ESP-F1模块数据手册
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# ESP-F1模块数据手册
## 一. 产品概述
ESP-F1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-F1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-F1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-F1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 | IO15 | IO0 | IO2 |
| ------------- | ---- | ---- | ---- |
| 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 | GND | P | GND |
| 10 | IO15 | I/O | GPIO15; MTDO;HSPICS;UART0_RTS |
| 11 | IO2 | I/O | GPIO2; UART1_TXD |
| 12 | IO0 | I/O | GPIO0;SPI_CS2 |
| 13 | IO4 | I/O | GPIO4 |
| 14 | IO5 | I/O | GPIO5 |
| 15 | RXD | I/O | GPIO3; 可⽤作烧写Flash时UART Rx |
| 16 | TXD | I/O | GPIO1; 可⽤作烧写Flash时UART Tx |
| 17 | LNA | - | 天线引脚（适用于：不使用IPEX接头时） |
## 三. 外型与尺寸
模组的外观尺寸为 16mm x 17mm x 3mm（如图所示）。该模组采用的Flash容量为32Mbits（4M Bytes）。
(a) 俯视图
(b) 俯视视图
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 | 17mm | 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。
## 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
| 参数 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
| :-----------------------------: | :----: | :----: | :----: | :--: |
| 输入频率 | 2412 | - | 2484 | MHz |
| 输入阻抗 | - | 50 | - | Ω |
| 输入反射 | - | - | -10 | dB |
| 72.2Mbps下，PA的输出功耗 | 15.5 | 16.5 | 17.5 | dBm |
| 11b模式下，PA的输出功耗 | 19.5 | 20.5 | 21.5 | dBm |
| 灵敏度 | - | - | - | - |
| DSSS, 1Mbps | - | -98 | - | dBm |
| CCK11, Mbps | - | -91 | - | dBm |
| 6Mbps(1/2 BPSK) | - | -93 | - | dBm |
| 54Mbps(3/4 64-QAM) | - | -75 | - | dBm |
| HT20, MCS7(65 Mbps, 72.2 Mbps) | - | -72 | - | dBm |
| 邻道抑制 | | | | |
| OFDM, 6Mbps | - | 37 | - | dB |
| OFDM, 54Mbps | - | 21 | - | dB |
| HT20, MCS0 | - | 37 | - | dB |
| HT20, MCS7 | - | 20 | - | dB |
## 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。
针对外置天线版本ESP-F1，由于天线外置，对模块摆放位置要求不高。
## 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）。
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