espressif ESP32-WROOM-32E 低功耗蓝牙 WiFi 用户手册
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ESP32 -WROOM -32E 是一款功能强大的通用 WiFi -BT -BLE MCU 模块，适用于各种应用，从低功耗传感器网络到要求最苛刻的任务，如语音编码、音乐流和 MP3 解码。 这是一个带有 2.4 GHz PCB 天线的 SMD 模块。 预留π调谐电路用于天线阻抗匹配。 除了已经用于连接闪存的那些之外，它与引脚输出上的所有 GPIO 一起使用。 模块的工作卷tage 的范围为 3.0 V 至 3.6 V。频率范围为 2400 MHz 至 2483.5 MHz。 外部 40 MHz 作为系统时钟源。 还有一个 4 MB SPI 闪存用于存储用户程序和数据。 ESP32 -WROOM -32E 订货信息如下：
| 模块 | 芯片嵌入式 | 闪光 | 静态随机存取记忆体 | 模块尺寸 (mm) |
| ESP32-WROOM-32E | ESP32-D0WD-V3 | 4MB 1 | / | (18.00 ± 0.10) X (25.50 ± 0.10) X(3.10 ± 0.10) mm（包括金属屏蔽） |
| 注意事项：1。 ESP32-WROOM-32E (PCB) with 8 MB flash or 16 MB flash is available for custom order.2. 有关详细的订购信息，请参阅e 乐鑫产品订购须知化.3. IPEX 连接器的尺寸请参见第 10 章。 | ||||
该模块的核心是 ESP32 -D0WD -V3 芯片*。 嵌入的芯片被设计成可扩展和自适应的。 有两个可单独控制的CPU内核，CPU时钟频率可在80 MHz至240 MHz之间调节。 用户还可以关闭 CPU 并利用低功耗协处理器持续监控外围设备是否发生变化或是否超过阈值。 ESP32 集成了丰富的外设，包括电容式触摸传感器、霍尔传感器、SD 卡接口、以太网、高速 SPI、UART、I²S 和 I²C
ESP32 选择的操作系统是带有 LwIP 的 freeRTOS； 还内置了具有硬件加速功能的 TLS 1.2。 还支持安全（加密）无线 (OTA) 升级，这样用户即使在产品发布后也能以最低的成本和精力升级他们的产品。 表 2 提供了 ESP32 WROOM 32E 的规格。
表 2：ESP32-WROOM-32E 规格
| 类别 | 项目 | 规格 |
| 测试 | 可靠性 | HTOL/HTSL/uHAST/TCT/ESD |
|
无线上网 |
协议 | 802.11b/g/n20/n40 |
| A-MPDU 和 A-MSDU 聚合以及 0.4 秒保护间隔支持 | ||
| 频率范围 | 2.412GHz ~ 2.462GHz | |
|
蓝牙 |
协议 | 蓝牙 v4.2 BR/EDR 和 BLE 规范 |
| 收音机 | 具有 –97 dBm 灵敏度的 NZIF 接收器 | |
| 1 类、2 类和 3 类发射器 | ||
| 房颤 | ||
| 声音的 | CVSD 和 SBC | |
|
硬件 |
模块接口 | SD卡、UART、SPI、SDIO、I2C、LED PWM、电机PWM、I2S、IR、脉冲计数器、GPIO、电容式触摸传感器、ADC、DAC |
| 片上传感器 | 霍尔传感器 | |
| 集成水晶 | 40 MHz 晶振 | |
| 集成 SPI 闪存 | 4 兆字节 | |
| 集成 PSRAM | – | |
| 操作量tage/电源 | 3.0 伏 ~ 3.6 伏 | |
| 电源提供的最小电流 | 500 毫安 | |
| 推荐工作温度范围 | –40℃~85℃ | |
| 包装尺寸 | (18.00±0.10)mm×(31.40±0.10)mm×(3.30±0.10)mm | |
| 湿度敏感度 (MSL) | 3 级 |
引脚定义
引脚布局
引脚描述
ESP32 WROOM 32E 有 38 个管脚。 请参见表 3 中的引脚定义。
| 姓名 | 不。 | 类型 | 功能 |
| 地线 | 1 | P | 地面 |
| 3V3 | 2 | P | 电源 |
| EN | 3 | I | 模块使能信号。 活跃高。 |
| 传感器_VP | 4 | I | GPIO36、ADC1_CH0、RTC_GPIO0 |
| 传感器_VN | 5 | I | GPIO39、ADC1_CH3、RTC_GPIO3 |
| IO34 | 6 | I | GPIO34、ADC1_CH6、RTC_GPIO4 |
| IO35 | 7 | I | GPIO35、ADC1_CH7、RTC_GPIO5 |
| IO32 | 8 | 输入/输出 | GPIO32、XTAL_32K_P（32.768 kHz 晶振输入）、ADC1_CH4、TOUCH9、RTC_GPIO9 |
| IO33 | 9 | 输入/输出 | GPIO33、XTAL_32K_N（32.768 kHz晶振输出）、ADC1_CH5、TOUCH8、RTC_GPIO8 |
| IO25 | 10 | 输入/输出 | GPIO25、DAC_1、ADC2_CH8、RTC_GPIO6、EMAC_RXD0 |
| IO26 | 11 | 输入/输出 | GPIO26、DAC_2、ADC2_CH9、RTC_GPIO7、EMAC_RXD1 |
| IO27 | 12 | 输入/输出 | GPIO27、ADC2_CH7、TOUCH7、RTC_GPIO17、EMAC_RX_DV |
| IO14 | 13 | 输入/输出 | GPIO14、ADC2_CH6、TOUCH6、RTC_GPIO16、MTMS、HSPICLK、HS2_CLK、SD_CLK、EMAC_TXD2 |
| IO12 | 14 | 输入/输出 | GPIO12、ADC2_CH5、TOUCH5、RTC_GPIO15、MTDI、HSPIQ、HS2_DATA2、SD_DATA2、EMAC_TXD3 |
| 地线 | 15 | P | 地面 |
| IO13 | 16 | 输入/输出 | GPIO13、ADC2_CH4、TOUCH4、RTC_GPIO14、MTCK、HSPID、HS2_DATA3、SD_DATA3、EMAC_RX_ER |
| NC | 17 | – | – |
| NC | 18 | – | – |
| NC | 19 | – | – |
| NC | 20 | – | – |
| NC | 21 | – | – |
| NC | 22 | – | – |
| IO15 | 23 | 输入/输出 | GPIO15、ADC2_CH3、TOUCH3、MTDO、HSPICS0、RTC_GPIO13、HS2_CMD、SD_CMD、EMAC_RXD3 |
| IO2 | 24 | 输入/输出 | GPIO2、ADC2_CH2、TOUCH2、RTC_GPIO12、HSPIWP、HS2_DATA0、SD_DATA0 |
| IO0 | 25 | 输入/输出 | GPIO0、ADC2_CH1、TOUCH1、RTC_GPIO11、CLK_OUT1、EMAC_TX_CLK |
| IO4 | 26 | 输入/输出 | GPIO4、ADC2_CH0、TOUCH0、RTC_GPIO10、HSPIHD、HS2_DATA1、SD_DATA1、EMAC_TX_ER |
| IO16 | 27 | 输入/输出 | GPIO16、HS1_DATA4、U2RXD、EMAC_CLK_OUT |
| IO17 | 28 | 输入/输出 | GPIO17、HS1_DATA5、U2TXD、EMAC_CLK_OUT_180 – |
| IO5 | 29 | 输入/输出 | GPIO5、VSPICS0、HS1_DATA6、EMAC_RX_CLK |
| IO18 | 30 | 输入/输出 | GPIO18、VSPICLK、HS1_DATA7 |
捆扎销
ESP32 有 6 个 Strapping 引脚，可以在第 XNUMX 章 Schematics 中看到：
- MTDI
- GPIO0
- GPIO2
- MTDO
- GPIO5
软件可以从寄存器“GPIO_STRAPPING”中读取这五个位的值
在芯片复位期间，每个 strapping 引脚都连接到其内部上拉/下拉。 因此，如果 Strapping 引脚未连接或连接的外部电路为高阻抗，则内部弱上拉/下拉将决定 Strapping 引脚的默认输入电平。 要更改 strapping 位值，用户可以应用外部下拉/上拉电阻，或使用主机 MCU 的 GPIO 来控制 voltagESP32 上电时这些引脚的电平。 复位释放后，捆扎针作为正常功能针使用。 请参阅表 4，了解详细的带引脚引导模式配置
| 启动模式 | |||||
| 别针 | 默认 | SPI 引导 | 下载引导 | ||
| GPIO0 | 引体向上 | 1 | 0 | ||
| GPIO2 | 拉下 | 不在乎 | 0 | ||
| 在引导期间启用/禁用 U0TXD 上的调试日志打印 | |||||
| 别针 | 默认 | U0TXD 有效 | U0TXD 静音 | ||
| MTDO | 引体向上 | 1 | 0 | ||
| SDIO 从机的时序 | |||||
| 别针 | 默认 | 下降沿 Sampling下降沿输出 | 下降沿 Sampling上升沿输出 | 上升沿 Sampling下降沿输出 | 上升沿 Sampling上升沿输出 |
| MTDO | 引体向上 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| GPIO5 | 引体向上 | 0 | 1 | 0 | 1 |
笔记：
- 固件可以配置寄存器位来改变“Voltage of Internal LDO (VDD_SDIO)”和“SDIO Slave 的时序”。
- MTDI 的内部上拉电阻 (R9) 未填充在模块中，因为 ESP32 -32E 中的闪存和 SRAM 仅支持电源卷tage 为 3.3 V（由 VDD_SDIO 输出）
功能描述
本章介绍ESP32-WROOM -32E中集成的模块和功能
CPU 和内存
ESP32 D0WD V3 包含两个低功耗 Xtensa ® 32 位 LX6 微处理器。 内部存储器包括： • 448 KB 的 ROM，用于引导和核心功能。
- 520 KB 的片上 SRAM 用于数据和指令。
- RTC中8KB的SRAM，称为RTC FAST Memory，可用于数据存储； 在深度睡眠模式下的 RTC 启动期间，主 CPU 会访问它。
- RTC 中的 8 KB SRAM，称为 RTC SLOW Memory，可在深度睡眠模式下由协处理器访问。
- 1 Kbit 的 eFuse：256 位用于系统（MAC 地址和芯片配置），其余 768 位保留给客户应用，包括闪存加密和芯片 ID。
外部闪存和 SRAM
ESP32 支持多个外部 QSPI flash 和 SRAM 芯片。 更多详细信息，请参阅 ESP32 技术参考手册中的 SPI 章节。 ESP32 还支持基于 AES 的硬件加解密，保护开发者在 flash 中的程序和数据。 ESP32 可以通过高速缓存访问外部 QSPI flash 和 SRAM。
- 外部闪存可以同时映射到CPU指令存储空间和只读存储空间。 – 当外部闪存映射到 CPU 指令存储空间时，一次最多可以映射 11 MB + 248 KB。 请注意，如果映射超过 3 MB + 248 KB，缓存性能将因 CPU 的推测性读取而降低。 – 将外部闪存映射到只读数据存储空间时，一次最多可映射 4 MB。 支持 8 位、16 位和 32 位读取。
- 外部SRAM 可以映射到CPU 数据存储空间。 一次最多可以映射 4 MB。 支持 8 位、16 位和 32 位读写。 ESP32 -WROOM -32E 集成了 4 MB SPI flash 更大的内存空间。
RTC 和低功耗管理
ESP32 采用先进的电源管理技术，可以在不同的电源模式之间切换。 ESP32 不同功耗模式下的功耗详见 ESP32 用户手册“RTC 和低功耗管理”章节
外围设备和传感器
笔记：
可以对除 6 -11、16 或 17 范围内的 GPIO 之外的任何 GPIO 进行外部连接。GPIO 6 -11 连接到模块的集成 SPI 闪存。 有关详细信息，请参阅第 6 节原理图。
电气特性
绝对最大额定值
超出下表中列出的绝对最大额定值的应力可能会对设备造成永久性损坏。 这些只是应力额定值，并不涉及应遵循推荐操作条件的设备功能操作。
- 模块在24℃环境温度下25小时测试正常，三个域（VDD3P3_RTC、VDD3P3_CPU、VDD_SDIO）的IO输出高电平到地。
- IO的功率请看ESP32 Datasheet的附录IO_MUX
建议工作条件
| 象征 | 范围 | 分钟 | 典型的 | 最大限度 | 单元 |
| 电源电压33 | 电源电压tage | 3.0 | 3.3 | 3.6 | V |
| IVDD | 外部电源提供的电流 | 0.5 | – | – | A |
| T | 工作温度 | –40 | – | 85 | 摄氏度 |
直流特性（3.3 V，25 °C）
| 象征 | 范围 | 分钟 | 类型 | 最大限度 | 单元 | |
| CIN | 引脚电容 | – | 2 | – | pF | |
| VIH | 高电平输入音量tage | 0.75×VDD1 | – | VDD1 + 0.3 | V | |
| VIL | 低电平输入音量tage | –0.3 | – | 0.25×VDD1 | V | |
| IIH | 高电平输入电流 | – | – | 50 | nA | |
| IIL | 低电平输入电流 | – | – | 50 | nA | |
| VOH | 高电平输出音量tage | 0.8×VDD1 | – | – | V | |
| VOL | 低电平输出音量tage | – | – | 0.1×VDD1 | V | |
| IOH | 高电平源电流（VDD1 = 3.3 V，VOH >= 2.64 V，输出驱动强度设置为最大值） | VDD3P3_CPU 电源域 1; 2 | – | 40 | – | mA |
| VDD3P3_RTC 电源域 1; 2 | – | 40 | – | mA | ||
| VDD_SDIO 电源域 1; 3 | – | 20 | – | mA | ||
| 象征 | 范围 | 分钟 | 类型 | 最大限度 | 单元 |
| IOL | 低电平灌电流（VDD1 = 3.3 V，VOL = 0.495 V，输出驱动强度设置为最大值） | – | 28 | – | mA |
| R聚氨酯 | 内部上拉电阻阻值 | – | 45 | – | 千欧姆 |
| R局部放电 | 内部下拉电阻阻值 | – | 45 | – | 千欧姆 |
| VIL_肾功能衰竭 | 低电平输入音量tagCHIP_PU 的 e 用于关闭芯片 | – | – | 0.6 | V |
笔记：
- IO 电源域参见 ESP32 Datasheet 附录 IO_MUX。 VDD 是 I/O 卷tage 用于引脚的特定电源域。
- 对于 VDD3P3_CPU 和 VDD3P3_RTC 电源域，随着电流源引脚数量的增加，同一域中的每个引脚电流从大约 40 mA 逐渐降低到大约 29 mA，VOH>=2.64 V。
- VDD_SDIO 电源域中闪存和/或 PSRAM 占用的引脚被排除在测试之外。
无线网络电台
| 范围 | 健康）状况 | 分钟 | 典型的 | 最大限度 | 单元 |
| 工作频率范围 笔记1 | – | 2412 | – | 2462 | MHz |
| 射频功率 | 802.11b:26dBm802.11g:25.42dBm802.11n20:25.48dBm802.11n40:25.78dBm |
分贝毫瓦 |
|||
| 敏感度 | 11b，1 Mbps | – | –98 | – | 分贝毫瓦 |
| 11b，11 Mbps | – | –89 | – | 分贝毫瓦 | |
| 11g，6 Mbps | – | –92 | – | 分贝毫瓦 | |
| 11g，54 Mbps | – | –74 | – | 分贝毫瓦 | |
| 11n、HT20、MCS0 | – | –91 | – | 分贝毫瓦 | |
| 11n、HT20、MCS7 | – | –71 | – | 分贝毫瓦 | |
| 11n、HT40、MCS0 | – | –89 | – | 分贝毫瓦 | |
| 11n、HT40、MCS7 | – | –69 | – | 分贝毫瓦 | |
| 相邻信道抑制 | 11g，6 Mbps | – | 31 | – | dB |
| 11g，54 Mbps | – | 14 | – | dB | |
| 11n、HT20、MCS0 | – | 31 | – | dB | |
| 11n、HT20、MCS7 | – | 13 | – | dB | |
蓝牙/BLE无线电
| 范围 | 状况 | 分钟 | 类型 | 最大限度 | 单元 |
| 灵敏度@30.8% PER | – | – | –97 | – | 分贝毫瓦 |
| 最大接收信号@30.8% PER | – | 0 | – | – | 分贝毫瓦 |
| 同频道C/I | – | – | +10 | – | dB |
|
邻道选择性 C/I |
F = F0 + 1 兆赫 | – | –5 | – | dB |
| F = F0 – 1 兆赫 | – | –5 | – | dB | |
| F = F0 + 2 兆赫 | – | –25 | – | dB | |
| F = F0 – 2 兆赫 | – | –35 | – | dB | |
| F = F0 + 3 兆赫 | – | –25 | – | dB | |
| F = F0 – 3 兆赫 | – | –45 | – | dB | |
|
带外阻塞性能 |
30MHz ~ 2000MHz | –10 | – | – | 分贝毫瓦 |
| 2000MHz ~ 2400MHz | –27 | – | – | 分贝毫瓦 | |
| 2500MHz ~ 3000MHz | –27 | – | – | 分贝毫瓦 | |
| 3000 MHz〜12.5 GHz | –10 | – | – | 分贝毫瓦 | |
| 互调 | – | –36 | – | – | 分贝毫瓦 |
发射机
| 范围 | 状况 | 分钟 | 类型 | 最大限度 | 单元 |
| 射频频率 | – | 2402 | – | 2480 | MHz |
| 增益控制步骤 | – | – | 3 | – | 分贝毫瓦 |
| 射频功率控制范围 | – | –12 | – | +10 | 分贝毫瓦 |
| 邻道发射功率 | F = F0 ± 2 兆赫 | – | –52 | – | 分贝毫瓦 |
| F = F0 ± 3 兆赫 | – | –58 | – | 分贝毫瓦 | |
| F = F0 ± > 3 MHz | – | –60 | – | 分贝毫瓦 | |
| ∆ f1平均 | – | – | – | 265 | 千赫 |
| ∆ f2最大 | – | 247 | – | – | 千赫 |
| ∆ f2平均/Δ f1平均 | – | – | –0.92 | – | – |
| 国际贸易委员会 | – | – | –10 | – | 千赫 |
| 漂移率 | – | – | 0.7 | – | kHz/50 秒 |
| 漂移 | – | – | 2 | – | 千赫 |
回流临file
Ramp 上升区 — 温度： <150 时间：60～90秒 Ramp 上升速率：1~3/s 预热区 — 温度： 150～200 时间：60～120s Ramp 上升速率：0.3~0.8/s
回流区 - 温度： >217 7LPH60～90s；峰值温度：235～250（建议<245）时间：30～70s
冷却区 - 峰值温度。 ~ 180 右amp -下降率：-1 ~ -5 /s
天线规格
方面：
模式图：
修订历史
| 日期 | 版本 | 发行说明 |
| 2020.02 | V0.1 | CE& FCC 认证的初步发布。 |
OEM指导
- 适用的 FCC 规则 该模块由 Single Modular Approval 授予。 它符合 FCC 第 15C 部分第 15.247 节规则的要求。
- 具体操作使用条件 该模块可用于物联网设备。 输入音量tag模块的标称电压为 3.3V-3.6 V DC。 模块的工作环境温度为-30至85摄氏度。仅允许使用嵌入式PCB天线。 禁止使用任何其他外部天线。
- 有限的模块程序 N/A
- 跟踪天线设计 N/A
- 射频暴露注意事项
该设备符合针对非受控环境规定的 FCC 辐射暴露限制。 该设备具有蓝牙无线电的便携式使用所需的附加射频暴露评估，辐射器和身体之间 < 20 厘米。 对于模块的 RF 暴露条件从移动到便携式的变化，Wi-Fi 无线电被禁用。 - 天线天线类型：PCB天线； 峰值增益：3.40dBi
- 标签和合规信息 OEM 最终产品的外部标签可以使用如下措辞：“包含发射器模块 FCC ID：2A9ZM-WROOM32E”或“包含 FCC ID：2A9ZM-WROOM32E”。
- 有关测试模式和其他测试要求的信息
a)模块化发射器已由模块授权方对所需的通道数量、调制类型和模式进行了全面测试，主机安装人员无需重新测试所有可用的发射器模式或设置。 建议安装模块化发射器的主机产品制造商执行一些调查性测量，以确认生成的复合系统不超过杂散发射限制或频带边缘限制（例如，不同的天线可能会导致额外的发射）。
b)测试应检查由于与其他发射器、数字电路混合发射或由于主机产品（外壳）的物理特性而可能发生的发射。 当集成多个模块化发射器时，这项调查尤其重要，其中认证基于在独立配置中对每个发射器进行测试。 需要注意的是，主机产品制造商不应假设因为模块化变送器已通过认证，他们对最终产品的合规性不承担任何责任，这一点很重要。
c)如果调查表明存在合规问题，则主机产品制造商有义务缓解该问题。 使用模块化变送器的主机产品必须遵守所有适用的单独技术规则以及第 15.5、15.15 和 15.29 节中的一般操作条件，以免造成干扰。 主机产品的操作员有义务停止操作设备，直到干扰得到纠正。 - 附加测试，第 15 部分 B 子部分免责声明 最终主机/模块组合需要根据 FCC 第 15B 部分关于无意辐射器的标准进行评估，以便正确授权作为第 15 部分数字设备运行。
FCC警告：
未经负责合规性的一方明确批准的任何更改或修改可能会使用户操作设备的授权无效。 本设备符合 FCC 规则的第 15 部分。 操作符合以下两个条件：(1) 此设备不会造成有害干扰，并且 (2) 此设备必须接受收到的任何干扰，包括可能导致意外操作的干扰
文件/资源
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espressif ESP32-WROOM-32E 低功耗蓝牙 WiFi [pdf] 用户手册 ESP32-WROOM-32E 低功耗蓝牙 WiFi, ESP32-WROOM-32E, 低功耗蓝牙 WiFi, 低功耗 WiFi, 高能 WiFi, WiFi |
