ESP-WROOM-02 技术规格书 版本 2.9 乐鑫信息科技 版权所有 2018 www.espressif.com
关于本 手册 本 文介绍了了 ESP-WROOM-02 的产品规格 发布说明 日期版本发布说明 2015.12 V0.5 首次发布 2016.01 V0.6 更更新 3.2.2 节 2016.02 V0.7 增加附录 声明 ; 更更新第 1 章 2016.04 V0.8 修订 Flash 容量量和 PAD 尺 寸 ( 底部 ) 2016.06 V0.9 修订 Flash 容量量 2016.06 V1.0 增加附录 声明 B.5; 更更新图 2-1 2016.08 V1.1 修订 工作温度范围 2016.11 V1.2 2016.11 V2.0 2016.12 V2.1 增加附录 学习资源 ; 第 5 章增加了了 ESP-WROOM-02 模组外围设计原理理图 增加 4.8 节 静电释放电压 ; 更更新图 5-1. ESP-WROOM-02 模组原理理图 将 ESP-WROOM-02 工作电压的最 小值由 3.0V 改为 2.5V; 将 Deep-sleep 模式的功耗由 10 μa 改为 20 μa 2017.02 V2.2 更更新 3.3 节 2017.04 V2.3 增加模组尺 寸误差值 ; 将表 4-4 4-5 中输 入阻抗值由 50Ω 改为 39+j6 Ω; 增加图 4-1 ESP-WROOM-02 回流焊温度曲线图
日期 版本 发布说明 增加 文档变更更通知和产品证书下载链接 ; 将 工作电压改为 2.7 V ~ 3.6 V; 更更新图 2-1 模组管脚分布图并增加说明 ; 2017.09 V2.4 更更新第 4 章 : 将电 气特性相关参数合并为表 4-1; 将 Wi-Fi 射频相关参数 合并为表 4-2, 并更更新输出功率参数 ; 更更新温度回流曲线 ; 更更新表 4-3 功耗的说明 ; 更更新第 5 章原理理图, 并增加说明 ; 增加图 6-1 模组尺 寸图 ; 删除附录 B 声明 2017.11 V2.5 更更新第 5 章外围设计原理理图的说明 更更新附录 A 中 ESP8266 硬件资源和 ESP8266 APP 链接 删除章节 1 中的说明 ; 2018.03 V2.6 删除表 1-1 中的 RF 认证 内容, 增加 认证 行行, 列列出所有获得的认证 ; 更更新章节 3.1 和章节 3.2; 更更新图 4-1 2018.04 V2.7 删除表 1-1 中 认证 栏中的 蓝 牙认证 内容 2018.06 V2.8 更更新图 1-1 和图 6-1; 更更新第 1 章的模组尺 寸 更更新第 1 章的模组尺 寸, 并增加可靠性测试项 目信息 ; 2018.08 V2.9 更更新第 6 章模组尺 寸图 ; 增加第 7 章 PCB 封装图形 ; 更更新 文档封 面 文档变更更通知 用户可通过乐鑫官 网订阅 页 面 https://www.espressif.com/zh-hans/subscribe 订阅技术 文 档变更更的电 子邮件通知 证书下载 用户可通过乐鑫官 网证书下载 页 面 https://www.espressif.com/zh-hans/certificates 下载产 品证书
目录 1. 产品概述... 1 2. 管脚描述... 3 3. 功能描述... 5 3.1. MCU... 5 3.2. 存储描述... 5 3.2.1. 内置 SRAM 与 ROM... 5 3.2.2. SPI Flash... 5 3.3. 晶振... 5 3.4. 接 口说明... 6 4. 电 气参数... 7 4.1. 电 气特性... 7 4.2. Wi-Fi 射频... 7 4.3. 功耗... 8 4.4. 回流焊温度曲线... 9 4.5. 静电释放电压... 10 5. 原理理图... 11 6. 模组尺 寸图... 13 7. PCB 封装图形... 14 A. 附录 学习资源... 15 A.1. 必读资料料... 15 A.2. 必备资源... 15 A.3. 视频资源... 16
1. 产品概述 # 产品概述 1. 乐鑫为客户提供集成 ESP8266EX 的贴 片式模组 ESP-WROOM-02 该模组的射频性能已 调试到最佳状态 建议 用户在初期使 用 ESP8266EX 进 行行测试或 二次开发时 采购我司提 供的模组 说明 更更多关于 ESP8266EX 的信息 请参考 ESP8266EX 技术规格表 ESP-WROOM-02 贴 片式模组的外观尺 寸为 (18.00±0.10) mm x (20.00±0.10) mm x (2.80±0.10) mm 目前该模组配置封装为 SOP 8 150 mil 的 SPI Flash 使 用 2 dbi 的 PCB 板载天线! 图 1-1. ESP-WROOM-02 模组外观 Espressif # /18 1 2018.08
# 1. 产品概述 类别参数说明 表 1-1. ESP-WROOM-02 参数表 认证 RF 认证 Wi-Fi 认证 环保认证 SRRC, FCC, CE (RED), IC, NCC, KCC, TELEC (MIC) Wi-Fi Alliance RoHS, REACH 测试可靠性 HTOL/HTSL/uHAST/TCT/ESD 无线参数 Wi-Fi 协议 频率范围 数据接 口 802.11 b/g/n 2.4 GHz ~ 2.5 GHz (2400M ~ 2483.5M) UART/HSPI/I2C/I2S/ 红外遥控 GPIO/PWM 工作电压 2.7V ~ 3.6V 硬件参数 工作电流 供电电流 平均值 :80 ma 最 小值 :500 ma 工作温度 40 C ~ 85 C 存储温度 40 C ~ 85 C 封装 大 小 (18.00±0.10) mm x (20.00±0.10) mm x (2.80±0.10) mm 外部接 口 - 软件参数 无线 网络模式安全机制加密类型升级固件软件开发 网络协议 用户配置 Station/SoftAP/SoftAP+Station WPA/WPA2 WEP/TKIP/AES 本地串串 口烧录 / 云端升级 / 主机下载烧录 支持客户 自定义服务器器提供 二次开发所需的 SDK IPv4,TCP/UDP/HTTP/FTP AT+ 指令集, 云端服务器器,Android/iOS app Espressif # 2/18 2018.08
# # 2. 管脚描述 2. 管脚描述 ESP-WROOM-02 贴 片式模组的管脚分布如图 2-1 所示 PCB ANTENNA 19 图 2-1. ESP-WROOM-02 模组管脚分布 ( 俯视图 ) ESP-WROOM-02 共接出 18 个管脚, 管脚定义 见表 2-1 表 2-1. ESP-WROOM-02 管脚定义 序号 管脚名称 功能说明 3.3V 供电 (VDD) 1 3V3 说明 : 外部供电电源的最 大输出电流建议在 500 ma 及以上 2 EN 芯 片使能端, 正常 工作外部需拉 高 3 IO14 GPIO14;HSPI_CLK 4 IO12 GPIO12;HSPI_MISO 5 IO13 GPIO13;HSPI_MOSI;UART0_CTS Espressif # 3/18 2018.08
# 2. 管脚描述 序号管脚名称功能说明 6 IO15 7 IO2 8 IO0 GPIO15;MTDO;HSPICS;UART0_RTS 外部需拉低 GPIO2;UART1_TXD 悬空 ( 内部有上拉 ) 或外部拉 高 GPIO0 UART 下载 : 外部拉低 Flash 启动 : 悬空或外部拉 高 9 接地 10 IO4 GPIO4 11 RXD 12 TXD UART0_RXD,UART 下载的接收端 ; GPIO3 UART0_TXD,UART 下载的发送端, 悬空或外部拉 高 ; GPIO1 13 接地 14 IO5 GPIO5 15 RST 复位 16 TOUT 检测芯 片 VDD3P3 电源电压或 TOUT 脚输 入电压 ( 二者不不可同时使 用 ) 17 IO16 GPIO16; 接到 RST 管脚时可做 Deep-sleep 的唤醒 18 接地 Espressif # 4/18 2018.08
3. 功能描述 # 3. 功能描述 3.1. MCU ESP8266EX 内置超低功耗 Tensilica L106 32 位 RISC 处理理器器,CPU 时钟速度最 高可达 160 MHz, 支持实时操作系统 (RTOS) 和 Wi-Fi 协议栈, 可将 高达 80% 的处理理能 力力留留给应 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 3.2. 存储描述 3.2.1. 内置 SRAM 与 ROM 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 芯 片内 无可编程存储器器, 用户程序必须由外部 Flash 存储 3.2.2. SPI 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 ESP-WROOM-02 配置了了 2 MB 的 SPI Flash, 支持的 SPI 模式包括 :Standard SPI DIO (Dual I/O) DOUT (Dual Output) QIO (Quad I/O) 以及 QOUT (Quad Output) 3.3. 晶振 ESP-WROOM-02 使 用 26 MHz 晶振 选 用的晶振 自身精度需在 ±10 PPM 使 用时请注意在下载 工具中选择对应晶体类型 晶振输 入输出所加的对地调节电容 C1 C2 可不不设为固定值, 该值范围在 6 pf ~ 22 pf, 具体值需要通过对系统测试后进 行行调节确定 基于 目前市场中主流晶振的情况, 一般 26 MHz 晶振的输 入输出所加电容 C1 C2 在 10 pf 以内 Espressif # 5/#
# 3. 功能描述 3.4. 接 口说明 表 3-1. 接 口说明 接 口名称管脚功能说明 HSPI 接 口 PWM 接 口 IR 接 口 ADC 接 口 IO12 (MISO),IO13 (MOSI), IO14 (CLK),IO15 (CS) IO12 (R),IO15 (G),IO13 (B) IO14 (IR_T),IO5 (IR_R) TOUT 可外接 SPI Flash 显示屏和 MCU 等 Demo 中提供 4 路路 PWM( 用户可 自 行行扩展 至 8 路路 ), 可 用 来控制彩灯, 蜂鸣器器, 继电器器及电机等 IR 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 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 ) 可 用于传感器器等应 用 I2C 接 口 IO14 (SCL),IO2 (SDA) 可外接传感器器及显示屏等 UART 接 口 UART0:TXD (U0TXD),RXD (U0RXD),IO15 (RTS),IO13 (CTS) UART1:IO2 (TXD) 可外接 UART 接 口的设备 下载 :U0TXD + U0RXD 或者 GPIO2 + U0RXD 通信 (UART0):U0TXD,U0RXD,MTDO (U0RTS), MTCK (U0CTS) 调试 :UART1_TXD (GPIO2) 可作为调试信息的打印 UART0 在 ESP8266EX 上电时默认会输出 一些打印信息 对此敏敏感的应 用, 可以使 用 UART 的内部引脚交换功能, 在初 始化的时候, 将 U0TXD,U0RXD 分别与 U0RTS,U0CTS 交换 硬件上将 MTDO MTCK 连接到对应的外部 MCU 的串串 口进 行行通信 I2S 接 口 I2S 输 入 : IO12 (I2SI_DATA); IO13 (I2SI_BCK); IO14 (I2SI_WS) I2S 输出 : IO15 (I2SO_BCK); IO3 (I2SO_DATA); IO2 (I2SO_WS) 主要 用于 音频采集 处理理和传输 Espressif # 6/#
# 4. 电 气参数 4. 电 气参数 说明 : 如 无 无特殊说明, 测试条件为 :VDD = 3.3V, 温度为 25 C 4.1. 电 气特性 表 4-1. 电 气特性 参数名称最 小值典型值最 大值单位 存储温度 - 40 正常温度 85 工作温度 - 40 20 85 最 大焊接温度 ( 焊接条件 :IPC/ JEDEC J-STD-020) - - - 260 供电电压 VDD 2.7 3.3 3.6 V 输 入逻辑电平低 VIL 0.3-0.25 VDD V 输 入逻辑电平 高 VIH 0.75 VDD - VDD + 0.3 V 输出逻辑电平低 VOL - - 0.1 VDD V 输出逻辑电平 高 VOH 0.8 VDD - - V 4.2. Wi-Fi 射频 表 4-2. Wi-Fi 射频参数 参数 最 小值 典型值 最 大值 单位 输 入频率 2412-2484 MHz 输 入反射 - - 10 db 输出功率 72.2 Mbps 下,PA 的输出功率 13 14 15 dbm 11b 模式下,PA 的输出功率 19.5 20 20.5 dbm 接收灵敏敏度 Espressif # 7/#
4. 电 气参数 # 参数 最 小值 典型值 最 大值 单位 DSSS,1 Mbps - 98 - dbm CCK,11 Mbps - 91 - dbm 6 Mbps (1/2 BPSK) - 93 - dbm 54 Mbps (3/4 64-QAM) - 75 - dbm HT20,MCS7 (65 Mbps, 72.2 Mbps) - 72 - dbm 邻频抑制 OFDM,6 Mbps - 37 - db OFDM,54 Mbps - 21 - db HT20,MCS0-37 - db HT20,MCS7-20 - db 4.3. 功耗 下列列功耗数据是基于 3.3V 的电源 25 C 的周围温度, 并使 用内部稳压器器测得 所有发射 数据是基于 50% 的占空 比, 在持续发射的模式下测得的 表 4-3. 功耗 模式最 小值典型值最 大值单位 传送 802.11b,CCK 11 Mbps,POUT = +17 dbm - 170 - ma 传送 802.11g,OFDM 54 Mbps,POUT = +15 dbm - 140 - ma 传送 802.11n,MCS7,POUT = +13 dbm - 120 - ma 接收 802.11b, 包 长 1024 字节,-80 dbm - 50 - ma 接收 802.11g, 包 长 1024 字节,-70 dbm - 56 - ma 接收 802.11n, 包 长 1024 字节,-65 dbm - 56 - ma Modem-sleep1-15 - ma Light-sleep2-0.9 - ma Deep-sleep3-20 - μa 断电 - 0.5 - μa Espressif # 8/#
# # 4. 电 气参数 说明 : 1 Modem-sleep 用于需要 CPU 一直处于 工作状态的应 用, 如 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 802.11 标准 ( 如 U-APSD), 关闭 Wi-Fi Modem 电路路来省电 例例如, 在 DTIM3 时, 每睡眠 300 ms, 醒来 3 ms 接收 AP 的 Beacon 包等, 则整体平均电流约 15 ma 2 Light-sleep 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 802.11 标准 ( 如 U-APSD), 关闭 Wi-Fi Modem 电路路并暂停 CPU 来省电 例例如, 在 DTIM3 时, 每睡眠 300 ms, 醒来 3 ms 接收 AP 的 Beacon 包等, 则整体平均电流约 0.9 ma 3 Deep-sleep 用于不不需 一直保持 Wi-Fi 连接, 很 长时间才发送 一次数据包的应 用, 如每 100s 测量量 一次温度的传感器器 例例如, 每 300s 醒来后需 0.3s ~ 1s 连上 AP 发送数据, 则整体平均电流可远 小于 1 ma 电流值 20 μa 是在 2.5V 下测得的 4.4. 回流焊温度曲线 ( ) 250 217 200 150 ~ 200 60 ~ 120s 235 ~ 250 217 60 ~ 90s > 30s -1 ~ -5 /s 100 1 ~ 3 /s 50 25 0 0 50 100 150 200 250 (s) 25 ~ 150 60 ~ 90s 1 ~ 3 /s 150 ~ 200 60 ~ 120s >217 60 ~ 90s235 ~ 250 30 ~ 70s ~ 180-1 ~ -5 /s (SAC305) 图 4-1. ESP-WROOM-02 回流焊温度曲线图 Espressif # 9/#
# 4. 电 气参数 4.5. 静电释放电压 表 4-4. 静电释放参数 名称符号参照等级最 大值单位 静电释放电压 ( 人体模型 ) 静电释放电压 ( 充电器器件模型 ) VESD (HBM) VESD (CDM) 温度 :23 ± 5 遵守 ANSI / ESDA / JEDEC JS - 001-2014 温度 :23 ± 5 遵守 JEDEC EIA / JESD22 - C101F 2 2000 C2 500 V Espressif # 10/#
! 7 6 1 5 # 5. 原理理图 5. 原理理图 VDD33 VDD33 ANT1 1 2 C5 10uF WIFI_ANT C4 8.2pF L1 L2 2.4pF 1.5nH TOUT CH_PU GPIO16 C6 1uF C3 0.1uF 1 2 3 4 5 6 7 8 GPIO14 GPIO12 GPIO13 GPIO15 GPIO2 GPIO0 GPIO4 ESP8266EX 9 10 MTMS 11 MTDI 12 VDDPST 13 MTCK 14 MTDO 15 GPIO2 16 GPIO0 GPIO4 U2 VDDA LNA VDD3P3 VDD3P3 VDD_RTC TOUT CHIP_EN XPD_DCDC SD_DATA_3 18 SD_DATA_2 17 VDDPST 21 SD_CLK SD_CMD 20 19 24 GPIO5 23 SD_DATA_1 22 SD_DATA_0 33 32 EXT_RSTB 31 RES12K 30 VDDA VDDD 29 XTAL_IN 28 27 XTAL_OUT U0TXD 26 U0RXD 25 R1 12K±1% 26MHz ±10ppm 1 2 XIN C1 10pF 4 C2 10pF U1 3 XOUT R3 200 RST UTXD URXD GPIO5 SD_D1 SD_D0 SD_CLK SD_CMD SD_D3 SD_D2 VDD33 SD_CMD SD_CLK SD_D2 Pin.19 (P_) 4 FLASH CLK /HOLD /WP 3 DO 2 U3 /CS VCC 8 DI VDD33 SD_D1 SD_D0 SD_D3 Pin.1 3V3 D1 ESD3.3V88D-C VDD33 Pin.2 CH_PU/EN CH_PU Pin.3 IO14 GPIO14 Pin.4 IO12 GPIO12 Pin.5 IO13 GPIO13 Pin.6 IO15 GPIO15 Pin.7 IO2 GPIO2 Pin.8 IO0 GPIO0 Pin.9 Pin.18 Pin.17 IO16 Pin.16 TOUT Pin.15 RST Pin.14 IO5 Pin.13 Pin.12 TXD Pin.11 RXD Pin.10 IO4 GPIO16 TOUT RST GPIO5 UTXD URXD GPIO4 图 5-1. ESP-WROOM-02 模组原理理图 Espressif # 11/#
! # 5. 原理理图 VDD33 VDD33 R1 10K C1 10uF C2 0.1uF U1 UART DOWNLOAD C3 0.1uF R2 10K 1 2 EN IO14 IO12 IO13 IO15 IO2 IO0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3V3 EN IO14 IO12 IO13 IO15 IO2 IO0 1 ESP_WROOM_02 P_ 19 18 J1 3 17 IO16 IO16 16 ADC TOUT 15 RST RST 14 IO5 IO5 13 2 TXD TXD 12 RXD RXD 11 10 IO4 IO4 3 2 1 J2 BOOT OPTION 图 5-2. ESP-WROOM-02 模组外围设计原理理图 说明 : ESP-WROOM-02 管脚 19, 可以不不焊接到底板 若 用户将该管脚焊接到底板, 请确保使 用适量量的焊锡 膏 Espressif # 12/#
# # 6. 模组尺 寸图 6. 模组尺 寸图 Module Length Module Thickness 18.00±0.10 18.00±0.10 Antenna Area PCB Thickness 15.65±0.10 0.90±0.10 0.90±0.10 4.30±0.10 Top View Side View Bottom View 0.85±0.1 Unit: mm 20.00±0.10 12.00±0.10 6.00±0.10 12.30±0.10 20.00±0.10 1.00±0.10 0.90±0.10 2.80±0.10 0.80±0.10 4.17±0.10 4.30±0.10 12.00±0.10 1.50±0.10 0.45±0.10 Module Width 0.90±0.10 5.73±0.10 1.50±0.10 图 6-1. ESP-WROOM-02 模组尺 寸图 Espressif # 13/#
7. PCB 封装图形 # 7. PCB 封装图形 Unit:mm 7.1 6 20 1.5x8=12 1 7.1 4 4 4.29 18 9 10 1.5 17.5 18 0.9 图 7-1. ESP-WROOM-02 PCB 封装图形 Espressif # 14/#
# 附录 A A. 附录 学习资源 A.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 ESP-WROOM-02 PCB 设计和模组摆放指南说明 : 该 手册细说了了六种天线摆放位置的 比较, 以及设计 PCB 时的 一些注意事项 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 ESP8266 AT 指令使 用示例例说明 : 该 手册介绍 几种常 见的 Espressif AT 指令使 用示例例, 包括单链接 TCP Client UDP 传输 透传 多链接 TCP Service 等 ESP8266 AT 指令集说明 : 该 手册提供了了 ESP8266_NONOS_SDK 的 AT 指令说明, 包括烧录 AT 固件 自定义 AT 命令 基本 AT 指令 Wi-Fi 相关的 AT 指令和 TCP/IP 相关的 AT 指令等 TCP/UDP UART 透传测试演示指南本演示指南主要作 用 : 客户可以快速 直观地体验 ESP8266 物联 网平台实现 TCP & UDP 吞吐量量测试的演示 常 见问题 A.2. 必备资源 ESP8266 SDK Espressif # 15/#
# 附录 A 说明 : 该 页 面提供了了 ESP8266 所有版本 SDK 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 App ESP8266 认证测试指南 ESP8266 官 方论坛 ESP8266 资源合集 A.3. 视频资源 ESP8266 开发板使 用教程 ESP8266 Non-OS SDK 编译教程 Espressif # 16/#
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