ESP32-S
来自丢石头百科
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产品概述
ESP32-S 是一款通用型 WiFi-BT-BLE MCU 模组，可以用于低功耗传感器网络和要求极高的任务，例如语音编码、音频流和 MP3 解码等。
ESP32-S 模组核心处理器 ESP32 内置两个低功耗 Xtensa®32-bit LX6 MCU，主频支持 80 MHz、160 MHz 和 240MHz。两个 CPU 核可以被单独控制或上电。用户可以切断 CPU 的电源，利用低功耗协处理器来不断地监测外设的状态变化或某些模拟量是否超出阈值。
ESP32 还集成了丰富的外设，包括电容式触摸传感器、霍尔传感器、低噪声传感放大器，SD 卡接口、以太网接口、高速 SDIO／SPI、UART、I2S 和 I2C 等。
产品特性
- 体积超小的 802.11b/g/n Wi-Fi + BT SoC 模块
- 采用低功耗双核 32 位 CPU，可作应用处理器
- 主频高达 240MHz，运算能力高达 600DMIPS
- 内置 520KB SRAM
- 支持 UART/SPI/I2C/PWM/ADC/DAC 等接口
- 采用 SMD-38 封装，方便焊接与测试
- 支持 OpenOCD 调试接口
- 支持多种休眠模式,深度睡眠电流最小达到 6.5 μA
- 支持 STA/AP/STA+AP 工作模式
- 支持 Smart Config/AirKiss 一键配网
- 通用 AT 指令可快速上手
- 支持串口本地升级和远程固件升级（FOTA）
- 内嵌 Lwip 和 FreeRTOS
选型列表
模组认证对比：
- ESP32-A1S：FCC(*)/CE(*)/SRRC(*)
- ESP32-S：FCC/CE/SRRC/TELEC/RoHs
- ESP-12K ESP32-S2：FCC(*)/CE(*)/SRRC
注：部分带"*"认证正在申请中。
电气参数对比：
| 型号 | 蓝牙 | 芯片方案 | 工作频段 | 接口类型 | 封装形式 | 尺寸（mm） | 供电电压 | Modem Sleep | Light Sleep | Deep Sleep |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ESP32-S | 蓝牙 4.2 | ESP32 | 2412 ~ 2484MHz | UART / SPI / SDIO / I2C / PWM / I2S / IR 等 | SMD-38 | 18.0 * 25.5 * 3.0 | 3.3V | 20mA | 1.4mA | 20uA |
| ESP32-A1S | 蓝牙 4.2 | ESP32 | 2400 ~ 2483.5MHz | UART / SPI / SDIO / I2C / PWM / I2S / IR 等 | SMD-38 | 19.0 * 31.5 * 3.0 | 3.3V | 5 ~ 10mA | 0.8mA | 20uA |
| ESP-12K | 不支持 | ESP32S2 | 2400 ~ 2483.5MHz | UART / SPI / PWM / ADC / GPIO 等 | SMD-42 | 19.0 * 31.5 * 3.0 | 3.3V | 20mA | 1.4mA | 0.5uA |
- 传输距离：WiFi 信号的传输距离约 50 米，蓝牙的传输距离约 10 米。
- SPI Flash：32Mbit（4Mbyte）
- 天线形式：板载天线 / 外接IPEX
主要参数
- 模块型号：ESP 32 S
- 封装：SMD-38
- 尺寸：18.0*25.5*2.8 （（±0.2 mm
- 认证：SRCC 、 FCC 、 CE 、 RoHS
- SPI Flash：默认 32Mbit 最大支持 128Mbit
- 支持接口：UART 、 SPI 、 SDIO 、 I2C 、 PWM 、 I2S 、 IR 、 AD C 、 DAC
- IO 口：22 个
- 串口速率：支持 300 ~ 46080 0 0 bps ，默认 115200 bp s
- 蓝牙：蓝牙 4.2 BR/EDR 和 BL E 标准
- WiFi：802.11 b/g/n/e/i
- 片上传感器：霍尔传感器、温度传感器、电容式触摸传感器 频谱范围 2412 2484MHz
- 天线形式：板载 PCB 天线 外接 I PEX
- 发射功率：
- 802.11b: 17±2 dBm (@11Mbps)
- 802.11g: 14±2 dBm (@54Mbps)
- 802.11n: 13±2 dBm (@MCS7)
- 接收灵敏度：
- CCK, 1 Mbps : -90dBm
- CCK, 11 Mbps: -85dBm
- 6 Mbps (1/2 BPSK): -88dBm
- 54 Mbps (3/4 64-QAM): -70dBm
- MCS7 (65 Mbps, 72.2 Mbps): -67dBm
- 安全性：WPA/WPA2/WPA2-Enterprise/WPS
- 供电范围：供电电压 3.0V 3.6V ，供电电流 >500mA
- 工作温度：20 ℃ ~ 85 ℃
- 存储环境：40 ℃ ~ 85 ℃ , < 90%RH
- 重量：约 1 .45g
功耗（典型值）
| 工作模式 | 工作条件 | 功耗 |
|---|---|---|
| Active (射频工作) | WiFi Tx packet 13 dBm 21 dBm | 160~260 mA |
| WiFi/BT Tx packet 0 dBm | 120 mA | |
| WiFi/BT Rx 和侦听 | 80~90 mA | |
| 关联睡眠方式（与 Light sleep 模式关联） | 0.9 mA@DTIM3，1.2 mA@DTIM1 | |
| Modem sleep | CPU 处于工作状态 | 最大速度： 20 mA，正常速度：5~10 mA，慢速：3 mA |
| Light sleep | - | 0.8 mA |
| Deep sleep | ULP 协处 理器处于工作状态 0.5 mA | |
| 超低功耗传感器监测方式 | 25 uA @1% duty | |
| RTC 定时器＋ RT C 存储器 | 20uA | |
| Hibernation | 仅有 RTC 定时器处于工作状态 | 2.5 uA |
管脚定义
| 序号 | Pin 脚名称 | 功能说明 |
|---|---|---|
| 1 | GND | 接地 |
| 2 | 3V3 | 3.3V 供电（VDD）；外部供电电源输出电流建议在 500mA 以上 |
| 3 | EN | 芯片使能端，高电平有效 |
| 4 | SENSOR_VP | GPI36,SENSOR_VP,ADC_H,ADC1_CH0,RTC_GPIO0 |
| 5 | SENSOR_VN | GPI39,SENSOR_VN,ADC1_CH3,ADC_H,RTC_GPIO3 |
| 6 | IO34 | GPI34,ADC1_CH6,RTC_GPIO4 |
| 7 | IO35 | GPI35,ADC1_CH7,RTC_GPIO5 |
| 8 | IO32 | GPIO32,XTAL_32K_P(32.768kHz crystal oscillator input ADC1_CH4, TOUCH9,RTC_GPIO9 |
| 9 | IO33 | GPIO33,XTAL_32K_N(32.768kHz crystal oscillator output ADC1_CH5, TOUCH8,RTC_GPIO8 |
| 10 | IO25 | GPIO25,DAC_1,ADC2_CH8,RTC_GPIO6,EMAC_RXD0 |
| 11 | IO26 | GPIO26,DAC_2,ADC2_CH9,RTC_GPIO7,EMAC_RXD1 |
| 12 | IO27 | GPIO27,ADC2_CH7,TOUCH7,RTC_GPIO17,EMAC_RX_DV |
| 13 | IO14 | GPIO14,ADC2_CH6,TOUCH6,RTC_GPIO16,MTMS, HSPICLK,HS2_CLK,SD_CLK,EMAC_TXD2 |
| 14 | IO12 | GPIO12,ADC2_CH5,TOUCH5,RTC_GPIO15,MTDI,HSPIQ,HS2_DATA2,SD_DAT A2,EMAC_TXD3 |
| 15 | GND | 接地 |
| 16 | IO13 | GPIO13,ADC2_CH4,TOUCH4,RTC_GPIO14,MTCK,HSPID,HS2_DATA3,SD_DAT A3,EMAC_RX_ER |
| 17 | SHD/SD2 | GPIO9,SD_DATA2,SPIHD,HS1_DATA2,U1RXD |
| 18 | SWP/SD3 | GPIO10,SD_DATA3,SPIWP,HS1_DATA3,U1TXD |
| 19 | SCS/CMD | GPIO11,SD_CMD,SPICS0,HS1_CMD,U1RTS |
| 20 | SCK/CLK | GPIO6,SD_CLK,SPICLK,HS1_CLK,U1CTS |
| 21 | SDO/SD0 | GPIO7,SD_DATA0,SPIQ,HS1_DATA0,U2RTS |
| 22 | SDI/SD1 | GPIO8,SD_DATA1,SPID,HS1_DATA1,U2CTS |
| 23 | IO15 | GPIO15,ADC2_CH3,TOUCH3,MTDO,HSPICS0,RTC_GPIO13,HS2_CMD,SD_CMD , EMAC_RXD3 |
| 24 | IO2 | GPIO2,ADC2_CH2,TOUCH2,RTC_GPIO12,HSPIWP,HS2_DATA0,SD_DATA0 |
| 25 | IO0 | GPIO0,ADC2_CH1,TOUCH1,RTC_GPIO11,CLK_OUT1,EMAC_TX_CLK |
| 26 | IO4 | GPIO4,ADC2_CH0,TOUCH0,RTC_GPIO10,HSPIHD,HS2_DATA1,SD_DATA1, EMAC_TX_ER |
| 27 | IO16 | GPIO16,HS1_DATA4,U2RXD,EMAC_CLK_OUT |
| 28 | IO17 | GPIO17,HS1_DATA5,U2TXD,EMAC_CLK_OUT_180 |
| 29 | IO5 | GPIO5,VSPICS0,HS1_DATA6,EMAC_RX_CLK |
| 30 | IO18 | GPIO18,VSPICLK,HS1_DATA7 |
| 31 | IO19 | GPIO19,VSPIQ,U0CTS,EMAC_TXD0 |
| 32 | NC | - |
| 33 | IO21 | GPIO21,VSPIHD,EMAC_TX_EN |
| 34 | RXD0 | GPIO3,U0RXD,CLK_OUT2 |
| 35 | TXD0 | GPIO1,U0TXD,CLK_OUT3,EMAC_RXD2 |
| 36 | IO22 | GPIO22,VSPIWP,U0RTS,EMAC_TXD1 |
| 37 | IO23 | GPIO23,VSPID,HS1_STROBE |
| 38 | GND | 接地 |
Strapping 管脚
ESP32 共有 6 个 Strapping 管脚，软件可以读取寄存器“GPIO_STRAPPING”中这 6 个位的值。在芯片上电复位过程中，Strapping 管脚对电平釆样并存储到锁存器中，锁存为“0”或“1”，并一直保持到芯片掉电或关闭。每一个 Strapping 管脚都会连接内部上拉/下拉。如果一个 Strapping 管脚没有连接或者连接的外部线路处于高阻抗状态，内部弱上拉/下拉将决定 Strapping 管脚输人电平的默认值。为改变 Strapping 比特的值，用户可以应用外部下拉/上拉电阻，或者应用主机 MCU 的 GPIO 控制 ESP32 上电复位时的 Strapping 管脚电平。复位后，Strapping 管脚和普通管脚功能相同。
内置 LDO (VDD_SDIO)电压
| 管脚 | 默认 | 3.3V | 1.8V |
|---|---|---|---|
| MTDI/GPIO12 | 下拉 | 0 | 1 |
系统启动模式
| 管脚 | 默认 | SPI Flash 启动模式 | 下载启动模式 |
|---|---|---|---|
| GPIO0 | 上拉 | 1 | 0 |
| GPIO2 | 下拉 | 无关项 | 0 |
系统启动过程中，U0TXD 输出 log 打印信息
| 管脚 | 默认 | U0TXD 翻转 | U0TXD 静止 |
|---|---|---|---|
| MTDO/GPIO15 | 上拉 | 1 | 0 |
SDIO 从机信号输入输出时序
| 管脚 | 默认 | 下降沿输入，下降沿输出 | 下降沿输入，上升沿输出 | 上升沿输入，下降沿输出 | 上升沿输入，上升沿输出 |
|---|---|---|---|---|---|
| MTDO/GPIO15 | 上拉 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| GPIO5 | 上拉 | 0 | 1 | 0 | 1 |
尺寸图
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