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1 ESP8266EX 技术规格表 版本 5.4 版权 2017

2 关于本 手册 本 手册介绍了了 ESP8266EX 的产品参数, 包含以下章节 章标题内容 第 1 章概述概述 ESP8266EX 的特点 协议 技术参数和应 用 第 2 章管脚定义提供管脚布局和定义 第 3 章 功能描述 描述 ESP8266EX 上的主要的功能模块和协议, 包括 CPU Flash 和存储 时钟 射频 Wi-Fi 和低功耗管理理 第 4 章 外设接 口 描述 ESP8266EX 上所集成的外设接 口 第 5 章 电 气参数 列列出 ESP8266EX 的电 气参数 第 6 章 封装信息 提供 ESP8266EX 的封装信息 附录 Ⅰ 管脚列列表 提供详细的管脚信息, 包括数字模列列表 缓冲列列表 登记表和复 用管脚列列表 附录 Ⅱ 学习资源 介绍 ESP8266 相关的必读资料料, 必备资源和视频资源 发布说明 日期 版本 发布说明 V4.6 更更新第 3 章 V4.7 更更新 3.6 和 4.1 节 V4.8 更更新第 1 章 V4.9 更更新第 1 章 V5.0 增加附录 Ⅱ 学习资源 V5.1 将表 5-2 中 Deep-sleep 模式对应的功耗由 10 μa 改为 20 μa V5.2 将 3.3 节的晶振频率的范围由 26 MHz 到 52 MHz 改为 24 MHz 到 52 MHz V5.3 将 工作电压的最 小值由 3.0V 改为 2.5V V5.4 将芯 片的输 入和输出阻抗从 50Ω 改为 39+j6 Ω

3 目录 1. 概述 Wi-Fi 协议 技术参数 应 用 管脚定义 功能描述 CPU 存储和 Flash CPU 内置存储 外置 Flash AHB 和 AHB 模块 时钟 高频时钟 外部时钟参考要求 射频 信道频率 GHz 接收器器 GHz 发射器器 时钟 生成器器 Wi-Fi 低功耗管理理 外设接 口 通 用输 入 / 输出接 口 (GPIO) SDIO 串串 行行外设接 口 (SPI/HSPI) 通 用 SPI( 主机 / 从机 ) HSPI( 从机 ) I2C 接 口... 14

4 4.5. I2S 接 口 通 用异步收发器器 (UART) 脉冲宽度调制 (PWM) IR 遥控接 口 ADC( 模 / 数转换器器 ) LED Light 和 Button 接 口 电 气参数 电 气特性 功耗 Wi-Fi 射频特征 封装信息 I. 附录 - 管脚列列表 II. 附录 - 学习资源 II.1. 必读资料料 II.2. 必备资源 II.3. 视频资源... 24

5 1. 概述 1. 概述 ESP8266EX 由乐鑫公司开发, 提供了了 一套 高度集成的 Wi-Fi SoC 解决 方案, 其低功耗 紧凑设计和 高稳定性可以满 足 用户的需求 ESP8266EX 拥有完整的且 自成体系的 Wi-Fi 网络功能, 既能够独 立应 用, 也可以作为从机搭载于其他主机 MCU 运 行行 当 ESP8266EX 独 立应 用时, 能够直接从外接 Flash 中启动 内置的 高速缓冲存储器器有利利于提 高系统性能, 并且优化存储系统 此外 ESP8266EX 只需通过 SPI/SDIO 接 口或 I2C/UART 口即可作为 Wi-Fi 适配器器, 应 用到基于任何微控制器器的设计中 ESP8266EX 集成了了天线开关 射频 balun 功耗放 大器器 低噪放 大器器 过滤器器和电源管理理模块 这样紧凑的设计仅需极少的外部电路路并且将 PCB 的尺 寸降到最 小 ESP8266EX 还集成了了增强版的 Tensilica s L106 钻 石系列列 32-bit 内核处理理器器, 带 片上 SRAM ESP8266EX 可以通过 GPIO 外接传感器器和其他设备 软件开发包 (SDK) 提供了了 一些应 用的示例例代码 乐鑫智能互联平台 (ESCP-Espressif Systems Smart Connectivity Platform) 表现出来的领先特征有 : 睡眠 / 唤醒模式之间的快速切换以实现节能 配合低功耗操作的 自适应射频偏置 前端信号的处理理功能 故障排除和射频共存机制可消除蜂窝 / 蓝 牙 /DDR/LVDS/LCD 干扰 Espressif 1/

6 1. 概述 1.1. Wi-Fi 协议 支持 b/g/n/e/i 支持 Wi-Fi Direct (P2P) P2P 发现,P2P GO 模式 (Group Owner) GC 模式 (Group Client) 和 P2P 电源管理理 基础结构型 网络 (Infrastructure BSS) 工作站 (Station) 模式 /P2P 模式 /SoftAP 模式 支持 CCMP(CBC-MAC 计数器器模式) TKIP (MIC RC4) WAPI (SMS4) WEP (RC4) CRC 的硬件加速器器 WPA/PA2 PSK 和 WPS i 安全特征 : 预认证和 TSN 针对企业级平台的开放接 口, 例例如 TLS PEAP LEAP SIM AKA 或者客户 自定义接 口 支持 n (2.4 GHz) 支持 MIMO 1 1 和 2 1 STBC A- MPDU 和 A-MSDU 帧聚合技术 0.4 μs 的保护间隔 WMM 低功耗 U-APSD 多队列列管理理, 充分利利 用 e 标准的 QoS 传输优先 UMA 认证标准 802.1h/RFC1042 帧封装 分散 DMA, 实现数据传输操作时 Zero Copy, 优化 CPU 负载 天线分集与选择 ( 软件控制硬件 ) 时钟 / 电源 门控与符合 标准的电源管理理 一起动态地适应当前连接条件, 实现最 小功耗 自适应速率回退算法基于实际信噪 比 (SNR) 和丢包信息来控制最佳传输速率和发射功耗 MAC 层上的 自动重传和回复以防 止在慢速主机环境中的数据包丢弃 无缝漫游 支持 可配置的包仲裁 (PTA) 和基于专 用的从机处理理器器的设计为 大量量蓝 牙芯 片供应商提供灵活 而精确的 Wi-Fi 和蓝 牙共存模式 双天线或单天线的蓝 牙共存 方式, 支持分时接收 (Wi-Fi/ 蓝 牙 ) 的功能 Espressif 2/

7 1. 概述 1.2. 技术参数 表 1-1. 主要技术参数 分类项 目参数 标准认证 无线标准 频率范围 FCC/CE/TELEC/SRRC b/g/n/e/i 2.4G ~ 2.5G (2400M ~ M) Wi-Fi 发射功率接收灵敏敏度天线选项 CPU 外围总线 b: +20 dbm g: +17 dbm n: +14 dbm b: -91 dbm (11 Mbps) g: -75 dbm (54 Mbps) n: -72 dbm (MCS7) PCB 板载天线, 外置天线, IPEX 接 口天线, 陶瓷贴 片天线 Tensilica L bit 微控制器器 UART/SDIO/SPI/I2C/I2S/IR 遥控 GPIO/ADC/PWM/LED Light & Button 工作电压 2.5V ~ 3.6V 硬件 工作电流 平均电流 :80 ma 工作温度 -40 C ~ 125 C 环境温度范围 -40 C ~ 125 C 封装 大 小外部接 口 Wi-Fi 模式安全机制加密类型 5 mm x 5 mm N/A Station/SoftAP/SoftAP+Station WPA/WPA2 WEP/TKIP/AES 软件 升级固件 UART Download/OTA( 通过 网络 ) 软件开发 支持 Cloud Server Development/ 固件和 SDK, 用于快速 片上编程 网络协议 用户配置 IPv4 TCP/UDP/HTTP/FTP/MQTT AT+ 指令集, 云端服务器器, Android/iOS APP Espressif 3/

8 1. 概述 1.3. 应 用 家 用电器器 家庭 自动化 智能插座 智能灯 Mesh 网络 工业 无线控制 婴 儿监控器器 IP 摄像机 传感器器 网络 可穿戴电 子产品 无线位置感知设备 安全 ID 标签 无线定位系统信标 Espressif 4/

9 ! 2. 管脚定义 2. 管脚定义 管脚布局如图 2-1 所示 图 2-1. 管脚布局 管脚定义如表 2-1 所示 表 2-1. 管脚定义 管脚名称类型功能 1 VDDA P 模拟电源 2.5V ~ 3.6V 2 LNA I/O 射频天线接 口, 芯 片输出阻抗为 39+j6 Ω 建议保留留 π 型匹配 网络对 天线进 行行匹配 3 VDD3P3 P 功放电源 2.5V ~ 3.6V 4 VDD3P3 P 功放电源 2.5V ~ 3.6V 5 VDD_RTC P NC (1.1V) 6 TOUT I 7 CHIP_PU I ADC 端 口 ( 注 : 芯 片内部 ADC 端 口 ), 可 用于检测 VDD3P3 (Pin3, Pin4) 电源电压和 TOUT (Pin6) 的输 入电压 ( 二者不不可同时使 用 ) 芯 片使能端 高电平 : 有效, 芯 片正常 工作 ; 低电平 : 芯 片关闭, 电流很 小 Espressif 5/

10 2. 管脚定义 管脚 名称 类型 功能 8 XPD_DCDC I/O 深度睡眠唤醒 ;GPIO16 9 MTMS I/O GPIO14;HSPI_CLK 10 MTDI I/O GPIO12;HSPI_MISO 11 VDDPST P 数字 /IO 电源 (1.8V ~ 3.3V) 12 MTCK I/O GPIO13;HSPI_MOSI;UART0_CTS 13 MTDO I/O GPIO15;HSPI_CS;UART0_RTS 14 GPIO2 I/O 可 用作烧写 Flash 时 UART1_TX;GPIO2 15 GPIO0 I/O GPIO0;SPI_CS2 16 GPIO4 I/O GPIO4 17 VDDPST P 数字 /IO 电源 (1.8V ~ 3.3V) 18 SDIO_DATA_2 I/O 连接到 SD_D2( 串串联 200Ω);PIHD;HSPIHD;GPIO9 19 SDIO_DATA_3 I/O 连接到 SD_D3( 串串联 200Ω);SPIWP;HSPIWP;GPIO10 20 SDIO_CMD I/O 连接到 SD_CMD( 串串联 200Ω);SPI_CS0;GPIO11 21 SDIO_CLK I/O 连接到 SD_CLK( 串串联 200Ω);SPI_CLK;GPIO6 22 SDIO_DATA_0 I/O 连接到 SD_D0( 串串联 200Ω);SPI_MSIO;GPIO7 23 SDIO_DATA_1 I/O 连接到 SD_D1( 串串联 200Ω);SPI_MOSI;GPIO8 24 GPIO5 I/O GPIO5 25 U0RXD I/O 可 用作烧写 Flash 时 UART Rx;GPIO3 26 U0TXD I/O 可 用作烧写 Flash 时 UART Tx;GPIO1;SPI_CS1 27 XTAL_OUT I/O 连接晶振输出端, 也可 用于提供 BT 的时钟输 入 28 XTAL_IN I/O 连接晶振输 入端 29 VDDD P 模拟电源 2.5V ~ 3.6V 30 VDDA P 模拟电源 2.5V ~ 3.6V 31 RES12K I 串串联 12 kω 电阻到地 32 EXT_RSTB I 外部重置信号 ( 低电平有效 ) 说明 : GPIO2 GPIO0 和 MTDO 可被配置为 3 bit 复 用寄存器器来选择启动模式和 SDIO 定时模式 Espressif 6/

11 3. 功能描述 3. 功能描述 ESP8266EX 的功能原理理如图 3-1 所示 RF balun Switch RF receive RF transmit Analog receive Analog transmit Digital baseband MAC Registers CPU Sequencers Interface UART GPIO I2C I2S SDIO PWM PLL VCO 1/2 PLL Accelerator ADC SPI PMU Crystal Bias circuits SRAM PMU Flash 图 3-1. 功能原理理图 3.1. CPU 存储和 Flash CPU ESP8266EX 内置 Tensilica L106,32-bit 微处理理器器 (MCU), 具有超低功耗的 16-bit RSIC CPU 时钟速度为 80 MHz, 最 高可达 160 MHz 支持实时操作系统 (RTOS) 目前 Wi-Fi 协议栈只 用了了 20 的 MIPS, 其他的都可以 用来做应 用编程和开发 CPU 包括以下接 口 可连接 片内存储控制器器和外部 Flash 的可配置 RAM/ROM 接 口 (ibus) 连接存储控制器器的数据 RAM 接 口 (dbus) 访问寄存器器的 AHB 接 口 内置存储 ESP8266EX 芯 片内置了了存储控制器器, 包含 ROM 和 SRAM MCU 可以通过 ibus dbus 和 AHB 接 口访问存储控制器器 在发起请求后, 所有存储单元都可以被访问 存储仲裁器器会根据处理理器器接受这些请求的时间, 决定访问顺序 根据 目前我司提供的 SDK, 当 ESP8266EX 运 行行在 Station 模式下, 连上路路由后, 在 Heap + Data 区 用户可 用 SRAM 空间为 50 kb Espressif 7/

12 3. 功能描述 芯 片内 无可编程存储器器, 用户程序必须由外部 Flash 存储 外置 Flash ESP8266EX 使 用外置 SPI Flash 存储 用户程序 理理论上最 大可 支持 16 MB 的存储 建议按照如下所示来分配 SPI Flash 容量量 不不 支持 OTA: 最少 支持 512 kb 可 支持 OTA: 最少 支持 1 MB 注意 : 支持的 SPI 模式 :Standard SPI Dual SPI 和 Quad SPI 因此在烧录程序到 Flash 时要选择正确的 SPI 模式, 否则下载的固件 / 程序可能 无法正常 工作 3.2. AHB 和 AHB 模块 3.3. 时钟 AHB 模块充当仲裁器器, 通过 MAC 主机的 SDIO 和 CPU 控制 AHB 接 口 由于发送地址不不同,AHB 数据请求可能到达以下两个从机中的 一个 APB 模块 闪存控制器器 ( 通常在 无主机的情况下 ) 高速请求 一般是 用来访问 Flash 控制器器, 而访问寄存器器通过的是 APB 模块 APB 模块充当解码器器 但只可以访问 ESP8266EX 主模块内可编程的寄存器器 由于发送地址不不同,APB 请求可能到达射频接收器器 SI/SPI 主机 SDIO GPIO UART 实时时钟 (RTC) MAC 或数字基带 高频时钟基于外部晶振,ESP8266EX 内部晶体振荡器器可以 生成射频时钟 该时钟可 用于驱动 Tx 和 Rx 混频器器 晶振频率在 24 MHz 到 52 MHz 之间 尽管晶体振荡器器的内部校准功能使得 一系列列的晶体满 足时钟 生成条件, 但是晶体的质量量仍然是影响获得合适的相位噪声和 Wi-Fi 灵敏敏度的因素 请参照表 3-1 来测量量频率偏移 表 3-1. 高频时钟参数 参数名称最 小值最 大值单位 频率 FXO MHz Espressif 8/

13 3. 功能描述 参数 名称 最 小值 最 大值 单位 装载电容 CL - 32 pf 动态电容 CM 2 5 pf 串串 行行电阻 RS 0 65 Ω 频率容限 ΔFXO ppm 频率和温度 (-25 C ~ 75 C) ΔFXO,Temp ppm 外部时钟参考要求 外部时钟的频率在 24 MHz 到 52 MHz 之间 为了了使射频性能良好, 时钟需满 足要求如表 3-2 所示 表 3-2. 外部时钟参考要求 参数 名称 最 小值 最 大值 单位 时钟振幅 VXO Vpp 外部时钟精准度 ΔFXO,EXT ppm 偏移, 40 MHz 时钟 dbc/hz khz 偏移, 40 MHz 时钟 dbc/hz khz 偏移, 40 MHz 时钟 dbc/hz 3.4. 射频 ESP8266EX 射频主要包含以下模块 2.4 GHz 接收器器 2.4 GHz 发射器器 高速时钟 生成器器和晶体振荡器器 实时时钟 偏置电路路与稳压器器 电源管理理 信道频率 根据 IEEE802.11b/g/n 标准, 射频收发器器 支持以下信道 Espressif 9/

14 3. 功能描述 表 3-3. 频率信道 信道编号 频率 (MHz) 信道编号 频率 (MHz) GHz 接收器器 2.4 GHz 接收器器把射频信号降频, 变成正交基带信号, 用 2 个 高分辨率的 高速 ADC 将后者转为数字信号 为了了适应不不同的信号频道,ESP8266EX 集成了了射频滤波器器 自动增益控制 (AGC) DC 偏移补偿电路路和基带滤波器器 GHz 发射器器 2.4 GHz 发射器器将正交基带信号升频到 2.4 GHz, 使 用 大功耗互补 金金属氧化物半导 (CMOS) 功耗放 大器器驱动天线 数字校准的使 用进 一步地改善了了功耗放 大器器的线性, 从 而在 b 传输中达到 dbm 的平均功耗, 在 n 传输中达到 +16 dbm 的平均功耗, 功能超强 为了了抵消 无线电接收器器的瑕疵,ESP8266EX 还另增了了以下校准措施 载波泄露露 I/Q 相位匹配 基带 非线性这些内置的校准措施减少了了 生产测试所需的时间和设备 时钟 生成器器时钟 生成器器为接收器器和发射器器 生成 2.4 GHz 正交基带时钟信号, 其所有部件均集成于芯 片上, 包括 : 电感器器 变容 二极管 闭环滤波器器 监管者和分频器器 时钟 生成器器含有内置校准电路路和 自测电路路 正交时钟相位和相位噪声通过拥有专利利的校准算法在芯 片上进 行行最优处理理, 以确保接收器器和发射器器达到最佳性能 Espressif 10/

15 3. 功能描述 3.5. Wi-Fi 3.6. 低功耗管理理 ESP8266EX 支持 TCP/IP 协议, 完全遵循 b/g/n/e/i WLAN MAC 协议和 Wi-Fi Direct 标准 它 支持分布式控制功能 (DCF) 下的基本服务集 (BSS) 操作, 也 支持符合最新的 Wi-Fi P2P 协议的 P2P 团体操作 ESP8266EX 自动采 用低层协议功能 RTS/CTS 确认字符 分 片和重组 聚合 帧封装 (802.11h/RFC 1042) 自动信标监测 / 扫描 P2P Wi-Fi direct 跟 P2P 发现程序 一样, 被动或主动扫描 一旦在适当的指令下起动, 就会 自主完成 执 行行电源管理理时, 与主机互动最少, 如此 一来, 工作时间达到最短 ESP8266EX 专为移动设备 可穿戴电 子产品和物联 网应 用设计, 拥有先进的低功耗管理理技术 节能模式共有三种 : 激活模式 睡眠模式和深度睡眠模式 ESP8266EX 在深度睡眠模式下 (RTC 时钟仍处于 工作状态 ) 消耗的电流约为 20 μa; 处于连接状态时消耗的电流少于 1.0 ma (DTIM = 3) 或 0.6 ma (DTIM = 10) Espressif 11/

16 3. 功能描述 Off CHIP_PU CHIP_PU Sleep Criteria Deep Sleep Sleep Criteria Sleep XTAL Off WAKEUP Events Wakeup XTAL_SETTLE CPU On Work Tx Rx 图 3-2. 低功耗管理理 关闭 :CHIP_PU 管脚处于低功耗状态 RTC 停 止 工作 所有寄存器器被清除 深度睡眠 : 只有 RTC 处于 工作状态, 芯 片的其他部分掉电 RTC 内部的备份恢复存储可保存基本的 Wi-Fi 连接信息 睡眠 : 只有 RTC 在运 行行 晶体振荡器器停 止 工作 任何唤醒事件 (MAC 主机 RTC 定时器器或外部中断 ) 都会唤醒芯 片 唤醒 : 在这种状态下, 系统从睡眠状态进 入起动 (PWR) 状态 晶体振荡器器和 PLL 均进 入使能状态 开启 : 高速时钟可以运 行行, 并发送 至各个被时钟控制寄存器器使能的模块 各个模块, 包括 CPU 在内, 执 行行较低层的时钟 门控 系统运作时, 可以通过 WAITI 指令关闭 CPU 内部时钟 Espressif 12/

17 4. 外设接 口 4. 外设接 口 4.1. 通 用输 入 / 输出接 口 (GPIO) 4.2. SDIO ESP8266EX 共有 17 个 GPIO 管脚, 通过配置适当的寄存器器可以给它们分配不不同的功能 每个 GPIO 都可以配置为内部上拉 / 下拉, 或者被设置为 高阻 当被配置为输 入时, 可通过读取寄存器器获取输 入值 ; 输 入也可以被设置为边缘触发或电平触发来产 生 CPU 中断 简 言之,IO 管脚是双向 非反相和三态的, 带有三态控制的输 入和输出缓冲器器 这些管脚可以与其他功能复 用, 例例如 I2C I2S UART PWM IR 遥控 LED Light 和 Button 接 口等 在低功耗模式下,GPIO 可被设定为保持状态 例例如, 当芯 片断电, 所有输出使能信号都可以被设定为保持低功耗状态 选择性的保持功能可以应需植 入 IO 中 当 IO 不不由内外部电路路驱动时, 保持功能可以被 用于保持上次的状态 保持功能给管脚引 入 一些正反馈 因此, 管脚的外部驱动必须强于正反馈 脱离保持状态所需的驱动 力力很 小, 在 5 μa 之内 ESP8266EX 拥有 1 个从机 SDIO 接 口, 接 口管脚定义如下表 4-1 所示 支持 4-bit 25 MHz SDIO v1.1 和 4-bit 50 MHz SDIO v2.0 表 4-1. SDIO 管脚定义 管脚名称 管脚编号 IO 功能名称 SDIO_CLK 21 IO6 SDIO_CLK SDIO_DATA0 22 IO7 SDIO_DATA0 SDIO_DATA1 23 IO8 SDIO_DATA1 SDIO_DATA_2 18 IO9 SDIO_DATA_2 SDIO_DATA_3 19 IO10 SDIO_DATA_3 SDIO_CMD 20 IO11 SDIO_CMD 4.3. 串串 行行外设接 口 (SPI/HSPI) ESP8266EX 拥有 1 个通 用从机 / 主机 SPI,1 个从机 SDIO/SPI, 和 1 个通 用从机 / 主机 HSPI 所有接 口的功能均由硬件实现 接 口定义如下所示 Espressif 13/

18 4. 外设接 口 通 用 SPI( 主机 / 从机 ) 表 4-2. SPI 接 口定义 管脚名称 管脚编号 IO 功能名称 SDIO_CLK 21 IO6 SPICLK SDIO_DATA0 22 IO7 SPIQ/MISO SDIO_DATA1 23 IO8 SPID/MOSI SDIO_DATA_2 18 IO9 SPIHD SDIO_DATA_3 19 IO10 SPIWP U0TXD 26 IO1 SPICS1 GPIO0 15 IO0 SPICS2 说明 : SPI 模式可由软件编程实现 时钟频率最 大为 80 MHz HSPI( 从机 ) 表 4-3. HSPI( 从机 ) 管脚定义 管脚名称 管脚编号 IO 功能名称 MTMS 9 IO14 HSPICLK MTDI 10 IO12 HSPIQ/MISO MTCK 12 IO13 HSPID/MOSI MTDO 13 IO15 HPSICS 4.4. I2C 接 口 ESP8266EX 拥有 1 个 I2C 接 口, 用于连接微控制器器以及外围设备, 如传感器器等 I2C 接 口定义如表 4-4 所示 表 4-4. I2C 管脚定义 管脚名称 管脚编号 IO 功能名称 MTMS 9 IO14 I2C_SCL GPIO2 14 IO2 I2C_SDA ESP8266EX 既 支持 I2C 主机也 支持 I2C 从机功能 I2C 接 口功能可由软件编程实现, 时 钟频率最 高约为 100 khz, 需 高于从设备最慢速的时钟频率 Espressif 14/

19 4. 外设接 口 4.5. I2S 接 口 ESP8266EX 拥有 1 个 I2S 输 入接 口和 1 个 I2S 输出接 口 I2S 主要 用于 音频数据采集 处理理和传输, 也可 用于串串 行行数据输 入输出, 如 支持 LED 彩灯 (WS2812 系列列 ) I2S 管脚定义如表 4-5 所示 I2C 接 口功能可以使 用复 用 GPIO 通过软件编程实现, 支持链表 DMA 表 4-5. I2S 管脚定义 I2S 数据输 入 管脚名称 管脚编号 IO 功能名称 MTDI 10 IO12 I2SI_DATA MTCK 12 IO13 I2SI_BCK MTMS 9 IO14 I2SI_WS MTDO 13 IO15 I2SO_BCK U0RXD 25 IO3 I2SO_DATA GPIO2 14 IO2 I2SO_WS 4.6. 通 用异步收发器器 (UART) ESP8266EX 拥有两个 UART 接 口, 分别为 UART0 和 UART, 接 口定义如表 4-6 所示 表 4-6. UART 管脚定义 管脚类型管脚名称管脚编号 IO 功能名称 U0RXD 25 IO3 U0RXD UART0 U0TXD 26 IO1 U0TXD MTDO 13 IO15 U0RTS MTCK 12 IO13 U0CTS UART1 GPIO2 14 IO2 U1TXD SD_D1 23 IO8 U1RXD 2 个 UART 接 口的数据传输均由硬件实现 数据传输速度可达 *40 (4.5 Mbps) UART0 可以 用做通信接 口, 支持流控 由于 UART1 目前只有数据传输功能, 所以 一般 用 作打印 log Espressif 15/

20 4. 外设接 口 说明 : UART0 默认会在上电启动期间输出 一些打印, 此期间打印内容的波特率与所 用的外部晶振频率有关 使 用 40 MHz 晶振时, 该段打印波特率为 ; 使 用 26 MHz 晶振时, 该段打印波特率为 如果打印信息影响设备功能, 建议在上电期间将 U0TXD U0RXD 分别与 U0RTS (MTDO),U0CTS (MTCK) 交换, 以屏蔽打印 4.7. 脉冲宽度调制 (PWM) ESP8266EX 拥有 4 个 PWM 输出接 口, 如表 4-7 所示 用户可 自 行行扩展 4.8. IR 遥控接 口 表 4-7. PWM 管脚定义 管脚名称 管脚编号 IO 功能名称 MTDI 10 IO12 PWM0 MTDO 13 IO15 PWM1 MTMS 9 IO14 PWM2 GPIO4 16 IO4 PWM3 PWM 接 口功能由软件实现 例例如, 在 LED 智能照明的示例例中,PWM 通过定时器器的中断 实现, 最 小分辨率可达 44 ns PWM 频率的可调节范围为 1000 μs 到 μs, 即 100 Hz 到 1 khz 之间 当 PWM 频率为 1 khz, 占空 比为 1/22727,1 khz 的刷新率下可达超 过 14-bit 的分辨率 ESP8266EX 芯 片 目前定义了了 1 个 IR 红外遥控接 口, 该接 口定义如表 4-8 所示 表 4-8. IR 红外遥控管脚定义 管脚名称 管脚编号 IO 功能名称 MTMS 9 IO14 IR Tx GPIO5 24 IO5 IR Rx IR 红外遥控接 口由软件实现, 接 口使 用 NEC 编码及调制解调, 采 用 38 khz 的调制载波, 占空 比为 1/3 的 方波 传输范围在 1m 左右, 传输范围由 2 个因素决定, 一个是 GPIO 口 的最 大额定电流, 另 一个是红外接收管内部的限流电阻的 大 小 电阻越 大, 电流越 小, 功 耗也越 小, 反之亦然 传输半 角度为 15 到 30, 取决于红外接收管的辐射 方向 Espressif 16/

21 4. 外设接 口 4.9. ADC( 模 / 数转换器器 ) ESP8266EX 内置了了 一个 10-bit 精度的 SAR ADC TOUT( 管脚 6) 定义如表 4-9 所示 表 4-9. ADC 管脚定义 管脚名称管脚编号功能名称 TOUT 6 ADC 接 口 ADC 端 口 ( 管脚 6 TOUT) 可提供以下两种应 用, 但不不可同时使 用 测量量 VDD3P3( 管脚 3 和 4) 上的电源电压 硬件设计 射频初始化参数 射频校准过程 TOUT 管脚必须悬空 esp_init_data_default.bin (0 ~ 127 Bytes) 中的第 107 byte vdd33_const, 必须被设为 0xFF 自测 VDD3P3( 管脚 3 和 4) 上的电源电压, 根据测量量结果优化射频电路路 工作状态 用户编程使 用 system_get_vdd33, 不不可使 用 system_adc_read 测量量 TOUT( 管脚 6) 的输 入电压 硬件设计当 TOUT 管脚接外部电路路, 输 入电压范围限定为 0 ~ 1.0V 射频初始化参数 esp_init_data_default.bin (0 ~ 127 Bytes) 中的第 107 byte (vdd33_const), 必须设为管脚 3 和 4 上真实的电源电压 ESP8266EX 的 工作电压范围为 1.8V ~ 3.6V, vdd33_const 的单位为 0.1V, 因此 vdd33_const 的有效取值范围为是 18 ~ 36 射频校准过程根据 vdd33_const 的值来优化射频电路路 工作状态, 容许误差为 ± 0.2V 用户编程不不可使 用 system_get_vdd33, 可使 用 system_adc_read 说明 : SDK 包提供 esp_init_data_default.bin, 并且包含射频初始化参数 (0 ~ 127 Bytes) esp_init_data_default.bin 中的第 107 byte, 命名为 vdd33_const, 此参数的定义如下 : 当 vdd33_const = 0xff,ESP8266EX 芯 片会进 行行内部 自测 VDD3P3 管脚 3 和管脚 4 上的电源电压, 根据测量量结果优化射频电路路 工作状态 当 18 =< vdd33_const =< 36,ESP8266EX 使 用 (vdd33_const/10) 来校准和优化射频电路路 工作状 态 当 vdd33_const < 18 或 36 < vdd33_const < 255 时,ESP8266EX 使 用默认值 2.5V 来校准和优化射 频电路路 工作状态 Espressif 17/

22 4. 外设接 口 LED Light 和 Button 接 口 ESP8266EX 拥有多达 17 个 GPIO 接 口, 均可定义作为 LED 与 Button 的控制接 口 基于 目前 ESP8266EX 一些示例例设计的应 用, 我们对 LED 与 Button 的 GPIO 接 口定义如表 4-10 所示 表 LED 和 Button 管脚定义 管脚名称 管脚编号 IO 功能名称 MTCK 12 IO13 Button( 复位 ) GPIO0 15 IO0 Wi-Fi Light MTDI 10 IO12 Link Light 上述共定义了了 一个 Button 和 2 个 LED 的接 口 通 用情况下,MTCK 作为复位按键的控 制 ;GPIO0 用作 Wi-Fi 工作状态指示灯 ;MTDI 用作与服务器器通信的指示灯 说明 : 本章所描述的 大多数接 口可以复 用 管脚定义不不只限于上述所提到的, 客户可以根据 ESP8266EX 在产品中 实际应 用来定义接 口的功能 此部分功能均可由软 / 硬件实现切换 Espressif 18/

23 5. 电 气参数 5. 电 气参数 5.1. 电 气特性 表 5-1. 电 气特性 参数条件最 小值典型值最 大值单位 存储温度范围 正常温度 125 最 大焊接温度 IPC/JEDEC J- STD 工作电压 V I/O VIL/VIH /0.75VIO VIO/3.6 VOL/VOH - N/0.8VIO - 0.1VIO/N V IMAX ma 静电释放量量 ( 人体模型 /HBM) TAMB= KV 静电释放量量 ( 充电器器件模型 /CDM) TAMB= KV 5.2. 功耗 表 5-2. 功耗 参数 最 小值 典型值 最 大值 单位 Tx802.11b, CCK 11Mbps, P OUT=+17 dbm ma Tx g, OFDM 54 Mbps, P OUT =+15 dbm ma Tx n, MCS7, P OUT =+13 dbm ma Rx b,1024 Bytes 包 长,-80 dbm ma Rx g,1024 Bytes 包 长,-70 dbm ma Rx n,1024 Bytes 包 长,-65 dbm ma Modem-sleep ma Light-sleep ma Deep-sleep μa 关闭 μa Espressif 19/

24 5. 电 气参数 说明 : 1 Modem-sleep 模式应 用于需要 CPU 一直 工作的场景, 如应 用于 PWM 或 I2S 等 在保持 Wi-Fi 连接时, 如果没有数据传输, 可根据 标准 ( 如 U-APSD), 关闭 Wi-Fi Modem 电路路来省电 例例如, 在 DTIM3 时, 保持睡眠 300 ms, 每 3 ms 间隔唤醒来接收 AP 的 Beacon 包, 则电流约为 15 ma 2 Light-sleep 模式 用于 CPU 可暂停的应 用, 如 Wi-Fi 开关 在保持 Wi-Fi 连接时, 如果没有数据传输, 可根据 标准 (U-APSD), 关闭 Wi-Fi Modem 电路路并暂停 CPU 来省电 例例如, 在 DTIM3 时, 保持睡眠 300 ms, 每 3 ms 间隔唤醒来接收 AP 的 Beacon 包, 则电流约为 0.9 ma 3 Deep-sleep 模式应 用于不不需要 Wi-Fi 连接的场景 对于很 长时间才发送 一次数据包的应 用 ( 如每 100 秒测量量 一次温度的传感器器 ), 每 300s 醒来后需 0.3s ~ 1s 连上 AP, 则整体平均电流 小于 1 ma 其电流 20 μa 是在 2.5V 下得到的 5.3. Wi-Fi 射频特征 表 5-3 中数据是在室内温度下, 电压为 3.3V 和 1.1V 时分别测得 表 5-3. Wi-Fi 射频特征 参数 最 小值 典型值 最 大值 单位 输 入频率 MHz 输出阻抗 - 39+j6 - Ω 输 入反射 db 72.2 Mbps 下,PA 的输出功耗 dbm 11b 模式下,PA 的输出功耗 dbm 灵敏敏度 DSSS,1 Mbps dbm CCK11,Mbps dbm 6 Mbps (1/2 BPSK) dbm 54 Mbps (3/4 64-QAM) dbm HT20, MCS7 (65 Mbps, 72.2 Mbps) dbm 邻道抑制 OFDM, 6 Mbps db OFDM, 54 Mbps db HT20, MCS db HT20, MCS db Espressif 20/

25 6. 封装信息 6. 封装信息 图 6-1. ESP8266EX 封装 Espressif 21/

26 附录 Ⅰ I. 附录 - 管脚列列表 附录 - ESP8266 管脚清单提供管脚的详细信息, 如下所示 Note Digital Die Pin List Buffer Sheet Register List Strapping List 说明 : INST_NAME 指的是在 eagle_soc.h 定义下的 IO_MUX REGISTER, 例例如 MTDI_U 指的是 PERIPHS_IO_MUX_MTDI_U Net Name 指的是原理理图中的管脚名称 功能指的是每个管脚的多功能 功能 1 ~ 5 对应 SDK 中的功能 0 ~ 4 例例如, 将 MTDI 设置为 GPIO12, 如下所示 : - #define FUNC_GPIO12 3 //defined in eagle_soc.h - PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_MTDI_U,FUNC_GPIO12) Espressif 22/

27 附录 Ⅱ II. 附录 - 学习资源 II.1. 必读资料料 ESP8266 快速 入 门指南说明 : 该 手册指导 用户快速上 手使 用 ESP8266, 包括软硬件准备 编译准备 程序烧录, 还提供了了 ESP8266 的学习资源 介绍了了 RTOS SDK 的框架与调试 方法 ESP8266 SDK 入 门指南说明 : 该 手册以 ESP-LAUNCHER 和 ESP-WROOM-02 为例例, 介绍 ESP8266 SDK 相关的使 用 方法, 包括编译前的准备 Flash 布局 硬件和软件的准备 SDK 的编译和固件的下载 ESP8266 管脚清单说明 : 这是个下载链接, 清单中详细介绍了了 ESP8266 每 一个引脚的类型和功能 ESP8266 系统描述说明 : 该 手册提供了了 ESP8266 系列列的产品信息, 包括 ESP8266, 配置 ESP8266 芯 片的 ESP-LAUNCHER 开发板, 以及配置 ESP8266 芯 片的 ESP-WROOM 模组 ESP8266 硬件匹配指南说明 : 该 手册介绍了了要获得 ESP8266 芯 片最佳的射频性能如何进 行行频偏调试和天线阻抗匹配 ESP8266 技术参考说明 : 该 手册介绍了了 ESP8266 的各个接 口, 包括功能 参数配置 函数说明 应 用示例例等说明 ESP8266 硬件资源说明 : 该压缩包的内容主要是硬件原理理图, 包括板和模组的制造规范, 物料料清单和原理理图 常 见问题 II.2. 必备资源 ESP8266 SDK 说明 : 该 页 面提供了了 ESP8266 所有版本 SDK Espressif 23/

28 附录 Ⅱ ESP8266 工具说明 : 该 页 面提供了了 ESP8266 Flash 下载 工具以及 ESP8266 性能评估 工具 ESP8266 APK ESP8266 认证测试指南 ESP8266 官 方论坛 ESP8266 资源合集 II.3. 视频资源 ESP8266 开发板使 用教程 ESP8266 Non-OS SDK 编译教程 Espressif 24/

29 乐鑫 IOT 团队 免责申明和版权公告 本 文中的信息, 包括供参考的 URL 地址, 如有变更更, 恕不不另 行行通知 文档 按现状 提供, 不不负任何担保责任, 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 生的侵犯任何专利利权 行行为的责任 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 2017 乐鑫所有 保留留所有权利利

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