ESP-F模块数据手册 from SZDOIT # ESP-F模块数据手册 ## 一. 产品概述 ESP-F模块核心处理器采用高性价比芯片ESP8266EX。该芯片在较小尺寸封装中集成了业界领先的Tensilica’s L106 超低功耗32位微型MCU，带有16位精简模式，主频⽀持80 MHz和160 MHz，支持RTOS。ESP8266EX拥有完整的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。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有利于提⾼系统性能，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，应⽤到基于任何微控制器的设计中。  ESP-F模块支持标准的IEEE802.11 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-F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。  图1. 1模块结构图 模块主要技术参数如下： 表1. 1模 块主要参数  ## 二. 接口定义 ESP-F接口定义如下图所示。  图2. 1模块管脚图 模块的工作模式选择和每个管脚定义如下表所示。 表2. 1引脚模式 | 模式 | GPIO15 | GPIO0 | GPIO2 | | ------------- | ------ | ----- | ----- | | UART 下载模式 | 低 | 低 | 高 | | FlashBoot模式 | 低 | 高 | 高 | 表2.2 模块管脚功能定义 | 序 号 | Pin脚名称 | 类型 | 功能说明 | | :---: | :-------: | :--- | ------------------------------------------------------------ | | 1 | RST | I | 外部重置信号（低电平有效），复位模组 | | 2 | ADC | I | A/D转换管脚。输入电压范围0~1V，取值范围：0~1024 | | 3 | EN | I | 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 | | 4 | IO16 | I/O | 深度睡眠唤醒 | | 5 | IO14 | I/O | GPIO14; HSPI_CLK | | 6 | IO12 | I/O | GPIO12;HSPI_MISO | | 7 | IO13 | I/O | GPIO13;HSPI_MOSI;UART0_CTS | | 8 | VCC | P | 模块电源：3.3V | | 9 | CS0 | I/O | GPIO11; SD_CMD; SPI_CS0 | | 10 | MISO | I/O | GPIO7; SD_D0, SPI_MSIO | | 11 | IO9 | I/O | GPIO9; SD_D2 PIHD; HSPIHD | | 12 | IO10 | I/O | GPIO10; SD_D3;SPIWP; HSPIWP1 | | 13 | MOSI | I/O | GPIO8; SD_D1;SPI_MOSI1 | | 14 | SCLK | I/O | GPIO6; SD_CLK; SPI_CLK | | 15 | GND | P | GND | | 16 | IO15 | I/O | GPIO15; MTDO;HSPICS;UART0_RTS | | 17 | IO2 | I/O | GPIO2; UART1_TXD | | 18 | IO0 | I/O | GPIO0;SPI_CS2 | | 19 | IO4 | I/O | GPIO4 | | 20 | IO5 | I/O | GPIO5 | | 21 | RXD | I/O | GPIO3; 可⽤作烧写Flash时UART Rx | | 22 | TXD | I/O | GPIO1; 可⽤作烧写Flash时UART Tx | ## 三. 外型与尺寸 模组的外观尺寸为 16mm x 24mm x 3mm（如图所示）。该模组采用的Flash容量为32Mbits（4M Bytes）。  图3. 1 模组外观  图2.3DMP-P1尺寸图  (b) 侧视图 图3. 2模组尺寸图 表3. 1模组尺寸对照表 | 长 | 宽 | 高 | PAD 尺寸（底部） | Pin 脚间距 | | :--: | :--: | :--: | :--------------: | :--------: | | 16mm | 24mm | 3mm | 0.9mmx1.7mm | 2mm | ## 四. 电气特性 表4. 1电气特性  ## 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 | - | 170 | - | mA | | Tx802.11g, OFDM 54 Mbps, POUT =+15dBm | - | 140 | - | mA | | Tx802.11n,MCS7,POUT =+13dBm | - | 120 | - | mA | | Rx 802.11b，1024 Bytes包⻓，-80dBm | - | 50 | - | mA | | Rx 802.11g，1024 Bytes包⻓，-70dBm | - | 56 | - | mA | | Rx 802.11n，1024 Bytes包⻓，-65dBm | - | 56 | - | mA | | Modem-sleep① | - | 15 | - | mA | | Light-sleep② | - | 0.9 | - | mA | | Deep-sleep③ | - | 20 | - | μA | | 关闭 | - | 0.5 | - | 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802.11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802.11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。 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秒测量⼀次温度的传感器），每300s 醒来后需0.3s-1s连上AP，则整体平均电流可远小于1mA。 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秒测量⼀次温度的传感器），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. 1Wi-Fi射频特征  ## 七. 推荐炉温曲线 推荐炉温曲线如下：  图7. 1推荐炉温曲线 八. 模块内部原理图   图8. 1模块原理图 ## 九. 模块最小系统 模块最小系统电路图如下：  图9. 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； ## 十. 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。 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。 ## 十. 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。 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。  图10. 1方案一-天线在板框外  图10. 2方案二-天线沿板边放置且下方挖空  图10. 3 方案三-天线沿板边放置且下方均不铺铜 ## 十一. 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）。 ## 更多资源，请关注公众号！