安信ESP12EWIFI.docx

安信ESP12EWIFI.docx

《安信ESP12EWIFI.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《安信ESP12EWIFI.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

安信ESP12EWIFI

ESP-12EWiFi模块

规格书

版本1.0

2015年8月23日

免责申明和版权公告

本文中的信息，包括供参考的URL地址，如有变更，恕不另行通知。

文档“按现状”提供，不负任何担保责任，包括对适销性、适用于特定用途或非侵权性的任何担保，和任何提案、规格或样品在他处提到的任何担保。

本文档不负任何责任，包括使用本文档内信息产生的侵犯任何专利权行为的责任。

本文档在此未以禁止反言或其他方式授予任何知识产权使⽤许可，不管是明示许可还是暗示许可。

Wi-Fi联盟成员标志归Wi-Fi联盟所有。

文中提到的所有商标名称、商标和注册商标均属其各自所有者的财产，特此声明。

注意

由于产品版本升级或其他原因，本手册内容有可能变更。

深圳市安信可科技有限公司保留在没有任何通知或者提示的情况下对本手册的内容进行修改的权利。

本手册仅作为使用指导，深圳市安信可科技有限公司尽全力在本手册中提供准确的信息，但是深圳市安信可科技有限公司并不确保手册内容完全没有错误，本手册中的所有陈述、信息和建议也不构成任何明示或暗示的担保。

产品概述

ESP-12EWiFi模块是由安信可科技开发的，该模块核心处理器ESP8266在较小尺寸封装中集成了业界领先的TensilicaL106超低功耗32位微型MCU，带有16位精简模式，主频支持80MHz和160MHz，支持RTOS，集成Wi-FiMAC/BB/RF/PA/LNA，板载天线。

该模块支持标准的IEEE802.11b/g/n协议，完整的TCP/IP协议栈。

用户可以使用该模块为现有的设备添加联网功能，也可以构建独立的网络控制器。

ESP8266是高性能无线SOC，以最低成本提供最大实用性，为WiFi功能嵌入其他系统提供无限可能。

图1ESP8266EX结构图

ESP8266EX是一个完整且自成体系的WiFi网络解决方案，能够独立运行，也可以作为从机搭载于其他主机MCU运行。

ESP8266EX在搭载应用并作为设备中唯⼀的应⽤处理器时，能够直接从外接闪存中启动。

内置的高速缓冲存储器有利于提⾼系统性能，并减少内存需求。

另外⼀种情况是，ESP8266EX负责无线上网接入承担WiFi适配器的任务时，可以将其添加到任何基于微控制器的设计中，连接简单易⾏，只需通过SPI/SDIO接口或I2C/UART口即可。

ESP8266EX强大的片上处理和存储能⼒，使其可通过GPIO口集成传感器及其他应用的特定设备，实现了最低前期的开发和运行中最少地占用系统资源。

ESP8266EX高度片内集成，包括天线开关balun、电源管理转换器，因此仅需极少的外部电路，且包括前端模组在内的整个解决方案在设计时将所占PCB空间降到最低。

有ESP8266EX的系统表现出来的领先特征有：

节能在睡眠/唤醒模式之间的快速切换、配合低功率操作的自适应无线电偏置、前端信号的处理功能、故障排除和无线电系统共存特性为消除蜂窝/蓝牙/DDR/LVDS/LCD干扰。

特点

•802.11b/g/n

•内置TensilicaL106超低功耗32位微型MCU，主频支持80MHz和160MHz，支持RTOS

•内置10bit高精度ADC

•内置TCP/IP协议栈

•内置TR开关、balun、LNA、功率放大器和匹配网络

•内置PLL、稳压器和电源管理组件，802.11b模式下+20dBm的输出功率

•A-MPDU、A-MSDU的聚合和0.4s的保护间隔

•WiFi@2.4GHz，支持WPA/WPA2安全模式

•支持AT远程升级及云端OTA升级

•支持STA/AP/STA+AP工作模式

•支持SmartConfig功能（包括Android和iOS设备）

•HSPI、UART、I2C、I2S、IRRemoteControl、PWM、GPIO

•深度睡眠保持电流为10uA，关断电流小于5uA

•2ms之内唤醒、连接并传递数据包

•待机状态消耗功率小于1.0mW（DTIM3）

•工作温度范围：

-40℃-125℃

主要参数

表1介绍了该模组的主要参数。

表1参数表


类别

参数

说明

无线参数

无线标准

802.11b/g/n

频率范围

2.4GHz-2.5GHz（2400M-2483.5M）

数据接⼝

UART/HSPI/I2C/I2S/IrRemoteContorl

硬件参数

工作电压

GPIO/PWM

3.0~3.6V（建议3.3V）

工作电流

平均值：

80mA

工作温度

-40°~125°

存储温度

常温

封装大小

16mm＊24mm＊3mm

外部接⼝

N/A

无线网络模式

station/softAP/SoftAP+station

软件参数

安全机制

WPA/WPA2

加密类型

WEP/TKIP/AES

升级固件

本地串口烧录/云端升级/主机下载烧录

软件开发

支持客户自定义服务器

提供SDK给客户二次开发

网络协议

IPv4,TCP/UDP/HTTP/FTP

用户配置

AT+指令集,云端服务器,Android/iOSAPP

接口定义

ESP-12E共接出18个接口，表2是接口定义。

图2ESP-12E管脚图

表2ESP-12E管脚功能定义

序号

Pin脚名称

功能说明

1

RST

复位模组

2

ADC

A/D转换结果。

输入电压范围0～1V，取值范围：

0～1024

3

EN

芯片使能端，高电平有效

4

IO16

GPIO16;接到RST管脚时可做deepsleep的唤醒。

5

IO14

GPIO14;HSPI_CLK

6

IO12

GPIO12;HSPI_MISO

7

IO13

GPIO13;HSPI_MOSI;UART0_CTS

8

VCC

3.3V供电

9

CS0

片选

10

MISO

从机输出主机输入

11

IO9

GPIO9

12

IO10

GBIO10

13

MOSI

主机输出从机输入

14

SCLK

时钟

15

GND

GND

16

IO15

GPIO15;MTDO;HSPICS;UART0_RTS

17

IO2

GPIO2;UART1_TXD

18

IO0

GPIO0

19

IO4

GPIO4

20

IO5

GPIO5

21

RXD

UART0_RXD;GPIO3

22

TXD

UART0_TXD;GPIO1

表3引脚模式

模式

GPIO15

GPIO0

GPIO2

UART下载模式

低

低

高

FlashBoot模式

低

高

高

表4接收灵敏度


参数

最⼩小值

典型值

最大值

单位

输入频率

2412

2484

MHz

输入电阻

50

Ω

输入反射

-10

dB

72.2Mbps下，PA的输出功率

14

15

16

dBm

11b模式下，PA的输出功率

17.5

18.5

19.5

dBm

灵敏度

DSSS,1Mbps

-98

dBm

CCK,11Mbps

-91

dBm

6Mbps（1/2BPSK）

-93

dBm

54Mbps（3/464-QAM）

-75

dBm

HT20,MCS7（65Mbps,72.2Mbps）

-72

dBm

邻频抑制

OFDM,6Mbps

37

dB

OFDM,54Mbps

21

dB

HT20,MCS0

37

dB

HT20,MCS7

20

dB

外型与尺寸

ESP-12E贴片式模组的外观尺⼨寸为16mm＊24mm＊3mm（如图3所示）。

该模组采用的是容量为4MB，封装为SOP-210mil的SPIFlash。

模组使用的是3DBi的PCB板载天线。

图3ESP-12E模组外观

图4ESP-12E模组尺寸平⾯面图

表5ESP-12E模组尺寸对照表

长

宽

高

PAD尺寸（底部）

Pin脚间距

16mm

24mm

3mm

0.9mmx1.7mm

2mm

功能描述

MCU

ESP8266EX内置TensilicaL106超低功耗32位微型MCU，带有16位精简模式，主频支持80MHz和160MHz，⽀持RTOS。

目前WiFi协议栈只⽤了20%的MIPS，其他的都可以用来做应用开发。

MCU可通过以下接口和芯片其他部分协同⼯作：

1.连接存储控制器、也可以用来访问外接闪存的编码RAM/ROM接口（iBus）

2.同样连接存储控制器的数据RAM接口（dBus）

3.访问寄存器的AHB接口

存储描述

内置SRAM与ROM

ESP8266EX芯片⾃身内置了存储控制器，包含ROM和SRAM。

MCU可以通过iBus、dBus和AHB接口访问存储控制器。

这些接口都可以访问ROM或RAM单元，存储仲裁器以到达顺序确定运行顺序。

基于目前我司DemoSDK的使用SRAM情况，用户可用剩余SRAM空间为：

RAMsize<36kB（station模式下，连上路由后，heap+data区大致可用36KB左右。

）目前ESP8266EX片上没有programmableROM，用户程序存放在SPIFlash中。

SPIFlash

当前ESP8266EX芯片支持使用SPI接口的外置Flash，理论上最大可支持到16MB的SPIflash。

目前该模组外接的是4MB的SPIFlash。

建议Flash容量：

1MB-16MB。

支持的SPI模式：

支持StandardSPI、DualSPI、DIOSPI、QIOSPI，以及QuadSPI。

注意，在下载固件时需要在下载工具中选择对应模式，否则下载后程序将无法得到正确的运行。

晶振

目前晶体40M，26M及24M均支持，使用时请注意在下载工具中选择对应晶体类型。

晶振输入输出所加的对地调节电容C1、C2可不设为固定值，该值范围在6pF~22pF，具体值需要通过对系统测试后进行调节确定。

基于目前市场中主流晶振的情况，⼀般26Mhz晶振的输入输出所加电容C1、C2在10pF以内；⼀般40MHz晶振的输入输出所加电容10pF

选用的晶振自身精度需在±10PPM。

晶振的工作温度为-20°C-85°C。

晶振位置尽量靠近芯片的XTALPins（走线不要太长），同时晶振走线须用地包起来良好屏蔽。

晶振的输入输出走线不能打孔走线，即不能跨层。

晶振的输入输出走线不能交叉，跨层交叉也不行。

晶振的输入输出的bypass电容请靠近芯片左右侧摆放，尽量不要放在⾛线上。

晶振下方4层都不能走高频数字信号，最佳情况是晶振下方不走任何信号线，晶振TOP面的铺通区域越大越好。

晶振为敏感器件，晶振周围不能有磁感应器件，比如大电感等。

接口说明

表6接口说明

接口名称

管脚

功能说明

HSPI接⼝

IO12（MISO）,IO13（MOSI）,IO14（CLK）,IO15（CS）

可外接4SPIFlash、显示屏和MCU等。

PWM接⼝

IO12（R）,IO15（G）,IO13（B）

demo中提供4路PWM（用户可自行扩展至8路），可用来控制彩灯，蜂鸣器，继电器及电机等。

IR接⼝

IO14（IR_T）,IO5（IR_R）

IRRemoteControl4接口由软件实现，接口使用NEC编码及调制解调，采用38KHz的调制载波。

ADC接⼝

TOUT

可⽤于检测VDD3P3（Pin3,Pin4）电源电压和TOUT（Pin6）的输入电压（二者不可同时使用）。

可用于传感器等应用。

I2C接⼝

IO14（SCL）,IO2（SDA）

可外接传感器及显示屏等

UART接⼝

UART0:

TXD（U0TXD）,

RXD（U0RXD）,IO15（RTS）,

IO13（CTS）

UART1:

IO2（TXD）

可外接UART接口的设备。

下载：

U0TXD+U0RXD或者GPIO2+U0RXD

通信（UART0）：

U0TXD，U0RXD，MTDO（U0RTS），MTCK（U0CTS）Debug:

UART1_TXD（GPIO2）可作为debug信息的打印。

UART0在ESP8266EX上电默认会输出一些打印信息。

对此敏感的应用，可以使用UART的内部引脚交换功能，在初始化的时候，将U0TXD，U0RXD分别与U0RTS，U0CTS交换。

硬件上将MTDOMTCK连接到对应的外部MCU的串⼝进行通信。

I2S接⼝

I2S输入：

IO12（I2SI_DATA）;

IO13（I2SI_BCK）;

IO14（I2SI_WS）;

主要⽤于音频采集、处理和传输。

I2S输出：

IO15（I2SO_BCK）;

IO3（I2SO_DATA）;

IO2（I2SO_WS）.

最大额定值

表7最⼤大额定值

额定值

条件

值

单位

存储温度

-40to125

℃

最大焊接温度

260

℃

供电压

IPC/JEDECJ-STD-020

+3.0to+3.6

V

建议工作环境

表8建议工作环境

工作环境

名称

最小值

典型值

最大值

单位

工作温度

-40

20

125

℃

供电电压

VDD

3.0

3.3

3.6

V

数字端口特征

表9数字端口特征

端⼝

典型值

最小值

典型值

最大值

单位

输入逻辑电平低

VIL

-0.3

0.25VDD

V

输入逻辑电平⾼

VIH

0.75VDD

VDD+0.3

V

输出逻辑电平低

VOL

N

0.1VDD

V

输出逻辑电平⾼

VOH

0.8VDD

N

V

注意：

如无特殊说明，测试条件为：

VDD=3.3V，温度为20℃。

RF参数

表10RF参数

描述

最小值

典型值

最大值

单位

输入频率

2400

2483.5

MHz

输入阻抗值

50

ohm

输入反射值

-10

dB

PA输出功率为72.2Mbps

15.5

16.5

17.5

dBm

11b模式下PA输出功率

19.5

20.5

21.5

dBm

接收灵敏度

CCK,1Mbps

-98

dBm

CCK,11Mbps

-91

dBm

6Mbps（1/2BPSK）

-93

dBm

54Mbps（3/464-QAM）

-75

dBm

HT20,MCS7（65Mbps,72.2Mbps）

-72

dBm

邻频抑制

OFDM,6Mbps

37

dB

OFDM,54Mbps

21

dB

HT20,MCS0

37

dB

HT20,MCS7

20

dB

功耗

下列功耗数据是基于3.3V的电源、25°C的周围温度，并使用内部稳压器测得。

[1]所有测量均在没有SAW滤波器的情况下，于天线接口处完成。

[2]所有发射数据是基于90%的占空比，在持续发射的模式下测得的。

表11功耗

模式

最小值

典型值

最大值

单位

传送802.11b,CCK11Mbps,POUT=+17dBm

170

mA

传送802.11g,OFDM54Mbps,POUT=+15dBm

140

mA

传送802.11n,MCS7,POUT=+13dBm

120

mA

接收802.11b,包长1024字节,-80dBm

50

mA

接收802.11g,包长1024字节,-70dBm

56

mA

接收802.11n,包长1024字节,-65dBm

56

mA

Modem-Sleep①

15

mA

Light-Sleep②

0.9

mA

Deep-Sleep③

10

uA

PowerOff

0.5

uA

注①：

Modem-Sleep⽤于需要CPU一直处于工作状态如PWM或I2S应⽤等。

在保持WiFi连接时，如果没有数据传输，可根据802.11标准（如U-APSD），关闭WiFiModem电路来省电。

例如，在DTIM3时，每sleep300mS，醒来3mS接收AP的Beacon包等，则整体平均电流约15mA。

注②：

Light-Sleep用于CPU可暂停的应用，如WiFi开关。

在保持WiFi连接时，如果没有数据传输，可根据802.11标准（如U-APSD），关闭WiFiModem电路并暂停CPU来省电。

例如，在DTIM3时，每sleep300ms，醒来3ms接收AP的Beacon包等，则整体平均电流约0.9mA。

注③：

Deep-Sleep不需一直保持WiFi连接，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。

例如，每300s醒来后需0.3s-1s连上AP发送数据,则整体平均电流可远小于1mA。

倾斜升温

表12倾斜升温

倾斜升温TS最大值－TL

最大值3℃/秒

预热

最小温度值（TSMin.）

典型温度值（TSTyp.）

最⼤温度值（TSMax.）

时间（TS）

150℃

175℃

200℃

60~180秒

倾斜升温（TLtoTP）

最大值3℃/秒

持续时间／温度（TL）／时间（TL）

217℃/60~150秒

温度峰值（TP）

最高温度值260℃，持续10秒

目标温度峰值（TP目标值）

260℃+0/-5℃

实际峰值（tP）5℃持续时间

20~40秒

倾斜降温

最大值6℃/秒

从25℃调至温度峰值所需时间（t）

最大8分钟

原理图

图5ESP-12E原理图