ESP-M1/M2数据手册

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耀连
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1 产品手册 ESP-M1/M2 深圳四博智联科技有限公司版本 V 年 3 月 18 日编号 :DM0013CN 特点 SOC 特性内置 Tensilica L106 超低功耗 32 位微处理器, 主频支持 80MHz 和 160MHz, 支持 RTOS 内置 TCP/IP 协议栈内置 1 路 10 bit 精度 ADC 外设接口 HSPI UART I2C I2S IR Remote Control PWM GPIO 深度睡眠保持电流为 10uA, 关断电流小于 5uA 2 ms 之内唤醒连接并传递数据包待机状态消耗功率小于 1.0mW(DTIM3) 内置 1M 字节 SPI Flash Wi-Fi 特性支持 b/g/n/e/i 支持 Station SoftAP SoftAP+STA 模式支持 Wi-Fi Direct(P2P) 支持 CCMP(CBC-MAC 计数器模式 ) TKIP(MIC RC4) WAPI(SMS4) WEP(RC4) CRC 的硬件加速 P2P 发现, P2P GO 模式 /GC 模式和 P2P 电源管理 WPA/PA2 PSK 和 WPS i 安全特征 : 预认证和 TSN 持 n(2.4 GHz) 802.1h/RFC1042 帧封装支持无缝漫游支持 AT 远程升级及云端 OTA 升级支持 Android 和 ios 设备 SmartConfig 功能模块外设 2xUART 1xADC 1xEn 1x 唤醒管脚 1xHSPI 1xI2C 1xI2S 最多 10xGPIOs 工作温度范围 : 模块尺寸 :12.3mm 15mm(M1 版本 ) 应用场景家用电器 12.3mm 20mm(M2 版本 ) 家庭自动化智能插座智能灯 Mesh 网络婴儿监控器传感器网络安全 ID 标签 IP 摄像机可穿戴电子产品无线位置感知无线定位系统信标工业无线控制模块型号名称 ESP-M1 ESP-M2 模块结构图板载天线 U.F.L 连接器 3.3V 射频收发数字基带偏置电路接口 1M SPI Flash 天线类型 IPEX 外置天线板载 PCB 天线 ESP b/g/n/e/i MAC 晶振 SRAM 电源管理 GPIO UART I2C SPI I2S ADC

2 文档更新说明日期版本更新内容 V1.0 初版 V1.1 增加推荐 PCB 设计章节

3 目录一. 产品概述... 1 二. 接口定义... 3 三. 外型与尺寸... 5 四. 电气特性... 7 五. 功耗... 7 六. Wi-Fi 射频特征... 8 七. 推荐炉温曲线... 9 八. 模块最小系统九推荐 PCB 设计十. 外围走线建议附录. 设计资料... 14

4 图目录图 1.1 模块结构图...1 图 2.1 ESP-M1 管脚定义...3 图 2.2 ESP-M2 管脚定义...3 图 3.1 ESP-M1 模块外观...5 图 3.2 ESP-M1 尺寸图...5 图 3.3 ESP-M2 模块外观...6 图 3.4 ESP-M2 尺寸图...6 图 7.1 推荐炉温曲线...9 图 8.1 最小系统...10 图 9. 1 外接天线连接器...11 图 9.2 方案一 - 天线在板框外...12 图 9.3 方案二 - 天线沿板边放置且下方挖空...12 图 9.4 方案三 - 天线沿板边放置且下方均不铺铜...13 表目录表 1.1 模块主要参数...2 表 2.1 引脚模式...3 表 2.2 模块管脚功能定义...4 表 3.1 ESP-M1 模块尺寸对照表...6 表 3.2 ESP-M2 模块尺寸对照表...6 表 4.1 电气特性...7 表 5.1 功耗...7 表 6.1 Wi-Fi 视频特征...8

5 一. 产品概述 ESP-M1/M2 模块核心处理器采用高性价比芯片 ESP8285 该芯片在较小尺寸封装中集成了增强版的 Tensilica s L106 钻石系列 32-bit 内核处理器, 带片上 SRAM ESP8285 拥有完整的 Wi-Fi 网络功能, 既能够独应, 也可以作为从机搭载于其他主机 MCU 运当 ESP8285 托管应用时, 能够直接从外接 Flash 中启动内置的速缓冲存储器有利于提系统性能, 并且优化存储系统此外 ESP8285 只需通过 SPI/SDIO 接或 I2C/UART 即可作为 Wi-Fi 适配器, 应到基于任何微控制器的设计中 ESP-M1/M2 模块支持标准的 IEEE b/g/n/e/i 协议以及完整的 TCP/IP 协议栈用户可以使用该模块为现有设备添加联网功能, 也可以构建独立的网络控制器 ESP-M1/M2 模块以最低成本提供最大实用性, 为 Wi-Fi 功能嵌入其他系统提供无限可能板载天线 U.F.L 连接器 3.3V 射频收发数字基带偏置电路接口 1M SPI Flash ESP b/g/n/e/i MAC 晶振 SRAM 电源管理 GPIO UART I2C SPI I2S ADC 图 1.1 模块结构图第 1 页

6 模块主要技术参数如下 : 表 1.1 模块主要参数分类项目参数频率范围 2.4G~2.5G(2400M~2483.5M) b: +20 dbm 发射功率 g: +17 dbm Wi-Fi n: +14 dbm b: -91 dbm (11Mbps) 接收灵敏度 g: -75 dbm(54mbps) n: -72 dbm(mcs7) 天线 CPU 外设 PCB 板载天线 Tensilica L bit 微控制器 UART/SDIO/SPI/I2C/I2S/IR 遥控 GPIO/ADC/PWM/SPI/I2C/I2S 硬件工作电压 2.5V ~ 3.6V 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 Wi-Fi 模式安全机制加密类型 16mm x 24mm x 3mm Station/SoftAP/SoftAP+Station WPA/WPA2 WEP/TKIP/AES 软件升级固件 UART Download/OTA( 通过网络 ) 软件开发网络协议用户配置 Non-RTOS/RTOS/Arduino IDE 等 IPv4 TCP/UDP/HTTP/FTP/MQTT AT+ 指令集 / 云端服务器 / Android/iOS APP 第 2 页

7 二. 接口定义 ESP-M1/M2 接口定义如下图所示 U0CTS HSCK HMISO HMOSI U0RTS 3.3V ADC EN IO14 IO12 IO13 IO15 VCC ESP-M RST TXD0 RXD0 IO5 IO4 IO0 IO2 GND GPIO1 GPIO3 FLASH TXD1 GND 图 2.1 ESP-M1 管脚定义 U0CTS HSCK HMISO HMOSI U0RTS 3.3V ADC EN IO14 IO12 IO13 IO15 VCC ESP-M RST TXD0 RXD0 IO5 IO4 IO0 IO2 GND GPIO1 GPIO3 FLASH TXD1 GND 图 2.2 ESP-M2 管脚定义模块的工作模式选择和每个管脚定义如下表所示模式表 2.1 引脚模式 GPIO15 GPIO0 ( 模块内部已对地接电阻 ) UART 下载模式低低高 GPIO2 Flash Boot 模式低高高第 3 页

8 表 2.2 模块管脚功能定义序号 Pin 脚名称类型功能说明 1 ADC I A/D 转换管脚输入电压范围 0~1V, 取值范围 :0~ EN I 芯使能端, 电平 : 有效, 芯正常作 ; 低电平 : 芯关闭, 电流很 3 IO14 I/O GPIO14; HSPI_CLK 4 IO12 I/O GPIO12;HSPI_MISO 5 IO13 I/O GPIO13;HSPI_MOSI; UART0_CTS 6 IO15 I/O GPIO15; MTDO;HSPICS;UART0_RTS; 模块内部已对地接电阻 7 VCC P 模块电源 :3.3V 8 GND P GND 9 IO2 I/O GPIO2; UART1_TXD; 10 IO0 I/O GPIO0; SPI_CS2; 11 IO4 I/O GPIO4 12 IO5 I/O GPIO5 13 RXD I/O GPIO3; 可作烧写 Flash 时 UART Rx 14 TXD I/O GPIO1; 可作烧写 Flash 时 UART Tx 15 RST I 外部重置信号 ( 低电平有效 ), 复位模块 ; 模块内部已接上拉电阻 16 GND P GND 第 4 页

9 三. 外型与尺寸模块的外观及尺寸如下所示图 3.1 ESP-M1 模块外观 (a) 俯视图 (b) 侧视图图 3.2 ESP-M1 尺寸图第 5 页

10 图 3.3 ESP-M2 模块外观 (a) 俯视图 (b) 侧视图图 3.4 ESP-M2 尺寸图表 3.1 ESP-M1 模块尺寸对照表长宽高 PAD 尺寸 ( 底部 ) Pin 脚间距 12.3mm 15mm 3 mm 0.9 mm x 1.7mm 1.5 mm 表 3.2 ESP-M2 模块尺寸对照表长宽高 PAD 尺寸 ( 底部 ) Pin 脚间距 12.3mm 20mm 3 mm 0.9 mm x 1.7mm 1.5 mm 第 6 页

11 四. 电气特性表 4.1 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 静电释放量 ( 人体模型 ) 静电释放量 ( 人体模型 ) VIL/VIH /0.75VIO VIO/3.6 VOL/VOH - N/0.8VIO - 0.1VIO/N IMAX ma TAMB= KV TAMB= KV V 五. 功耗表 5.1 功耗参数最小值典型值最大值单位 Tx802.11b, CCK 11Mbps, POUT=+17dBm ma Tx802.11g, OFDM 54 Mbps, POUT =+15dBm ma Tx802.11n,MCS7,POUT =+13dBm ma Rx b,1024 Bytes 包,-80dBm ma Rx g,1024 Bytes 包,-70dBm ma Rx n,1024 Bytes 包,-65dBm ma Modem-sleep ma Light-sleep ma Deep-sleep μa 关闭 μa 注 1:Modem-Sleep 模式用于需要 CPU 一直处于工作的场景, 如应用于 PWM 或 I2S 应用等在保持 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 电路来省电例如在 DTIM3 时, 保持睡眠 300ms, 醒来 3ms 间隔唤醒来接收 AP 的 Beacon 包, 则电流约 15mA 注 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 ( 如 U-APSD), 关闭 Wi-Fi Modem 电路并暂停 CPU 来省电例如, 在 DTIM3 时, 保持睡眠 300ms, 每 3ms 间隔唤醒来接收 AP 的 Beacon 包, 则整体平均电流约 0.9mA 第 7 页

12 注 3:Deep-Sleep 模式应用于不需一直保持 Wi-Fi 连接的场景, 很长时间才发送一次数据包的应用 ( 如每 100 秒测量次温度的传感器 ), 每 300s 醒来后需 0.3s-1s 连上 AP, 则整体平均电流可远小于 1mA 六. Wi-Fi 射频特征下表中数据是在室内温度下, 电压为 3.3V 和 1.1V 时分别测得表 6.1 Wi-Fi 射频特征参数最小值典型值最大值单位输入频率 MHz 输入阻抗 Ω 输入反射 db 72.2Mbps 下,PA 的输出功耗 dbm 11b 模式下,PA 的输出功耗 dbm 灵敏度 DSSS, 1Mbps dbm CCK11, Mbps dbm 6Mbps(1/2 BPSK) dbm 54Mbps(3/4 64-QAM) dbm HT20, MCS7(65 Mbps, 72.2 Mbps) dbm 邻道抑制 OFDM, 6Mbps db OFDM, 54Mbps db HT20, MCS db HT20, MCS db 第 8 页

13 七. 推荐炉温曲线图 7.1 推荐炉温曲线第 9 页

14 八. 模块最小系统模块最小系统电路图如下 : 图 8.1 最小系统注 : (1) 模块供电电压为直流 3.3V; (2)Wi-Fi 模块 IO 最大输出电流为 12mA; (2)Wi-Fi 模块 NRST 管脚低电平有效 ;EN 使能管脚高电平有效 ; (4)Wi-Fi 模块进入升级模式 :GPIO0 处于低电平, 然后模块复位上电 ;Wi-Fi 模块进入正常工作模式 :GPIO0 处于高电平, 模块复位上电 (5)Wi-Fi 模块的 RXD 接外部 MCU 的 TXD,Wi-Fi 模块的 TXD 接外部 MCU 的 RXD; 第 10 页

15 九推荐 PCB 设计 Wi-Fi 模块可以直接焊接到 PCB 板上为了使您的终端产品获得最佳的射频性能, 请注意根据本指南合理设计模块及天线在底板上的摆放位置针对外置天线版本 ESP-M1, 由于天线外置, 对模块摆放位置要求不高, 可参考 ESP-M2 的布置建议酌情调整外接天线连接器的规格见下图所示图 9. 1 外接天线连接器针对 PCB 天线版本 ESP-M2 建议将模块沿 PCB 板边放置, 天线在板框外或者沿板边放置且下方挖空, 参考方案一及方案二 ; 若必须将 PCB 天线放在底板上, 则需要保证天线下方的 PCB 区域不可敷铜, 参考方案三第 11 页

8 10 9 11 12 13 14 15 8 10 9 11 12 13 14 15 6.6mm 1 2 4 3 5 6 7 ESP-M2 16 主板图 9.

16 mm ESP-M2 16 主板图 9.2 方案一 - 天线在板框外 5mm 5mm 6.6mm 主板 ESP-M2 16 图 9.3 方案二 - 天线沿板边放置且下方挖空第 12 页

8 10 9 11 12 13 14 15 5mm 5mm 6.6mm 主板 1 2 4 3 5 6 7 ESP-M2 16 图 9.4 方案三 - 天线沿板边放置且下方均不铺铜十.

17 mm 5mm 6.6mm 主板 ESP-M2 16 图 9.4 方案三 - 天线沿板边放置且下方均不铺铜十. 外围走线建议 Wi-Fi 模块集成了高速 GPIO 和外设接口, 这可能会产生严重的开关噪声如果一些应用对于功耗和 EMI 特性要求较高, 建议在数字 I/O 线上串联 10 ~100 欧姆的电阻这样可以在开关电源时抑制过冲, 并使信号变得平稳, 同时这种做法也能在一定程度上防止静电释放 (ESD) 第 13 页

18 附录. 设计资料四博智联资源官网教材 ESPDuino 智慧物联开发宝典购买 ESPDuino 智慧物联开发宝典讨论官方淘宝店 (szdoit.am) 技术论坛 (bbs.doit.am) 智能建筑云 (building.doit.am) 应用案例集锦光伏监控云 (solar.doit.am) Doit 玩家云 (wechat.doit.am) 官方技术支持 QQ 群技术支持群技术支持群技术支持群技术支持群技术支持群技术支持群技术支持群技术支持群技术支持群技术支持群乐鑫 ESP8266 资源芯片基本资料 ESP8266 快速入门指南软件编程基本资料 ESP8266 SDK 指南 ESP8266 SDK 固件下载工具 ESP8266 下载具资源整合 ESP8266 官论坛 ESP8266 资源合集第 14 页

19 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, 特此声明注意由于产品升级或其他原因, 本手册内容有可能变更深圳四博智联科技有限公司保留在没有任何通知或者提示的情况下对本手册的内容进行修改的权利本手册仅作为使用指导, 深圳四博智联科技有限公司尽全力在本手册中提供准确的信息, 但是并不确保手册内容完全没有错误, 本手册中的所有陈述信息和建议也不构成任何明示或暗示的担保第 15 页

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

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