安信ESP-12E WIFI

1、ESP-12E規(guī)格書ESP-12E WiFi 模塊規(guī)格書版本 1.0 2015年8月23日免責(zé)申明和版權(quán)公告 本文中的信息，包括供參考的URL地址，如有變更，恕不另行通知。 文檔“按現(xiàn)狀”提供，不負(fù)任何擔(dān)保責(zé)任，包括對適銷性、適用于特定用途或非侵權(quán)性的任何擔(dān)保，和任何提案、規(guī)格或樣品在他處提到的任何擔(dān)保。本文檔不負(fù)任何責(zé)任，包括使用本文檔內(nèi)信息產(chǎn)生的侵犯任何專利權(quán)行為的責(zé)任。本文檔在此未以禁止反言或其他方式授予任何知識產(chǎn)權(quán)使許可，不管是明示許可還是暗示許可。 Wi-Fi 聯(lián)盟成員標(biāo)志歸 Wi-Fi 聯(lián)盟所有。 文中提到的所有商標(biāo)名稱、商標(biāo)和注冊商標(biāo)均屬其各自所有者的財產(chǎn)，特此聲明。 注 意由于

2、產(chǎn)品版本升級或其他原因，本手冊內(nèi)容有可能變更。深圳市安信可科技有限公司保留在沒有任何通知或者提示的情況下對本手冊的內(nèi)容進(jìn)行修改的權(quán)利。本手冊僅作為使用指導(dǎo)，深圳市安信可科技有限公司盡全力在本手冊中提供準(zhǔn)確的信息，但是深圳市安信可科技有限公司并不確保手冊內(nèi)容完全沒有錯誤，本手冊中的所有陳述、信息和建議也不構(gòu)成任何明示或暗示的擔(dān)保。 目錄1. 產(chǎn)品概述21.1. 特點31.2. 主要參數(shù)42. 接口定義53. 外型與尺寸74. 功能描述94.1. MCU94.2. 存儲描述94.3. 晶振94.4. 接口說明104.5. 最大額定值114.6. 建議工作環(huán)境114.7. 數(shù)字端口特征115. RF

3、 參數(shù)126. 功耗137. 傾斜升溫148. 原理圖159. 產(chǎn)品試用1616深圳市安信可科技有限公司 http:/www.ai- 1. 產(chǎn)品概述 ESP-12E WiFi 模塊是由安信可科技開發(fā)的，該模塊核心處理器 ESP8266 在較小尺寸封裝中集成了業(yè)界領(lǐng)先的 Tensilica L106 超低功耗 32 位微型 MCU，帶有 16 位精簡模式，主頻支持 80 MHz 和 160 MHz，支持 RTOS，集成 Wi-Fi MAC/ BB/RF/PA/LNA，板載天線。 該模塊支持標(biāo)準(zhǔn)的 IEEE802.11 b/g/n 協(xié)議，完整的 TCP/IP 協(xié)議棧。用戶可以使用該模塊為現(xiàn)有的設(shè)備

4、添加聯(lián)網(wǎng)功能，也可以構(gòu)建獨立的網(wǎng)絡(luò)控制器。ESP8266 是高性能無線 SOC，以最低成本提供最大實用性，為 WiFi 功能嵌入其他系統(tǒng)提供無限可能。 圖1 ESP8266EX 結(jié)構(gòu)圖 ESP8266EX 是一個完整且自成體系的 WiFi網(wǎng)絡(luò)解決方案，能夠獨立運(yùn)行，也可以作為從機(jī)搭載于其他主機(jī) MCU 運(yùn)行。ESP8266EX 在搭載應(yīng)用并作為設(shè)備中唯的應(yīng)處理器時，能夠直接從外接閃存中啟動。內(nèi)置的高速緩沖存儲器有利于提系統(tǒng)性能，并減少內(nèi)存需求。 另外種情況是，ESP8266EX 負(fù)責(zé)無線上網(wǎng)接入承擔(dān) WiFi 適配器的任務(wù)時，可以將其添加到任何基于微控制器的設(shè)計中，連接簡單易，只需通過SPI

5、/SDIO接口或 I2C/UART口即可。 ESP8266EX 強(qiáng)大的片上處理和存儲能，使其可通過GPIO口集成傳感器及其他應(yīng)用的特定設(shè)備，實現(xiàn)了最低前期的開發(fā)和運(yùn)行中最少地占用系統(tǒng)資源。 ESP8266EX 高度片內(nèi)集成，包括天線開關(guān) balun、電源管理轉(zhuǎn)換器，因此僅需極少的外部電路，且包括前端模組在內(nèi)的整個解決方案在設(shè)計時將所占PCB空間降到最低。 有 ESP8266EX 的系統(tǒng)表現(xiàn)出來的領(lǐng)先特征有：節(jié)能在睡眠/喚醒模式之間的快速切換、配合低功率操作的自適應(yīng)無線電偏置、前端信號的處理功能、故障排除和無線電系統(tǒng)共存特性為消除蜂窩/藍(lán)牙/DDR/LVDS/LCD 干擾。 1.1. 特點 80

6、2.11 b/g/n 內(nèi)置Tensilica L106 超低功耗 32 位微型 MCU，主頻支持 80 MHz 和160 MHz，支持 RTOS 內(nèi)置10 bit高精度ADC 內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧 內(nèi)置TR 開關(guān)、balun、LNA、功率放大器和匹配網(wǎng)絡(luò) 內(nèi)置PLL、穩(wěn)壓器和電源管理組件，802.11b 模式下+20 dBm的輸出功率 A-MPDU 、 A-MSDU 的聚合和 0.4 s的保護(hù)間隔 WiFi 2.4 GHz，支持 WPA/WPA2 安全模式 支持AT遠(yuǎn)程升級及云端OTA升級 支持 STA/AP/STA+AP 工作模式 支持 Smart Config 功能（包括 Android

7、 和 iOS 設(shè)備） HSPI 、UART、I2C、I2S、IR Remote Control、PWM、GPIO 深度睡眠保持電流為 10 uA，關(guān)斷電流小于 5 uA 2 ms 之內(nèi)喚醒、連接并傳遞數(shù)據(jù)包 待機(jī)狀態(tài)消耗功率小于1.0 mW (DTIM3) 工作溫度范圍：-40- 1251.2. 主要參數(shù) 表 1 介紹了該模組的主要參數(shù)。 表 1 參數(shù)表類別參數(shù)說明無線參數(shù)無線標(biāo)準(zhǔn)802.11 b/g/n頻率范圍2.4GHz-2.5GHz (2400M-2483.5M)數(shù)據(jù)接UART/HSPI/I2C/I2S/Ir Remote Contorl硬件參數(shù)工作電壓GPIO/PWM3.03.6V（建

8、議3.3V）工作電流平均值： 80mA工作溫度-40125存儲溫度常溫封裝大小16mm24mm 3mm外部接N/A無線網(wǎng)絡(luò)模式station/softAP/SoftAP+station軟件參數(shù)安全機(jī)制WPA/WPA2加密類型WEP/TKIP/AES升級固件本地串口燒錄 / 云端升級 / 主機(jī)下載燒錄軟件開發(fā)支持客戶自定義服務(wù)器 提供 SDK 給客戶二次開發(fā)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IPv4, TCP/UDP/HTTP/FTP用戶配置AT+ 指令集, 云端服務(wù)器, Android/iOS APP2. 接口定義 ESP-12E 共接出 18 個接口，表 2 是接口定義。 圖2 ESP-12E 管腳圖 表2 ESP-

9、12E 管腳功能定義 序號Pin 腳名稱功能說明1RST復(fù)位模組2ADCA/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。輸入電壓范圍01V，取值范圍：010243EN芯片使能端，高電平有效4 IO16GPIO16; 接到 RST 管腳時可做 deep sleep 的喚醒。5 IO14GPIO14; HSPI_CLK6 IO12GPIO12; HSPI_MISO7 IO13GPIO13; HSPI_MOSI; UART0_CTS8 VCC3.3V 供電9CS0片選10 MISO從機(jī)輸出主機(jī)輸入11 IO9GPIO912 IO10GBIO1013MOSI主機(jī)輸出從機(jī)輸入14 SCLK時鐘15 GNDGND16 IO15GPIO1

10、5; MTDO; HSPICS; UART0_RTS17 IO2GPIO2; UART1_TXD18 IO0GPIO019IO4GPIO420IO5GPIO521RXDUART0_RXD; GPIO322TXDUART0_TXD; GPIO1表3引腳模式模式GPIO15GPIO0GPIO2UART 下載模式低低高Flash Boot 模式低高高表4接收靈敏度參數(shù)最小值典型值最大值單位輸入頻率24122484MHz輸入電阻50輸入反射-10dB72.2 Mbps下，PA 的輸出功率141516dBm11b 模式下，PA 的輸出功率17.518.519.5dBm靈敏度DSSS, 1 Mbps-98

11、dBmCCK, 11 Mbps-91dBm6 Mbps (1/2 BPSK)-93dBm54 Mbps (3/4 64-QAM)-75dBmHT20, MCS7 (65 Mbps, 72.2 Mbps)-72dBm鄰頻抑制OFDM, 6 Mbps37dBOFDM, 54 Mbps21dBHT20, MCS037dBHT20, MCS720dB3. 外型與尺寸 ESP-12E貼片式模組的外觀尺寸為 16mm24mm 3mm（如圖 3所示）。該模組采用的是容量為 4MB， 封裝為 SOP-210 mil 的 SPI Flash。模組使用的是 3 DBi 的 PCB 板載天線。圖3 ESP-12E

12、模組外觀 圖4 ESP-12E 模組尺寸平面圖 表5 ESP-12E 模組尺寸對照表 長寬高PAD 尺寸（底部）Pin 腳間距16 mm24 mm3 mm0.9 mm x 1.7 mm2 mm4. 功能描述 4.1. MCU ESP8266EX內(nèi)置Tensilica L106 超低功耗 32 位微型MCU，帶有 16 位精簡模式，主頻支持 80 MHz 和160 MHz，持 RTOS。目前 WiFi 協(xié)議棧只了20%的 MIPS，其他的都可以用來做應(yīng)用開發(fā)。MCU 可通過以下接口和芯片其他部分協(xié)同作： 1.連接存儲控制器、也可以用來訪問外接閃存的編碼 RAM/ROM 接口 (iBus) 2.同

13、樣連接存儲控制器的數(shù)據(jù) RAM 接口 (dBus) 3.訪問寄存器的 AHB 接口 4.2. 存儲描述 4.2.1. 內(nèi)置 SRAM與 ROMESP8266EX 芯片身內(nèi)置了存儲控制器，包含ROM和SRAM。MCU可以通過 iBus、dBus 和 AHB 接口訪問存儲控制器。這些接口都可以訪問ROM或RAM單元，存儲仲裁器以到達(dá)順序確定運(yùn)行順序。基于目前我司Demo SDK的使用SRAM 情況，用戶可用剩余SRAM空間為：RAM size 36kB(station模式下，連上路由后，heap+data區(qū)大致可用36KB左右。)目前ESP8266EX片上沒有programmable ROM，用戶

14、程序存放在SPI Flash中。 4.2.2. SPI Flash當(dāng)前ESP8266EX 芯片支持使用 SPI 接口的外置Flash，理論上最大可支持到16 MB 的 SPI flash。目前該模組外接的是4MB的SPI Flash。 建議 Flash 容量： 1 MB-16MB。支持的SPI模式：支持Standard SPI、Dual SPI、DIO SPI、QIO SPI，以及 Quad SPI 。注意，在下載固件時需要在下載工具中選擇對應(yīng)模式，否則下載后程序?qū)o法得到正確的運(yùn)行。 4.3. 晶振 目前晶體40M，26M及24M均支持，使用時請注意在下載工具中選擇對應(yīng)晶體類型。晶振輸入輸出

15、所加的對地調(diào)節(jié)電容C1、C2可不設(shè)為固定值，該值范圍在6pF22pF，具體值需要通過對系統(tǒng)測試后進(jìn)行調(diào)節(jié)確定?；谀壳笆袌鲋兄髁骶д竦那闆r，般26Mhz晶振的輸入輸出所加電容C1、C2 在 10pF 以內(nèi)；般 40MHz晶振的輸入輸出所加電容10pFC1、C222pF。 選用的晶振自身精度需在10PPM。晶振的工作溫度為-20C- 85C。 晶振位置盡量靠近芯片的 XTAL Pins (走線不要太長)，同時晶振走線須用地包起來良好屏蔽。 晶振的輸入輸出走線不能打孔走線，即不能跨層。晶振的輸入輸出走線不能交叉，跨層交叉也不行。 晶振的輸入輸出的 bypass 電容請靠近芯片左右側(cè)擺放，盡量不要放

16、在線上。 晶振下方4層都不能走高頻數(shù)字信號，最佳情況是晶振下方不走任何信號線，晶振TOP面的鋪通區(qū)域越大越好。晶振為敏感器件，晶振周圍不能有磁感應(yīng)器件，比如大電感等。 4.4. 接口說明 表6 接口說明 接口名稱管腳功能說明 HSPI接IO12(MISO), IO13(MOSI), IO14(CLK), IO15(CS)可外接4SPI Flash、顯示屏和MCU等。PWM接IO12(R), IO15(G),IO13(B)demo中提供4路PWM (用戶可自行擴(kuò)展至8路)，可用來控制彩燈，蜂鳴器，繼電器及電機(jī)等。IR接IO14(IR_T), IO5(IR_R)IR Remote Control4

17、接口由軟件實現(xiàn)，接口使用NEC編碼及調(diào)制解調(diào)，采用38KHz的調(diào)制載波。ADC接TOUT可于檢測VDD3P3 (Pin3,Pin4) 電源電壓和 TOUT (Pin6)的輸入電壓(二者不可同時使用)?？捎糜趥鞲衅鞯葢?yīng)用。I2C接IO14(SCL), IO2(SDA)可外接傳感器及顯示屏等UART接UART0: TXD(U0TXD), RXD(U0RXD), IO15(RTS), IO13(CTS) UART1: IO2(TXD)可外接UART接口的設(shè)備。下載：U0TXD+U0RXD或者GPIO2+U0RXD 通信(UART0)：U0TXD，U0RXD，MTDO(U0RTS)，MTCK(U0CT

18、S) Debug: UART1_TXD(GPIO2)可作為 debug 信息的打印。UART0在ESP8266EX上電默認(rèn)會輸出一些打印信息。對此敏感的應(yīng)用，可以使用UART的內(nèi)部引腳交換功能，在初始化的時候，將U0TXD，U0RXD分別與U0RTS，U0CTS交換。硬件上將MTDO MTCK 連接到對應(yīng)的 外部 MCU 的串進(jìn)行通信。I2S接I2S 輸入： IO12 (I2SI_DATA) ; IO13 (I2SI_BCK ); IO14 (I2SI_WS);主要于音頻采集、處理和傳輸。I2S 輸出： IO15 (I2SO_BCK );IO3 (I2SO_DATA);IO2 (I2SO_WS

19、 ).4.5. 最大額定值 表7 最大額定值 額定值條件值單位存儲溫度-40 to 125最大焊接溫度260供電壓IPC/JEDEC J-STD-020+3.0 to +3.6V4.6. 建議工作環(huán)境 表8 建議工作環(huán)境 工作環(huán)境名稱最小值典型值最大值單位工作溫度-4020125供電電壓VDD3.03.33.6V4.7. 數(shù)字端口特征 表9 數(shù)字端口特征 端典型值最小值典型值最大值單位輸入邏輯電平低VIL-0.30.25VDDV輸入邏輯電平VIH0.75VDDVDD+0.3V輸出邏輯電平低VOLN0.1VDDV輸出邏輯電平VOH0.8VDDNV注意：如無特殊說明，測試條件為：VDD = 3.3

20、 V，溫度為 20 。5. RF 參數(shù) 表10 RF 參數(shù) 描述最小值典型值最大值單位輸入頻率 2400 2483.5 MHz輸入阻抗值 50 ohm輸入反射值 -10 dBPA 輸出功率為 72.2 Mbps 15.5 16.5 17.5 dBm11b模式下 PA 輸出功率 19.5 20.5 21.5 dBm接收靈敏度 CCK, 1 Mbps -98 dBm CCK, 11 Mbps -91 dBm 6 Mbps (1/2 BPSK) -93 dBm 54 Mbps (3/4 64-QAM) -75 dBm HT20, MCS7 (65 Mbps, 72.2 Mbps) -72 dBm鄰頻

21、抑制 OFDM, 6 Mbps 37 dB OFDM, 54 Mbps 21 dB HT20, MCS0 37 dB HT20, MCS7 20 dB6. 功耗 下列功耗數(shù)據(jù)是基于3.3V 的電源、25C 的周圍溫度，并使用內(nèi)部穩(wěn)壓器測得。 1 所有測量均在沒有 SAW 濾波器的情況下，于天線接口處完成。 2 所有發(fā)射數(shù)據(jù)是基于 90% 的占空比，在持續(xù)發(fā)射的模式下測得的。 表11 功耗 模式最小值典型值最大值單位傳送802.11b, CCK 11Mbps, POUT=+17dBm170mA傳送802.11g, OFDM 54Mbps, POUT =+15dBm140mA傳送802.11n, MCS7, POUT =+13dBm120mA接收802.11b,包長1024字節(jié), -80dBm50mA接收802.11g,包長1024字節(jié), -70dBm56mA接收802.11n,包長1024字節(jié), -65dBm56mAModem-Sleep15mALight-Sleep0.9mADeep-Sleep10uAPower Off0.5uA注