ESP-M1模块数据手册

ESP-M1模块数据手册
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5.4.3. ESP-M1模块数据手册#

5.4.3.1. 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。

wps11

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。

img

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

5.4.3.2. 二. 接口定义#

ESP-M1接口定义如下图所示。

img

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

5.4.3.3. 三. 外型与尺寸#

模块的外观及尺寸如下所示。

img img

图3.1 ESP-M1模块外观

img

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

5.4.3.4. 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

5.4.3.5. 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。

5.4.3.6. 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6.1 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

5.4.3.7. 七. 推荐炉温曲线#

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图7.1 推荐炉温曲线

5.4.3.8. 八. 模块最小系统#

模块最小系统电路图如下：

img

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；

5.4.3.9. 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。

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图9.1 方案一-天线在板框外

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图9.2 方案二-天线沿板边放置且下方挖空

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图9.3 方案三-天线沿板边放置且下方均不铺铜

5.4.3.10. 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）。

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