ESP-M1模块数据手册 From SZDOIT # ESP-M1模块数据手册 ## 一. 产品概述 ESP-M1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，既能够独⽴应⽤，也可以作为从机搭载于其他主机MCU运⾏。当ESP8285托管应用时，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ESP8285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-M1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-M1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 | 分类 | 项目 | 参数 | | -------------------------- | -------------------------------------- | ----------------------------- | | Wi-Fi | 频率范围 | 2.4G~2.5G(2400M~2483.5M) | | 发射功率 | 802.11b: +20 dBm | | | 802.11g: +17 dBm | | | | 802.11n: +14 dBm | | | | 接收灵敏度 | 802.11b: -91 dbm (11Mbps) | | | 802.11g: -75 dbm（54Mbps） | | | | 802.11n: -72 dbm（MCS7） | | | | 天线 | PCB板载天线 | | | 硬件 | CPU | Tensilica L106 32 bit微控制器 | | 外设 | UART/SDIO/SPI/I2C/I2S/IR遥控 | | | GPIO/ADC/PWM/SPI/I2C/I2S | | | | 工作电压 | 2.5V ~ 3.6V | | | 工作电流 | 平均电流：80 mA | | | 工作温度 | -40°C ~ 85°C | | | 环境温度范围 | -40°C ~ 125°C | | | 封装大小 | 16mm x 24mm x 3mm | | | 软件 | Wi-Fi 模式 | Station/SoftAP/SoftAP+Station | | 安全机制 | WPA/WPA2 | | | 加密类型 | WEP/TKIP/AES | | | 升级固件 | UART Download/OTA（通过网络） | | | 软件开发 | Non-RTOS/RTOS/Arduino IDE等 | | | 网络协议 | IPv4、TCP/UDP/HTTP/FTP/MQTT | | | 用户配置 | AT+ 指令集/云端服务器/ Android/iOS APP | | ## 二. 接口定义 ESP-M1接口定义如下图所示。  图2.1 ESP-M1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。 表2.1 引脚模式 | 模式 | GPIO15（模块内部已对地接电阻） | GPIO0 | GPIO2 | | -------------- | ------------------------------ | ----- | ----- | | UART下载模式 | 低 | 低 | 高 | | Flash Boot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 | ADC | I | A/D转换管脚。输入电压范围0~1V，取值范围：0~1024 | | 2 | 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 | | 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; 可⽤作烧写 Flash 时 UART Rx | | 14 | TXD | I/O | GPIO1; 可⽤作烧写 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 | ## 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  图3.2 ESP-M1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 | ## 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 | - | -40 | 正常温度 | 125 | ℃ | | | 最大焊接温度 | IPC/JEDEC J-STD-020 | - | - | 260 | ℃ | | | 工作电压 | - | 2.5 | 3.3 | 3.6 | V | | | I/O | VIL/VIH | - | -0.3/0.75VIO | - | 0.25VIO/3.6 | V | | VOL/VOH | - | N/0.8VIO | - | 0.1VIO/N | | | | IMAX | - | - | - | 12 | mA | | | 静电释放量（人体模型） | TAMB=25℃ | - | - | 2 | KV | | | 静电释放量（人体模型） | TAMB=25℃ | - | - | 0.5 | KV | | ## 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6.1 Wi-Fi视频特征 | 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  图7.1 推荐炉温曲线 ## 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； ## 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9.1 方案一-天线在板框外  图9.2 方案二-天线沿板边放置且下方挖空  图9.3 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）。 ## 更多资源，请关注公众号！