Espressif ESP32-S2 WROOM 32 битов процесор LX7

Спецификации

• MCU: ESP32-S2
• Хардуер: Wi-Fi
• Wi-Fi честота: 2412 ~ 2462 MHz

Относно този документ

• Този документ предоставя спецификациите за модула ESP32-S2-WROOM и ESP32-S2-WROOM-I.

Актуализации на документи

• Моля, винаги препращайте към най-новата версия на https://www.espressif.com/en/support/download/documents.

История на ревизиите

• За историята на ревизиите на този документ, моля, вижте последната страница.

Уведомление за промяна на документацията

• Espresso предоставя известия по имейл, за да информира клиентите за промени в техническата документация. Моля, абонирайте се на www.espressif.com/en/subscribe.

Сертификация

• Изтеглете сертификати за продукти Espressif от www.espressif.com/en/certificates.

Отказ от отговорност и известие за авторски права

• Информация в този документ, включително URL препратки, подлежи на промяна без предизвестие. ТОЗИ ДОКУМЕНТ СЕ ПРЕДОСТАВЯ КАКТО Е, БЕЗ НИКАКВИ ГАРАНЦИИ, ВКЛЮЧИТЕЛНО ГАРАНЦИЯ ЗА ТЪРГОВИЯ, НЕНАРУШЕНИЕ, ПРИГОДНОСТ ЗА КАКВАТО И ДА СЕ КОНКРЕТНА ЦЕЛ ИЛИ КАКВАТО И ДА СЕ ГАРАНЦИЯ, В ИЗВЪН ОТ НЯКАКВА ДРУГАAMPLE.
• Всякаква отговорност, включително отговорност за нарушаване на каквито и да е права на собственост, свързани с използването на информацията в този документ, се отхвърля. Тук не се предоставят изрични или подразбиращи се лицензи, чрез изключване или по друг начин, за права върху интелектуална собственост. Логото на Wi-Fi Alliance Member е търговска марка на Wi-Fi Alliance. Логото на Bluetooth е регистрирана търговска марка на Bluetooth SIG.
• Всички търговски имена, търговски марки и регистрирани търговски марки, споменати в този документ, са собственост на съответните им собственици и с настоящото се потвърждават.
• Copyright © 2020 Espressif Systems (Shanghai) Co., Ltd. Всички права запазени.

Модулът приключиview

Характеристики
MCU

• Вграден ESP32-S2, едноядрен 32-битов LX7 микропроцесор Xtensa®, до 240 MHz
• 128 KB ROM
• 320 KB SRAM
• 16 KB SRAM в RTC

Wi-Fi

• 802.11 b/g/n
• Побитова скорост: 802.11n до 150 Mbps
• A-MPDU и A-MSDU агрегиране
•  Поддръжка на защитен интервал от 0.4 µs
• Централна честота на работния канал: 2412 ~ 2462 MHz

Хардуер

• Интерфейси: GPIO, SPI, LCD, UART, I2C, I2S, интерфейс на камерата, IR, брояч на импулси, LED PWM, USB OTG 1.1, ADC, DAC, сензор за докосване, сензор за температура
• 40 MHz кристален осцилатор
• 4 MB SPI флаш
• Работен обемtage/Захранване: 3.0 ~ 3.6V
• Работен температурен диапазон: –40 ~ 85 °C
• Размери: (18 × 31 × 3.3) мм

Сертификация

• Зелено сертифициране: RoHS/REACH
•  RF сертификация: FCC/CE-RED/SRRC

Тест

• HTOL/HTSL/uHAST/TCT/ESD

Описание

• ESP32-S2-WROOM и ESP32-S2-WROOM-I са два мощни, общи Wi-Fi MCU модула, които имат богат набор от периферни устройства. Те са идеален избор за голямо разнообразие от сценарии на приложение, свързани с интернет на нещата (IoT), носима електроника и интелигентен дом.
• ESP32-S2-WROOM идва с PCB антена, а ESP32-S2-WROOM-I с IPEX антена. И двата разполагат с 4 MB външна SPI флаш памет. Информацията в този лист с данни е приложима и за двата модула.
  Информацията за поръчка на двата модула е посочена, както следва:

Таблица 1: Информация за поръчка

Модул	Вграден чип	Светкавица	Размери на модула (mm)
ESP32-S2-WROOM (PCB)	ESP32-S2	4 MB	(18.00±0.15)×(31.00±0.15)×(3.30±0.15)
ESP32-S2-WROOM-I (IPEX)
Бележки Модулът с различен капацитет на светкавицата е наличен за поръчка по поръчка. За размерите на IPEX конектора, моля, вижте Раздел 7.3.

• В основата на този модул е ​​ESP32-S2 *, Xtensa® 32-bit LX7 CPU, който работи на до 240 MHz. Чипът има копроцесор с ниска мощност, който може да се използва вместо процесора, за да пести енергия, докато изпълнява задачи, които не изискват много изчислителна мощност, като например наблюдение на периферни устройства. ESP32-S2 интегрира богат набор от периферни устройства, вариращи от SPI, I²S, UART, I²C, LED PWM, LCD, интерфейс на камерата, ADC, DAC, сензор за докосване, сензор за температура, както и до 43 GPIO. Той също така включва пълноскоростен USB On-The-Go (OTG) интерфейс за активиране на USB комуникация.

Забележка
* За повече информация относно ESP32-S2, моля, вижте листа с данни на ESP32-S2.

 Приложения

• Общ сензорен хъб за IoT с ниска мощност
• Генерични IoT регистратори на данни с ниска мощност
• Камери за видео стрийминг
• Over-the-top (OTT) устройства
• USB устройства
• Разпознаване на реч
• Разпознаване на изображения
• Мрежова мрежа
• Домашна автоматизация
• Контролен панел за умен дом
• Интелигентна сграда
• Индустриална автоматизация
• Интелигентно земеделие
• Аудио приложения
• Приложения за здравеопазване
• Играчки с Wi-Fi
• Носима електроника
• Приложения за търговия на дребно и кетъринг
• Смарт POS машини

Дефиниции на ПИН

 Разположение на щифта

Фигура 1: Оформление на щифта на модула (отгоре View)

Забележка
Диаграмата на щифтовете показва приблизителното местоположение на щифтовете на модула. За действителната механична диаграма, моля, вижте Фигура 7.1 Физически размери.

 ПИН Описание

Модулът има 42 пина. Вижте дефинициите на щифтове в Таблица 2.
Espressif Systems

Таблица 2: Дефиниции на щифтове

Име	не	Тип	функция
GND	1	P	Земя
3V3	2	P	Захранване
IO0	3	I/O/T	RTC_GPIO0, GPIO0
IO1	4	I/O/T	RTC_GPIO1, GPIO1, TOUCH1, ADC1_CH0
IO2	5	I/O/T	RTC_GPIO2, GPIO2, TOUCH2, ADC1_CH1
IO3	6	I/O/T	RTC_GPIO3, GPIO3, TOUCH3, ADC1_CH2
IO4	7	I/O/T	RTC_GPIO4, GPIO4, TOUCH4, ADC1_CH3
IO5	8	I/O/T	RTC_GPIO5, GPIO5, TOUCH5, ADC1_CH4
IO6	9	I/O/T	RTC_GPIO6, GPIO6, TOUCH6, ADC1_CH5
IO7	10	I/O/T	RTC_GPIO7, GPIO7, TOUCH7, ADC1_CH6
IO8	11	I/O/T	RTC_GPIO8, GPIO8, TOUCH8, ADC1_CH7
IO9	12	I/O/T	RTC_GPIO9, GPIO9, TOUCH9, ADC1_CH8, FSPIHD
IO10	13	I/O/T	RTC_GPIO10, GPIO10, TOUCH10, ADC1_CH9, FSPICS0, FSPIIO4
IO11	14	I/O/T	RTC_GPIO11, GPIO11, TOUCH11, ADC2_CH0, FSPID, FSPIIO5
IO12	15	I/O/T	RTC_GPIO12, GPIO12, TOUCH12, ADC2_CH1, FSPICLK, FSPIIO6
IO13	16	I/O/T	RTC_GPIO13, GPIO13, TOUCH13, ADC2_CH2, FSPIQ, FSPIIO7
IO14	17	I/O/T	RTC_GPIO14, GPIO14, TOUCH14, ADC2_CH3, FSPIWP, FSPIDQS
IO15	18	I/O/T	RTC_GPIO15, GPIO15, U0RTS, ADC2_CH4, XTAL_32K_P
IO16	19	I/O/T	RTC_GPIO16, GPIO16, U0CTS, ADC2_CH5, XTAL_32K_N
IO17	20	I/O/T	RTC_GPIO17, GPIO17, U1TXD, ADC2_CH6, DAC_1
IO18	21	I/O/T	RTC_GPIO18, GPIO18, U1RXD, ADC2_CH7, DAC_2, CLK_OUT3
IO19	22	I/O/T	RTC_GPIO19, GPIO19, U1RTS, ADC2_CH8, CLK_OUT2, USB_D-
IO20	23	I/O/T	RTC_GPIO20, GPIO20, U1CTS, ADC2_CH9, CLK_OUT1, USB_D+
IO21	24	I/O/T	RTC_GPIO21, GPIO21
IO26	25	I/O/T	SPICS1, GPIO26
GND	26	P	Земя
IO33	27	I/O/T	SPIIO4, GPIO33, FSPIHD
IO34	28	I/O/T	SPIIO5, GPIO34, FSPICS0
IO35	29	I/O/T	SPIIO6, GPIO35, FSPID
IO36	30	I/O/T	SPIIO7, GPIO36, FSPICLK
IO37	31	I/O/T	SPIDQS, GPIO37, FSPIQ
IO38	32	I/O/T	GPIO38, FSPIWP
IO39	33	I/O/T	MTCK, GPIO39, CLK_OUT3
IO40	34	I/O/T	MTDO, GPIO40, CLK_OUT2
IO41	35	I/O/T	MTDI, GPIO41, CLK_OUT1
IO42	36	I/O/T	MTMS, GPIO42
TXD0	37	I/O/T	U0TXD, GPIO43, CLK_OUT1
RXD0	38	I/O/T	U0RXD, GPIO44, CLK_OUT2
IO45	39	I/O/T	GPIO45
IO46	40	I	GPIO46

Име	не	Тип	функция
EN	41	I	Високо: включено, активира чипа. Ниско: изключено, чипът се изключва. Забележка: Не оставяйте EN щифта да плава.
GND	42	P	Земя

Забележете
За конфигурации на периферни щифтове, моля, вижте ръководството за потребителя на ESP32-S2.

 Щифтове за ремъци
ESP32-S2 има три закрепващи щифта: GPIO0, GPIO45, GPIO46. Съпоставянето pin-pin между ESP32-S2 и модула е както следва, което може да се види в Глава 5 Схеми:

• GPIO0 = IO0
•  GPIO45 = IO45
• GPIO46 = IO46
• Софтуерът може да чете стойностите на съответните битове от регистъра ”GPIO_STRAPPING”.
• По време на нулиране на системата на чипа (рестартиране при включване, нулиране на RTC watchdog, нулиране при изчакване, нулиране на аналогов супер watchdog и нулиране при откриване на грешка в кристалния часовник), ключалките на щифтовете за свързване sample the voltage ниво като свързващи битове на "0" или "1" и задръжте тези битове, докато чипът се изключи или изключи.
• IO0, IO45 и IO46 са свързани към вътрешния pull-up/pull-down. Ако те не са свързани или свързаната външна верига е с висок импеданс, вътрешното слабо издърпване/издърпване надолу ще определи входното ниво по подразбиране на тези свързващи щифтове.
• За да променят стойностите на битовете за свързване, потребителите могат да прилагат външното съпротивление при изтегляне/издърпване или да използват GPIO на хост MCU, за да контролират силата на звукаtagнивото на тези щифтове при захранване на ESP32-S2.
• След нулиране щифтовете за закрепване работят като щифтове за нормална функция.
  Обърнете се към Таблица 3 за подробна конфигурация на режима на стартиране на щифтовете за свързване.

Таблица 3: Фиксиращи щифтове

VDD_SPI томtagд 1
ПИН	По подразбиране	3.3 V	1.8 V
IO45 2	Падащото	0	1
Режим на зареждане
ПИН	По подразбиране	SPI зареждане	Изтеглете Boot
IO0	Набиране	1	0
IO46	Падащото	Не ме интересува	0
Активиране/деактивиране на отпечатване на ROM код по време на зареждане 3 4
ПИН	По подразбиране	Активирано	Забранено
IO46	Падащото	Вижте четвъртата бележка	Вижте четвъртата бележка

Забележка

1. Фърмуерът може да конфигурира регистрационни битове, за да промени настройките на ”VDD_SPI Voltagд”.
2. Вътрешен издърпващ резистор (R1) за IO45 не се попълва в модула, тъй като светкавицата в модула работи при 3.3 V по подразбиране (изход от VDD_SPI). Моля, уверете се, че IO45 няма да бъде изтеглен високо, когато модулът се захранва от външна верига.
3. ROM кодът може да бъде отпечатан върху TXD0 (по подразбиране) или DAC_1 (IO17), в зависимост от бита eFuse.
4. Когато стойността на eFuse UART_PRINT_CONTROL е:
   печатът е нормален по време на зареждане и не се контролира от IO46.
   1. и IO46 е 0, печатът е нормален по време на зареждане; но ако IO46 е 1, печатът е забранен.
   2. nd IO46 е 0, печатът е деактивиран; но ако IO46 е 1, печатът е нормален.
   3. печатът е деактивиран и не се контролира от IO46.

Електрически характеристики

Абсолютни максимални оценки

Таблица 4: Абсолютни максимални оценки

Символ	Параметър	Мин	Макс	единица
VDD33	Захранване voltage	–0.3	3.6	V
TМАГАЗИН	Температура на съхранение	–40	85	°C

Препоръчителни условия на работа

Таблица 5: Препоръчителни условия на експлоатация

Символ	Параметър	Мин	Тип	Макс	единица
VDD33	Захранване voltage	3.0	3.3	3.6	V
IV DD	Ток, доставен от външно захранване	0.5	—	—	A
T	Работна температура	–40	—	85	°C
Влажност	Състояние на влажност	—	85	—	%RH

DC характеристики (3.3 V, 25 °C)

Таблица 6: DC характеристики (3.3 V, 25 °C)

Символ	Параметър	Мин	Тип	Макс	единица
CIN	Капацитет на щифта	—	2	—	pF
VIH	Входен обем на високо нивоtage	0.75 × VDD	—	VDD + 0.3	V
VIL	Ниско ниво на входен обемtage	–0.3	—	0.25 × VDD	V
IIH	Високо ниво на входен ток	—	—	50	nA
IIL	Ниско ниво на входен ток	—	—	50	nA
VOH	Изходен обем на високо нивоtage	0.8 × VDD	—	—	V
VOL	Изходен обем на ниско нивоtage	—	—	0.1 × VDD	V
IOH	Ток на източник на високо ниво (VDD = 3.3 V, VOH >= 2.64 V, PAD_DRIVER = 3)	—	40	—	mA
IOL	Ниско ниво на поглъщащ ток (VDD = 3.3 V, VOL = 0.495 V, PAD_DRIVER = 3)	—	28	—	mA
RPU	Издърпващ резистор	—	45	—	kΩ
RPD	Издърпващ резистор	—	45	—	kΩ
VIH_ nRST	Издаване на нулиране на чип томtage	0.75 × VDD	—	VDD + 0.3	V
VIL_ nRST	Нулиране на чип обtage	–0.3	—	0.25 × VDD	V

Забележка
VDD е I/O voltage за конкретен домейн на мощност от щифтове.

Характеристики на потреблението на ток
С използването на усъвършенствани технологии за управление на захранването, модулът може да превключва между различни режими на захранване. За подробности относно различните режими на захранване, моля, вижте раздел RTC и управление на ниска мощност в ръководството за потребителя на ESP32-S2.

Таблица 7: Текуща консумация в зависимост от RF режимите

Режим на работа	Описание		Средно	Пик
Активен (RF работи)	TX	802.11b, 20 MHz, 1 Mbps, @ 22.31dBm	190 mA	310 mA
		802.11g, 20 MHz, 54 Mbps, @ 25.00dBm	145 mA	220 mA
		802.11n, 20 MHz, MCS7, @ 24.23dBm	135 mA	200 mA
		802.11n, 40 MHz, MCS7, @ 22.86 dBm	120 mA	160 mA
	RX	802.11b/g/n, 20 MHz	63 mA	63 mA
		802.11n, 40 MHz	68 mA	68 mA

Забележка

• Измерванията на потреблението на ток са направени с 3.3 V захранване при 25 °C околна температура на RF порта. Всички измервания на предаватели се основават на 50% работен цикъл.
• Стойностите за консумация на ток в режим RX са за случаите, когато периферните устройства са дезактивирани и процесорът не работи.

Таблица 8: Консумация на ток в зависимост от режимите на работа

Режим на работа	Описание		Текуща консумация (тип.)
Модем-сън	Процесорът е включен	240 MHz	22 mA
		160 MHz	17 mA
		Нормална скорост: 80 MHz	14 mA
Лек сън	—		550 µA
Дълбок сън	ULP копроцесорът е включен.		220 µA
	ULP модел, наблюдаван от сензор		7 µ@1% мито
	RTC таймер + RTC памет		10 µA
	Само RTC таймер		5 µA
Изключване	CHIP_PU е настроен на ниско ниво, чипът е изключен.		0.5 µA

Забележка

• Стойностите за текущо потребление в режим на заспиване на модема са за случаите, когато процесорът е включен и кешът е неактивен.
• Когато Wi-Fi е активиран, чипът превключва между активен режим и режим на заспиване на модема. Следователно текущото потребление се променя съответно.
• В режим на заспиване на модема честотата на процесора се променя автоматично. Честотата зависи от натоварването на процесора и използваните периферни устройства.
• По време на дълбок сън, когато ULP копроцесорът е включен, периферните устройства като GPIO и I²C могат да работят.
• „ULP сензорно наблюдаван модел“ се отнася до режима, при който ULP копроцесорът или сензорът работят периодично. Когато сензорите за докосване работят с работен цикъл от 1%, типичната консумация на ток е 7 µA.

Wi-Fi RF характеристики
Wi-Fi RF стандарти

Таблица 9: Wi-Fi RF стандарти

Име		Описание
Централен честотен диапазон на работния канал бележка1		2412 ~ 2462 MHz
Wi-Fi безжичен стандарт		IEEE 802.11b/g/n
Скорост на данни	20 MHz	11b: 1, 2, 5.5 и 11 Mbps 11g: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps 11n: MCS0-7, 72.2 Mbps (макс.)
	40 MHz	11n: MCS0-7, 150 Mbps (макс.)
Тип антена		PCB антена, IPEX антена

1. Устройството трябва да работи в централния честотен диапазон, определен от регионалните регулаторни органи. Целевият централен честотен диапазон се конфигурира чрез софтуер.
2.  За модулите, които използват IPEX антени, изходният импеданс е 50 Ω. За други модули без IPEX антени, потребителите не трябва да се притесняват за изходния импеданс.

Характеристики на предавателя

Таблица 10: Характеристики на предавателя

Параметър	Оценете		единица
TX мощност бележка1	802.11b: 22.31 dBm 802.11g:25.00dBm 802.11n20:24.23dBm 802.11n40:22.86dBm		dBm

1. Целевата TX мощност може да се конфигурира въз основа на изискванията за устройство или сертифициране.

 Характеристики на приемника

Таблица 11: Характеристики на приемника

Параметър	Оценете	Тип	единица
RX чувствителност	1 Mbps	–97	dBm
	2 Mbps	–95
	5.5 Mbps	–93
	11 Mbps	–88
	6 Mbps	–92

Електрически характеристики

Параметър	Оценете	Тип	единица
RX чувствителност	9 Mbps	–91	dBm
	12 Mbps	–89
	18 Mbps	–86
	24 Mbps	–83
	36 Mbps	–80
	48 Mbps	–76
	54 Mbps	–74
	11n, HT20, MCS0	–92
	11n, HT20, MCS1	–88
	11n, HT20, MCS2	–85
	11n, HT20, MCS3	–82
	11n, HT20, MCS4	–79
	11n, HT20, MCS5	–75
	11n, HT20, MCS6	–73
	11n, HT20, MCS7	–72
	11n, HT40, MCS0	–89
	11n, HT40, MCS1	–85
	11n, HT40, MCS2	–83
	11n, HT40, MCS3	–79
	11n, HT40, MCS4	–76
	11n, HT40, MCS5	–72
	11n, HT40, MCS6	–70
	11n, HT40, MCS7	–68
RX Максимално входно ниво	11b, 1 Mbps	5	dBm
	11b, 11 Mbps	5
	11g, 6 Mbps	5
	11g, 54 Mbps	0
	11n, HT20, MCS0	5
	11n, HT20, MCS7	0
	11n, HT40, MCS0	5
	11n, HT40, MCS7	0
Отхвърляне на съседен канал	11b, 11 Mbps	35	dB
	11g, 6 Mbps	31
	11g, 54 Mbps	14
	11n, HT20, MCS0	31
	11n, HT20, MCS7	13
	11n, HT40, MCS0	19
	11n, HT40, MCS7	8

Физически размери и печатна платка

Физически измерения

Фигура 6: Физически размери

Препоръчителен модел на печатни платки

Фигура 7: Препоръчителен модел на печатна платка

Размери на конектора U.FL

Работа с продукти

 Състояние на съхранение

• Продуктите, запечатани в защитна торба за влага (MBB), трябва да се съхраняват в некондензираща атмосферна среда < 40 °C/90% относителна влажност.
• Модулът е оценен на ниво на чувствителност към влага (MSL) 3.
• След разопаковането, модулът трябва да бъде запоен в рамките на 168 часа при фабрични условия 25±5 °C/60%RH. Модулът трябва да се изпече, ако горните условия не са изпълнени.

ESD

• Модел на човешкото тяло (HBM): 2000 V
• Модел на заредено устройство (CDM): 500 V
• Изпускане на въздух: 6000 V
• Освобождаване от контакт: 4000 V

Reflow Profile

Фигура 9: Reflow Profile

Забележка
Запоете модула в едно преформатиране. Ако PCBA изисква многократно преформатиране, поставете модула върху печатната платка по време на окончателното преформатиране.

 MAC адреси и eFuse

eFuse в ESP32-S2 е записан в 48-битов mac_address. Действителните адреси, които чипът използва в режимите станция и AP, съответстват на mac_address по следния начин:

• Режим на станция: Мак адрес
• AP режим: mac_address + 1
• Има седем блока в eFuse, които потребителите могат да използват. Всеки блок е с размер 256 бита и има независим контролер за забрана на запис/четене. Шест от тях могат да се използват за съхраняване на криптиран ключ или потребителски данни, а останалият се използва само за съхраняване на потребителски данни.

Спецификации на антената

PCB антена
Модел: ESP ANT B

Сглобяване: PTH Gain:

Размери

Модели

IPEX антена

Спецификации

печалба

Диаграма на насоченост

Размери

Ресурси за обучение

Задължителни документи
Следната връзка предоставя документи, свързани с ESP32-S2.

• ESP32-S2 Ръководство за потребителя
  Този документ предоставя въведение в спецификациите на хардуера ESP32-S2, включително надview, дефиниции на щифтове, функционално описание, периферен интерфейс, електрически характеристики и др.
• Ръководство за програмиране на ESP-IDF
  Той е домакин на обширна документация за ESP-IDF, варираща от хардуерни ръководства до справка за API.
• ESP32-S2 Техническо справочно ръководство
  Ръководството предоставя подробна информация как да използвате паметта и периферните устройства ESP32-S2.
• Информация за поръчка на продукти Espressif

Задължителни ресурси
Ето задължителните ресурси, свързани с ESP32-S2.

ESP32-S2 BBS

• Това е общност от инженер към инженер (E2E) за ESP32-S2, където можете да публикувате въпроси, да споделяте знания, да изследвате идеи и да помагате за решаването на проблеми с колеги инженери.

История на ревизиите

Документи / Ресурси

Espressif ESP32-S2 WROOM 32 битов процесор LX7 [pdf] Ръководство за потребителя ESP32-S2 WROOM 32 бита LX7 CPU, ESP32-S2, WROOM 32 бита LX7 CPU, 32 бита LX7 CPU, LX7 CPU, CPU

Референции

• Ръководство за потребителя