ESP32-WROOM-32UE
用户手册  

关于本文档
本文档提供了带有 PIFA 天线的 ESP32-WROOM-32UE 模组的规格。

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ESP32-WROOM-32UE 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最苛刻的任务,如语音编码、音乐流和 MP3 解码。
除了已经用于连接闪存的 GPIO 外,所有 GPIO 都在引脚上。 模块的工作卷tage 范围为 3.0 V 至 3.6 V。频率范围为 24
12 兆赫至 24 62 兆赫。 外部 40 MHz 作为系统的时钟源。 还有一个 4 MB SPI 闪存用于存储用户程序和数据。 ESP32-WROOM-32UE 订购信息如下:

表 1:ESP32-WROOM-32UE 订购信息  

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-32UE ESP32-D0WD-V3 4 MB 1 / (18.00 ± 0.10) X (25.50 ± 0.10) X (3.10 ± 0.10) mm(包括金属屏蔽)
笔记:
1. 带有 32 MB 闪存或 32 MB 闪存的 ESP8-WROOM-16UE (IPEX) 可用于定制订单。
2. 如需详细订购信息,请参阅乐鑫产品订购信息。

该模块的核心是 ESP32-D0WD-V3 芯片*。 嵌入式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时钟频率从80 MHz到240 MHz可调。 用户还可以关闭 CPU 并使用低功耗协处理器来持续监控外围设备的变化或阈值交叉。 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。

笔记:
* ESP32系列芯片型号的详细信息,请参考文档ESP32用户手册。

蓝牙、蓝牙 LE 和 Wi-Fi 的集成确保了可以针对广泛的应用,并且模块是全方位的:使用 Wi-Fi 允许大物理范围和通过 Wi-Fi 直接连接到互联网Fi 路由器在使用蓝牙时允许用户方便地连接到手机或广播低能量信标以进行检测。 ESP32 芯片的休眠电流小于 5A,非常适合电池供电和可穿戴电子应用。 该模块支持高达 150 Mbps 的数据速率。 因此,该模块确实提供了行业领先的规格和电子集成、范围、功耗和连接性的最佳性能。

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,因此用户即使在产品发布后也可以以最少的成本和精力升级产品。 表 2 提供了 ESP32-WROOM-32UE 的规格。

2:ESP32-WROOM-32UE 规格

类别 项目 规格
测试 可靠性 HTOUHTSUUHASTFTCT/ESD
无线上网 协议 802.11 b/g/n 20/n40
A-MPDU 和 A-MSDU 聚合和 0.4 s 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 NZIF 接收器,灵敏度为 -97 dBm
1 类、2 类和 3 类发射器
房颤
曲线下面积II0 CVSD 和 SBC
硬件 模块接口 SD 卡、UART、SPI、SDIO、I2C、LED PWM、电机 PWN
12S、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 摄氏度 – 85 摄氏度
包装尺寸 (18.00±0.10) 毫米 x (31.40±0.10) 毫米 x (3.30±0.10) 毫米
湿度敏感度 (MSL) 3 级

引脚定义

2.1 引脚布局 

2.2 引脚说明
ESP32-WROOM-32UE 有 38 个引脚。 请参见表 3 中的引脚定义。

表 3: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。
传感器副总裁 4 I GPI036、ADC1_CHO、RTC_GPIOO
传感器 VN 5 I GPI039、ADC1 CH3、RTC GP103
1034 6 I GPI034、ADC1_CH6、RTC_GPIO4
1035 7 1 GPI035、ADC1_CH7、RTC_GPIO5
1032 8 输入/输出 GPI032、XTAL 32K P(32.768 kHz晶振输入)、ADC1_CH4 TOUCH9、RTC GP109
1033 9 1/0 GPI033、XTAL_32K_N(32.768 kHz晶振输出)、ADC1 CH5、TOUCH8、RTC GP108
1025 10 输入/输出 GPIO25、DAC_1、ADC2_CH8、RTC_GPIO6、EMAC_RXDO
1026 11 1/0 GPIO26、DAC_2、ADC2_CH9、RTC_GPIO7、EMAC_RXD1
1027 12 1/0 GPIO27、ADC2_CH7、TOUCH7、RTC_GPI017、EMAC_RX_DV
1014 13 输入/输出 GPIO14、ADC2 CH6、TOUCH6、RTC GPIO16、MTMS、HSPICLK、HS2_CLK、SD_CLK、EMAC_TXD2
1012 14 输入/输出 GPI012、ADC2_CH5、TOUCH5、RTC GPIO15、MTDI、HSPIQ、HS2_DATA2、SD_DATA2、EMAC_TXD3
地线 15 P 地面
1013 16 输入/输出 GPI013、ADC2 CH4、TOUCH4、RTC GPI014、MTCK、HSPID、HS2_DATA3、SD_DATA3、EMAC_RX_ER
NC 17
NC 18
NC 19
NC 20
NC 21
NC 22
1015 23 输入/输出 GPIO15、ADC2 CH3、TOUCH3、MTDO、HSPICSO、RTC GPI013、HS2_CMD、SD_CMD、EMAC_RXD3
102 24 1/0 GPIO2、ADC2_CH2、TOUCH2、RTC GPI012、HSPIWP、HS2_DATAO、SD DATA()
100 25 输入/输出 GPIOO、ADC2_CH1、TOUCH1、RTC_GPIO11、CLK_OUT1、IMAC TX CLK
_ _
104 26 输入/输出 GPIO4、ADC2_CHO、TOUCH、RTC_GPI010、HSPIHD、HS2_DATA1、SD DATA1、EMAC_TX_ER
1016 27 1/0 GPIOI6、ADC2_CH8、触摸
1017 28 1/0 GPI017、ADC2_CH9、TOUCH11
105 29 1/0 GPIO5、VSPICSO、HS1_DATA6、EMAC_RX_CLK
1018 30 1/0 GPI018、VSPICLK、HS1_DATA7
姓名 不。 类型 功能
1019 31 输入/输出 GPIO19、VSPIQ、UOCTS、EMAC_TXDO
NC 32
1021 33 输入/输出 GPIO21、VSPIHD、EMAC_TX_EN
接收输出 34 输入/输出 GPIO3、UORXD、CLK_OUT2
TXDO 35 输入/输出 GPIO1、UOTXD、CLK_OUT3、EMAC_RXD2
1022 36 输入/输出 GPIO22、VSPIWP、UORTS、EMAC_TXD1
1023 37 输入/输出 GPIO23、VSPID、HS1_STROBE
地线 38 P 地面

注意:
* GPIO6 到 GPIO11 连接到模块上集成的 SPI flash,没有连接出来。

2.3 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。 在芯片的系统复位释放期间(上电复位、RTC 看门狗复位和掉电复位),strapping 管脚的锁存器amp卷tage电平为“0”或“1”的捆绑位,并保持这些位直到芯片掉电或关闭。 捆绑位配置设备的启动模式,操作卷tage 的 VDD_SDIO 和其他初始系统设置。
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。
要改变 Strapping 位的值,用户可以使用外部的下拉/上拉电阻,或者使用主机 MCU 的 GPIO 来控制 voltagESP32 上电时这些引脚的电平。 复位释放后,捆扎引脚作为正常功能引脚工作。 请参阅表 4,了解通过捆绑引脚进行的详细引导模式配置。

表 4:捆扎销 

卷tag内部 LDO 的 e
(VDD_SDIO)
别针 默认 3.3 伏 1.8 伏
MTDI 拉下 0 1
启动模式
别针 默认 SPI 引导 下载引导
通用输入输出 引体向上 1 0
GPIO2 下拉无关 0
在引导期间启用/禁用通过 UOTXD 打印调试日志
别针 默认 UOTXD 激活 UOTXD 静音
MTDO 引体向上 1 0
SDIO 从机的时序
别针 下降沿 Samp玲
默认
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 LD​​O (VDD_SDIO)”和“Timing of SDIO Slave”在启动后。
  • 由于 ESP9-WROOM-32UE 中的 flash 和 SRAM 仅支持一个电​​源电压,模块中没有安装 MTDI 的内部上拉电阻 (R32)tage 为 3.3 V(由 VDD_SDIO 输出)

功能描述

本章介绍 ESP32-WROOM-32UE 集成的模块和功能。

3.1 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:

  • 用于引导和核心功能的 448 KB ROM。
  • 用于数据和指令的 520 KB 片上 SRAM。
  • RTC中8 KB的SRAM,称为RTC FAST Memory,可用于数据存储; 它在 RTC 引导期间从 Deep-sleep 模式由主 CPU 访问。
  • RTC 中 8 KB 的 SRAM,称为 RTC SLOW Memory,可在 Deep-sleep 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。

3.2 外部 Flash 和 SRAM
ESP32 支持多个外部 QSPI 闪存和 SRAM 芯片。 更多细节可以在 ESP32 技术参考手册的 SPI 章节中找到。 ESP32 还支持基于 AES 的硬件加密/解密,以保护开发人员在闪存中的程序和数据。
ESP32 可以通过高速缓存访​​问外部 QSPI 闪存和 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 指令内存空间时,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。
    – 当外部闪存映射到只读数据存储空间时,一次最多可以映射 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-32UE 集成了 4 MB SPI flash 更多的内存空间。

3.3 晶体振荡器
该模块使用 40-MHz 晶体振荡器。

3.4 RTC 和低功耗管理
通过使用先进的电源管理技术,ESP32 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情请参考《ESP32 用户手册》中的“RTC 与低功耗管理”章节。

外围设备和传感器

请参考 ESP32 用户手册中的外设和传感器部分。
笔记:
除了 6-11、16 或 17 范围内的 GPIO 外,可以对任何 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

5.1 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。

表 5:绝对最大额定值 

  1. 模块在24℃环境温度下经过25小时测试后正常工作,三个域(VDD3P3_RTC、VDD3P3_CPU、VDD_SDIO)的IO输出高逻辑电平到地。 请注意,在测试中排除了 VDD_SDIO 电源域中闪存和/或 PSRAM 占用的引脚。
  2. IO 的电源域请参见《ESP32 用户手册》附录 IO_MUX。

5.2 建议工作条件
表 6:推荐的工作条件

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. 4. V
'V 外部电源提供的电流 0.5 A
T 工作温度 —40 85 摄氏度

5.3 直流特性(3.3 V,25 °C)
表 7:直流特性(3.3 V,25 °C)

象征 范围 分钟 类型 最大限度 单元
L.
IN
引脚电容 2 pF
V
IH
高电平输入音量tage 0.75XVDD1 _ VDD1 + 0.3 v
v
IL
低电平输入音量tage —0.3 0.25xVDD1 V
i
IH
高电平输入电流 50 nA
i
IL
低电平输入电流 50 nA
V
OH
高电平输出音量tage 0.8XVDD1 V
美国之音 低电平输出音量tage V
1
OH
高电平源电流(VDD1 = 3.3 V,VOH >= 2.64V,
输出驱动强度设置为最大)
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
10升 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)
28 mA
反相你 内部上拉电阻阻值 45 基尔
局部放电 内部下拉电阻阻值 45 基尔
V
IL_nRST
低电平输入音量tagCHIP_PU 的 e 用于关闭芯片 0.6 V

笔记:

  1. IO 的电源域请参见《ESP32 用户手册》附录 IO_MUX。 VDD 是 I/O 音量tage 用于引脚的特定电源域。
  2. 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。
  3. VDD_SDIO 电源域中闪存和/或 PSRAM 占用的引脚被排除在测试之外。

5.4 Wi-Fi 无线电
表 8:Wi-Fi 无线电特性 

范围 健康)状况 分钟 典型的 最大限度 单元
工作频率范围说明 2412 2462 MHz
输出阻抗注2 * C2
TX电源note3 802.1 1 b:24.16dBm:802.11g:23.52dBm 802.11n20:23.0IdBm;802.1 I n40:21.18d13m dBm
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、MCSO —91 分贝毫瓦
11n、HT20、MCS7 —71 分贝毫瓦
11n、HT40、MCSO —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、MCSO 31 dB
11n、HT20、MCS7 13 dB
  1. 设备应在地区监管机构分配的频率范围内运行。 目标工作频率范围可通过软件进行配置。
  2. 对于使用 IPEX 天线的模块,输出阻抗为 50 Ω。 对于其他没有IPEX天线的模块,用户无需关心输出阻抗。
  3. 目标 TX 功率可根据设备或认证要求进行配置。

5.5 蓝牙/BLE 无线电
5.5.1 接收机 

表 9:接收器特性——蓝牙/BLE 

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 = FO + 1 兆赫 -5 dB
F = FO – 1 兆赫 -5 dB
F = FO + 2 兆赫 -25 dB
F = FO – 2 兆赫 -35 dB
F = FO + 3 兆赫 -25 dB
F = FO – 3 兆赫 -45 dB
带外阻塞性能 30 兆赫 – 2000 兆赫 -10 分贝毫瓦
2000 兆赫 – 2400 兆赫
分贝毫瓦
-27
2500 兆赫 – 3000 兆赫 -27 分贝毫瓦
3000 兆赫 – 12.5 千兆赫 -10 分贝毫瓦
 标题 1 -36 分贝毫瓦

5.5.2 发射机
表 10:发射器特性——蓝牙/BLE 

范围 状况 分钟 类型 最大限度 单元
增益控制步骤 3 分贝毫瓦
射频功率 BT3.0:7.73dBm BLE:4.92dBm 分贝毫瓦
相邻信道传输功率 F = FO ± 2 兆赫 —52 分贝毫瓦
F = FO ± 3 兆赫 —58 分贝毫瓦
F = FO ± > 3 MHz —60 分贝毫瓦
一个缺陷 265 千赫
一个 fzmax 247 千赫
一个 f2avq/一个 f1avg —0.92
1立方英尺 —10 千赫
漂移率 0.7 kHz/50 秒
漂移 2 千赫

5.6 回流临file 

Ramp上区 — 温度:<150 时间:60 ~ 90s 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(推荐<245)时间:30 ~ 70s
冷却区 - 峰值温度。 ~ 180 转amp下降率:-1 ~ -5/s
焊料 — Sn&Ag&Cu 无铅焊料 (SAC305)

修订历史 

日期 版本 发行说明
2020.02 V0.1 CE 认证的初步发布。

OEM指导 

  1. 适用的 FCC 规则
    该模块获得了单一模块批准。 它符合 FCC 第 15C 部分第 15.247 节规则的要求。
  2. 具体操作使用条件
    该模块可用于射频设备。 输入音量tage 到模块的标称电压为 3. 0V-3.6 V DC。 模块的工作环境温度为 – 40 至 85 摄氏度。
  3. 有限的模块程序
    不适用
  4. 走线天线设计
    不适用
  5. 射频暴露注意事项
    该设备符合针对不受控制的环境规定的 FCC 辐射暴露限制。 安装和操作本设备时,散热器与您的身体之间应至少保持 20 厘米的距离。 如果设备内置在主机中以供便携式使用,则可能需要按照 2.1093 的规定进行额外的射频暴露评估。
  6. 天线
    天线类型:带IPEX连接器的PIFA天线; 峰值增益:4dBi
  7. 标签和合规信息
    OEM 最终产品上的外部标签可以使用如下措辞:
    “包含 FCC ID:2AC7Z-ESPWROOM32UE”和
    “包含 IC:21098-ESPWROOMUE”
  8. 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。 建议主机产品制造商安装模块化发射器,并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。
  9. 附加测试,第 15 部分 B 子部分免责声明 最终的主机/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。 将此模块安装到其产品中的主机集成商必须确保最终
    复合材料产品通过对 FCC 规则的技术评估或评估(包括发射器操作)符合 FCC 要求,并应参考 KDB 996369 中的指南。对于具有认证模块化发射器的主机产品,复合材料的调查频率范围系统由第 15.33(a)(1) 至 (a)(3) 节中的规则指定,或适用于数字设备的范围,如第 15.33(b)(1) 节所示,以较高的频率范围为准排查 测试主机产品时,所有发射器都必须工作。 发射器可以通过使用公开可用的驱动程序启用并打开,因此发射器处于活动状态。 在某些情况下,可能适合在附件 50 设备或驱动程序不可用的情况下使用特定于技术的呼叫箱(测试集)。 在测试无意辐射体的发射时,如果可能,发射机应置于接收模式或空闲模式。 如果仅接收模式不可行,则无线电应为被动(首选)和/或主动扫描。 在这些情况下,这将需要启用通信总线(即 PCIe、SDIO、USB)上的活动,以确保启用无意的辐射器电路。 测试实验室可能需要根据任何活动信标的信号强度(如果适用)添加衰减或过滤器
    从启用的收音机。 请参阅 ANSI C63.4、ANSI C63.10 和 ANSI C63.26 了解更多一般测试详细信息。
    根据产品的正常预期用途,被测产品设置为与合作设备的线路关联。 为了简化测试,被测产品设置为以高占空比传输,例如通过发送一个 file 或流式传输一些媒体内容。

FCC声明

本设备符合 FCC 规则第 15 部分的规定。操作需遵守以下两个条件:
(1)此设备不会造成有害干扰,并且(2)此设备必须接受任何干扰
(2) 接收到的,包括可能导致不良操作的干扰。
FCC警告:
任何未经合规负责方明确批准的更改或修改都可能使用户操作该设备的权限失效。
“该设备已经过测试,发现符合 B 类数字设备的限制,
根据 FCC 规则第 15 部分。 这些限制旨在合理地防止住宅安装中的有害干扰。 本设备会产生、使用和辐射射频能量,如果未按照说明安装和使用,可能会对无线电通信造成有害干扰。 但是,不能保证在特定安装中不会发生干扰。 如果此设备确实对无线电或电视接收造成有害干扰,可以通过关闭和打开设备来确定,鼓励用户尝试通过以下一项或多项措施来纠正干扰:

  • 重新调整或重新定位接收天线。
  • 增加设备与接收器之间的距离。
  • 将设备连接到与接收器不同电路的插座上。
  • 请咨询经销商或经验丰富的无线电/电视技术人员寻求帮助。”

IC声明:
本设备符合加拿大工业部免许可 RSS 标准。 操作须符合以下两个条件: (1) 本设备不得造成干扰,
(2) 本设备必须接受任何干扰,包括可能导致设备意外运行的干扰。

文件/资源

ESPRESSIF ESP32-WROOM-32UE WiFi BLE 模块 [pdf] 用户手册
ESPWROOM32UE, 2AC7Z-ESPWROOM32UE, 2AC7ZESPWROOM32UE, ESP32-WROOM-32UE WiFi BLE 模块, ESP32-WROOM-32UE, WiFi BLE 模块

参考

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