
Bottom View
Side View
图 9: ESP32-S3-WROOM-1U 模组尺寸
Side View
7.5
10.29
40 x 0.9
0.
5
13.97
1.08
40 x 0.45
1.1
13.1
17.5
15.65
13.97
1.08
40 x 0.45
3.7
3.7
0.9
40 x Ø0.55
0.9
0.5
10.29
40 x 0.9
1.1
2.46
13.1
Ø
0.
5
10.75
17.5
15.65
Top View
说明:
2.46
3
40 x Ø0.55
Ø
19.2±0.15
19.2±0.15
16.51
16.51
40 x 0.9
1.5
40 x1.5
0.9
1.27
1.27
18±0.15
3.7
0.9
0.5
10.75
1.27 2.015
40 x 0.85
Bottom View
有关卷带、载盘和产品标签的信息,请参阅 《乐鑫模组包装信息》。。
乐鑫信息科技
29
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
7
模组尺寸和 PCB 封装图形
7.2 推荐 PCB 封装图
本章节提供以下资源供您参考:
• 推荐 PCB 封装图,标有 PCB 设计所需的全部尺寸。详见图 10 ESP32-S3-WROOM-1 推荐 PCB 封装图 和
图 11 ESP32-S3-WROOM-1U 推荐 PCB 封装图。
• 推荐 PCB 封装图的源文件,用于测量图 10 和 11 中未标注的尺寸。您可用 Autodesk Viewer 查看
ESP32-S3-WROOM-1 和 ESP32-S3-WROOM-1U 的封装图源文件。
• ESP32-S3-WROOM-1 的 3D 模型。请确保下载的 3D 模型为.STEP 格式(注意,部分浏览器可能会加.txt
后缀)。
Unit: mm
Via for thermal pad
Copper
Antenna Area
40 x1.5
40
25.5
0.9
0.5
7.50
1.27
10.29
1.5
0.5
3.7
0.9
3.7
40 x0.9
1
16.51
6
7.49
18
15
26
0.5
1.27
2.015 2.015
17.5
图 10: ESP32-S3-WROOM-1 推荐 PCB 封装图
乐鑫信息科技
30
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
7
模组尺寸和 PCB 封装图形
Unit: mm
Via for thermal pad
Copper
18
40 x1.5
40
1.19
7.5
15
0.5
1.27
19.2
10.29
0.90
3.7
40 x0.9
0.9
0.5
3.7
1.5
0.5
16.51
1
26
1.27
2.015 2.015
17.5
图 11: ESP32-S3-WROOM-1U 推荐 PCB 封装图
乐鑫信息科技
31
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
7
模组尺寸和 PCB 封装图形
7.3 外部天线连接器尺寸
ESP32-S3-WROOM-1U 采用图 12 外部天线连接器尺寸图 所示的第一代外部天线连接器,该连接器兼容:
• 广濑 (Hirose) 的 U.FL 系列连接器
• I-PEX 的 MHF I 连接器
• 安费诺 (Amphenol) 的 AMC 连接器
Unit: mm
图 12: 外部天线连接器尺寸图
乐鑫信息科技
32
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
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 静电放电 (ESD)
• 人体放电模式 (HBM):±2000 V
• 充电器件模式 (CDM):±500 V
8.3 炉温曲线
8.3.1 回流焊温度曲线
Ⴥଶ (℃)
建议模组只过一次回流焊。
શ꧊Ⴥଶ
235 ~ 250℃
250
ࢧၞ܄
!217℃ 60 ~ 90s
ᶼᅾჅ܄
150 ~ 200℃
60 ~ 120s
217
200
܄ܩٯ
-1 ~ -5℃/s
ᆄളᳵ
> 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
ᶼᅾჅ — ܄Ⴥଶғ150 ~ 200℃ ᳵғ60 ~ 120s
ࢧၞᆄള — ܄Ⴥଶғ>217℃ ᳵғ60 ~ 90sҔશ꧊Ⴥଶғ235 ~ 250℃ ᳵғ30 ~ 70s
— ܄ܩٯჅଶғશ꧊Ⴥଶ ~ 180℃ ᴳჅෑሲ-1 ~ -5℃/s
ᆄා — Ჟᱷᱞݳᰂ෫ᆄා (SAC305)
图 13: 回流焊温度曲线
乐鑫信息科技
33
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
8
产品处理
8.4 超声波振动
请避免将乐鑫模组暴露于超声波焊接机或超声波清洗机等超声波设备的振动中。超声波设备的振动可能与模组
内部的晶振产生共振,导致晶振故障甚至失灵,进而致使模组无法工作或性能退化。
乐鑫信息科技
34
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
9
相关文档和资源
9 相关文档和资源
相关文档
• 《ESP32-S3 技术规格书》 – 提供 ESP32-S3 芯片的硬件技术规格。
• 《ESP32-S3 技术参考手册》 – 提供 ESP32-S3 芯片的存储器和外设的详细使用说明。
• 《ESP32-S3 硬件设计指南》 – 提供基于 ESP32-S3 芯片的产品设计规范。
• 《ESP32-S3 系列芯片勘误表》 – 描述 ESP32-S3 系列芯片的已知错误。
• 证书
https://espressif.com/zh-hans/support/documents/certificates
• ESP32-S3 产品/工艺变更通知 (PCN)
https://espressif.com/zh-hans/support/documents/pcns?keys=ESP32-S3
• ESP32-S3 公告 – 提供有关安全、bug、兼容性、器件可靠性的信息
https://espressif.com/zh-hans/support/documents/advisories?keys=ESP32-S3
• 文档更新和订阅通知
https://espressif.com/zh-hans/support/download/documents
开发者社区
• 《ESP32-S3 ESP-IDF 编程指南》 – ESP-IDF 开发框架的文档中心。
• ESP-IDF 及 GitHub 上的其它开发框架
https://github.com/espressif
• ESP32 论坛 – 工程师对工程师 (E2E) 的社区,您可以在这里提出问题、解决问题、分享知识、探索观点。
https://esp32.com/
• The ESP Journal – 分享乐鑫工程师的最佳实践、技术文章和工作随笔。
https://blog.espressif.com/
• SDK 和演示、App、工具、AT 等下载资源
https://espressif.com/zh-hans/support/download/sdks-demos
产品
• ESP32-S3 系列芯片 – ESP32-S3 全系列芯片。
https://espressif.com/zh-hans/products/socs?id=ESP32-S3
• ESP32-S3 系列模组 – ESP32-S3 全系列模组。
https://espressif.com/zh-hans/products/modules?id=ESP32-S3
• ESP32-S3 系列开发板 – ESP32-S3 全系列开发板。
https://espressif.com/zh-hans/products/devkits?id=ESP32-S3
• ESP Product Selector(乐鑫产品选型工具)– 通过筛选性能参数、进行产品对比快速定位您所需要的产品。
https://products.espressif.com/#/product-selector?language=zh
联系我们
• 商务问题、技术支持、电路原理图 & PCB 设计审阅、购买样品(线上商店)、成为供应商、意见与建议
https://espressif.com/zh-hans/contact-us/sales-questions
乐鑫信息科技
35
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
修订历史
修订历史
日期
版本
发布说明
• 更新章节 3.3 Strapping 管脚
• 更新章节 4.4 功耗特性
• 更新章节 4.6.1 低功耗蓝牙射频发射器 (TX) 规格 中射频发射功率的最小
2023-03-07
v1.2
值
• 更新章节 6 外围设计原理图 中的描述
• 在章节 7.2 推荐 PCB 封装图 中增加描述
• 更新章节 9 相关文档和资源
• 其他微小改动
2022-07-22
v1.1
• 更新表 1 和 2
• 其他微小改动
• 更新低功耗蓝牙射频数据
2022-04-21
v1.0
• 更新表 14 内的功耗数据
• 添加认证和测试信息
• 更新章节 3.3
2021-10-29
v0.6
全面更新,针对芯片版本 revision 1
2021-07-19
v0.5.1
预发布,针对芯片版本 revision 0
乐鑫信息科技
36
反馈文档意见
ESP32-S3-WROOM-1 & WROOM-1U 技术规格书 v1.2
免责声明和版权公告
本文档中的信息,包括供参考的 URL 地址,如有变更,恕不另行通知。
本文档可能引用了第三方的信息,所有引用的信息均为“按现状”提供,乐鑫不对信
息的准确性、真实性做任何保证。
乐鑫不对本文档的内容做任何保证,包括内容的适销性、是否适用于特定用途,也不
提供任何其他乐鑫提案、规格书或样品在他处提到的任何保证。
乐鑫不对本文档是否侵犯第三方权利做任何保证,也不对使用本文档内信息导致的任
何侵犯知识产权的行为负责。本文档在此未以禁止反言或其他方式授予任何知识产权
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。
www.espressif.com
文档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 © 2023 乐鑫信息科技(上海)股份有限公司。保留所有权利。