ESP-F模块数据手册
from SZDOIT

5.3.4. ESP-F模块数据手册#

5.3.4.1. 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_3

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。

ESP-F_1

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

ESP-F_13

5.3.4.2. 二. 接口定义#

ESP-F接口定义如下图所示。

ESP-F_2

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

FlashBoot模式

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

5.3.4.3. 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)。

ESP-F_3

图3. 1 模组外观

ESP-F_4

图2.3DMP-P1尺寸图

ESP-F_5

(b) 侧视图
图3. 2模组尺寸图
表3. 1模组尺寸对照表

PAD 尺寸(底部)

Pin 脚间距

16mm

24mm

3mm

0.9mmx1.7mm

2mm

5.3.4.4. 四. 电气特性#

表4. 1电气特性

ESP-F_14

5.3.4.5. 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。

5.3.4.6. 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

ESP-F_15

5.3.4.7. 七. 推荐炉温曲线#

推荐炉温曲线如下:

ESP-F_6

图7. 1推荐炉温曲线

八. 模块内部原理图

ESP-F_7

ESP-F_8

图8. 1模块原理图

5.3.4.8. 九. 模块最小系统#

模块最小系统电路图如下:

ESP-F_9

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;

5.3.4.9. 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。

5.3.4.10. 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。

ESP-F_10

图10. 1方案一-天线在板框外

ESP-F_11

图10. 2方案二-天线沿板边放置且下方挖空

ESP-F_12

图10. 3 方案三-天线沿板边放置且下方均不铺铜

5.3.4.11. 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)。

5.3.4.12. 更多资源,请关注公众号!#

wps101010