ESPRESSIF ESP32-H2-WROOM-02C 低功耗藍牙和 IEEE 802.15.4 模組使用手冊

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1 ESPRESSIF ESP32-H2-WROOM-02C 低功耗藍牙和 IEEE 802.15.4 模組

2 模塊結束view

ESPRESSIF ESP32-H2-WROOM-02C 低功耗藍牙和 IEEE 802.15.4 模組

模塊結束view

特徵

CPU 和片上存儲器

ESP32-H2 嵌入式 RISC-V 單核心 32 位元微處理器，最高頻率 96 MHz
128 KB 只讀存儲器

320 KB 靜態隨機存取存儲器
4 KB LP內存

2 MB 或 4 MB 封裝內快閃記憶體

藍牙

低功耗藍牙（藍牙 5.3 認證）
藍牙網狀網絡

低功耗藍牙長距離（編碼 PHY，125 Kbps 和 500 Kbps）
低功耗藍牙高速（2 Mbps）

低功耗藍牙廣告擴充和多個廣告集
廣播公司同時運行，

觀察者、中央和周邊設備

多個連接

LE 電源控制

IEEE 802.15.4

符合 IEEE 標準 802.15.4-2015
支援 2.4 GHz 頻段 250 Kbps 資料速率和 OQPSK PHY

支持線程
支持Zigbee 3.0

支持物質
支援其他應用層協定（HomeKit、MQTT等）

週邊設備

19 個 GPIO
– 3個捆紮銷

I2C、I2S、SPI、UART、ADC、LED PWM、ETM、GDMA、PCNT、PARLIO、RMT、TWAI®、MCPWM、USB 串列/JTAG、溫度感測器、通用定時器、系統定時器、看門狗定時器

模塊上的集成組件

32 MHz 晶振

天線選項

板載PCB天線

操作條件

操作量tage/電源：3.0∼3.6V
工作環境溫度：–40∼105℃

描述
ESP32-H2-WROOM-02C 是一款功能強大、通用的低功耗藍牙® 和 IEEE 802.15.4 組合模組，具有豐富的周邊介面。此模組是嵌入式系統、智慧家庭、穿戴式電子設備等各種物聯網 (IoT) 應用場景的理想選擇。
ESP32-H2-WROOM-02C 配備 PCB 天線。
ESP32-H2-WROOM-02C 的系列比較如下：

表 1：ESP32-H2-WROOM-02C 系列產品比較

訂購代號	閃光	環境溫度。 (°C)	尺寸（毫米）
ESP32-H2-WROOM-02C-H2S	2 MB（四路 SPI）	–40∼105	20.0×18.0×3.2
ESP32-H2-WROOM-02C-H4S	4 MB（四路 SPI）	–40∼105	20.0×18.0×3.2

ESP32-H2-WROOM-02C 整合了 ESP32-H2 晶片，該晶片具有 32 位元 RISC-V 單核心 CPU，運行頻率高達 96 MHz。

筆記：
有關 ESP32-H2 晶片的更多信息，請參閱 ESP32-H2 系列數據手冊。

引腳定義

引腳佈局
下面的引腳圖顯示了模塊上引腳的大致位置。

注 A：
虛線標示的區域為天線禁區。如需了解更多關於模組天線在底板上的禁區信息，請參閱 ESP32-H2 硬體設計指南 > 模組在底板上的放置位置一節。

引腳說明
本模組共有29個引腳，引腳定義如表2引腳描述。
外圍腳位配置請參考 ESP32-H2 系列產品規格書。

表 2：引腳定義

姓名	不。	類型1	功能
3V3	1	P	電源

表 2 – 接上一頁

姓名	不。	類型1	功能
EN	2	I	High：開，使能芯片。低：關閉，芯片斷電。注意：不要讓 EN 引腳懸空。
IO4	3	輸入/輸出/T	GPIO4、FSPICLK、ADC1_CH3、MTCK
IO5	4	輸入/輸出/T	GPIO5、FSPID、ADC1_CH4、MTDI
IO10	5	輸入/輸出/T	GPIO10、ZCD0
IO11	6	輸入/輸出/T	GPIO11、ZCD1
IO8	7	輸入/輸出/T	通用輸入輸出口8
IO9	8	輸入/輸出/T	通用輸入輸出口9
接地	9、13、29	P	地面
IO12	10	輸入/輸出/T	通用輸入輸出口12
IO13	11	輸入/輸出/T	GPIO13，XTAL_32K_P
IO14	12	輸入/輸出/T	GPIO14，XTAL_32K_N
VBAT	14	P	連接內部3V3電源（預設）或外部電池電源（3.0~3.6V）。
IO22	15	輸入/輸出/T	通用輸入輸出口22
NC	16~19	—	NC
IO25	20	輸入/輸出/T	GPIO25、FSPICS3
接收端0	21	輸入/輸出/T	GPIO23、FSPICS1、U0RXD
發送端0	22	輸入/輸出/T	GPIO24、FSPICS2、U0TXD
IO26	23	輸入/輸出/T	GPIO26、FSPICS4、USB_D-
IO27	24	輸入/輸出/T	GPIO27、FSPICS5、USB_D+
IO3	25	輸入/輸出/T	GPIO3、FSPIHD、ADC1_CH2、MTDO
IO2	26	輸入/輸出/T	GPIO2、FSPIWP、ADC1_CH1、MTMS
IO1	27	輸入/輸出/T	GPIO1、FSPICS0、ADC1_CH0
IO0	28	輸入/輸出/T	GPIO0、FSIQ

1P：電源；一：輸入； O：輸出； T：高阻抗。

開始使用

你需要什麼
要為模塊開發應用程序，您需要：

1 個 ESP32-H2-WROOM-02C

1 x 樂鑫射頻測試板
1 x USB 轉串口板
1 x 微型 USB 數據線

1 台運行 Linux 的 PC

在本用戶指南中，我們以 Linux 操作系統為例amp有關 Windows 和 macOS 上配置的更多信息，請參閱 ESP32-H2 的 ESP-IDF 程式設計指南。

硬體連接

將 ESP32-H2-WROOM-02C 模組焊接到 RF 測試板上，如圖 2 所示。
通過 TXD、RXD 和 GND 將 RF 測試板連接到 USB 轉串口板。
將 USB 轉串口板連接到 PC。

通過 Micro-USB 電纜將射頻測試板連接到 PC 或電源適配器以啟用 5 V 電源。
在下載過程中，通過跳線將 IO9 連接到 GND。然後，打開測試板。
將固件下載到閃存中。有關詳細信息，請參閱以下部分。

下載後，將 IO9 和 GND 上的跳線去掉。
再次啟動射頻測試板。模塊將切換到工作模式。芯片在初始化時會從 flash 中讀取程序。

筆記：
IO9 內部上拉（邏輯高電位）。如果 IO9 保持高電位或懸空，則選擇正常啟動模式（SPI 啟動）。如果將此引腳下拉至 GND，則選擇下載模式（聯合下載啟動）。請注意，下載模式下 IO8 必須保持高電位才能正常運作。有關 ESP32-H2-WROOM-02C 的更多信息，請參閱 ESP32-H2 系列產品技術規格書。

3.3 搭建開發環境
樂鑫物聯網開發框架（簡稱 ESP-IDF）是基於樂鑫晶片開發應用程式的框架。使用者可以基於 ESP-IDF 在 Windows/Linux/macOS 系統上使用 ESP32-H2 開發應用程式。這裡我們以 Linux 作業系統為例amp勒。
3.3.1 安裝先決條件
要使用 ESP-IDF 進行編譯，您需要獲取以下軟件包：

CentOS 7 和 8：
- sudo yum -y 更新 && sudo yum 安裝 git wget flex bison gperf python3 cmake ninja-build ccache dfu-util libusbx

Ubuntu 和 Debian：
- sudo apt-get install git wget flex bison gperf python3 python3-pip python3- venv cmake ninja-build ccache libffi-dev libssl-dev dfu-util libusb-1.0-0
拱：
- sudo pacman -S –需要 gcc git make flex bison gperf python cmake ninja ccache dfu-util libusb python-pip

筆記：

本指南使用 Linux 上的 ~/esp 目錄作為 ESP-IDF 的安裝文件夾。

請記住，ESP-IDF 不支持路徑中的空格。

獲取 ESP-IDF
要為 ESP32-H2-WROOM-02C 模組建立應用程序，您需要 Espressif 在 ESP-IDF 儲存庫中提供的軟體庫。
要獲取 ESP-IDF，請創建一個安裝目錄 (~/esp) 以將 ESP-IDF 下載到並使用“git clone”克隆存儲庫：

光盤 ~/esp
git 克隆 – 遞迴 https://github.com/espressif/esp-idf.git

ESP-IDF 將被下載到 ~/esp/esp-idf。有關在給定情況下使用哪個 ESP-IDF 版本的信息，請參閱 ESP-IDF 版本。

設置工具
除了 ESP-IDF，您還需要安裝 ESP-IDF 使用的工具，例如編譯器、調試器、Python 包等。ESP-IDF 提供了一個名為“install.sh”的腳本來幫助設置這些工具一氣呵成。

cd ~/esp/esp-idf
./安裝.sh esp32h2

設置環境變量
安裝的工具尚未添加到 PATH 環境變量中。為了使這些工具可以從命令行使用，必須設置一些環境變量。 ESP-IDF 提供了另一個腳本“export.sh”來執行此操作。在您要使用 ESP-IDF 的終端中，運行：

$HOME/esp/esp-idf/export.sh

現在一切準備就緒，您可以在 ESP32-H2-WROOM-02C 模組上建置您的第一個專案。

創建您的第一個項目

啟動一個項目
現在，您可以準備 ESP32-H2-WROOM-02C 模組的應用程式了。您可以從 ex 中的 get-started/hello_world 專案開始。ampESP-IDF 中的 .les 目錄。
將 get-started/hello_world 複製到 ~/esp 目錄：

光盤 ~/esp

cp -r $IDF_PATH/examples/get-started/hello_world 。

有一個範圍的前amp前的項目ampESP-IDF 中的 .les 目錄。您可以以與上述相同的方式複制任何項目並運行它。也可以構建 examp就地文件，而不是先複製它們。

連接您的設備
現在將您的模塊連接到計算機並檢查模塊在哪個串行端口下可見。 Linux 中的串行端口名稱中以“/dev/tty”開頭。運行以下命令兩次，首先拔下電路板，然後插入電源。第二次出現的端口就是您需要的端口：

1秒/dev/tty*

筆記
將端口名稱放在手邊，因為您將在接下來的步驟中使用它。

配置
導航至步驟 3.4.1 中的“hello_world”目錄。啟動一個項目，將 ESP32-H2 晶片設定為目標，並執行專案設定實用程式「menuconfig」。

cd ~/esp/你好世界
idf.py 設定目標 esp32h2
idf.py 菜單配置

開啟新專案後，只需使用「idf.py set-target esp32h2」設定一次目標即可。如果專案包含一些現有的建置和配置，它們將被清除並初始化。您可以將目標保存在環境變數中，從而完全跳過此步驟。有關更多信息，請參閱選擇目標。
如果前面的步驟已正確完成，則會出現以下菜單：

您正在使用此菜單設置項目特定變量，例如 Wi-Fi 網絡名稱和密碼、處理器速度等。使用 menuconfig 設置項目可能會跳過“hello_word”。這個前任ample 將以默認配置運行
您的終端機中的選單顏色可能有所不同。您可以使用選項“-̉-style”̉更改外觀。請執行“idf.py menuconfig -̉-help”̉以取得更多資訊。

構建項目
通過運行構建項目：

idf.py 構建

該命令將編譯應用程序和所有 ESP-IDF 組件，然後生成引導加載程序、分區表和應用程序二進製文件。

$ idf.py 構建
在目錄 /path/to/hello_world/build 中運行 cmake
執行“cmake -G Ninja –warn-uninitialized /path/to/hello_world”…

警告未初始化的值。
— 找到 Git：/usr/bin/git（找到版本“2.17.0”）
— 由於配置而構建空的 aws_iot 組件

— 組件名稱：……
— 組件路徑：……

…（更多行構建系統輸出）
[527/527] 生成 hello_world.bin

esptool.py v2.3.1 版本
項目搭建完成。要刷機，請運行以下命令：

../../../components/esptool_py/esptool/esptool.py -p (PORT) -b 921600 write_flash — flash_mode dio –flash_size detect –flash_freq 40m 0x10000 build/budworld. build/bootloader/bootloader.bin 0x8000 build/partition_table/partition-table.bin
或運行'idf.py -p PORT flash'
如果沒有錯誤，構建將通過生成固件二進製文件 .bin 來完成 file.

閃存到設備上
通過運行將您剛剛構建到模塊中的二進製文件閃存：

idf.py -p 連接埠快閃記憶體

將 PORT 替換為步驟：連接設備中 ESP32-H2 開發板的序列埠名稱。
您還可以通過將 BAUD 替換為您需要的波特率來更改閃光燈波特率。默認波特率為 460800。
有關 idf.py 參數的更多信息，請參閱 idf.py。

筆記：
選項“flash”會自動構建並刷新項目，因此不需要運行“idf.py build”。
刷機時會看到類似如下的輸出日誌：

…
esptool esp32h2 -p /dev/ttyUSB0 -b 460800 –before=default_reset –after=hard_reset write_flash –flash_mode dio –flash_freq 48m –flash_size 2MB 0x0 bootloader/0x008m –flash_size 2MB 0x0 bootloader/0x0000 00500000000000000000000000000000000**000000000 bpootx0. partition_table/partition-table.bin
esptool.py v4.6 版本

串口/dev/ttyUSB0
連接……
晶片為 ESP32-H2（修訂版 v0.1）

特色：藍牙
晶體為 32MHz
MAC: 60:55:f9:f7:3e:93:ff:fe

正在上傳存根…
運行存根…
存根運行…

將波特率更改為 460800
改變了。
正在配置閃存大小...

Flash 將從 0x00000000 擦除到 0x00005fff...
Flash 將從 0x00010000 擦除到 0x00034fff...
Flash 將從 0x00008000 擦除到 0x00008fff...

將 20880 字節壓縮為 12788…
寫入 0x00000000… (100 %)
在 20880 秒內（有效 12788 kbit/s）在 0x00000000 處寫入了 0.6 字節（297.5 壓縮）……

已驗證數據的哈希值。
將 149424 字節壓縮為 79574…
寫入 0x00010000… (20 %)

寫入 0x00019959… (40 %)
在 0x00020bb5 處寫入…（60%）
寫入 0x00026d8f… (80 %)

寫入 0x0002e60a… (100 %)
在 149424 秒內（有效 79574 kbit/s）在 0x00010000 處寫入了 2.1 字節（571.7 壓縮）……
已驗證數據的哈希值。

將 3072 字節壓縮為 103…
寫入 0x00008000… (100 %)
在 3072 秒內（有效 103 kbit/s）在 0x00008000 處寫入了 0.0 字節（539.7 壓縮）……

已驗證數據的哈希值。
離開…
通過 RTS 引腳硬復位…

如果閃存過程結束時沒有問題，板將重新啟動並啟動“hello_world”應用程序。

監視器
要檢查“hello_world”是否確實在運行，請輸入“idf.py -p PORT monitor”（不要忘記將 PORT 替換為您的串行端口名稱）。
此命令啟動 IDF Monitor 應用程序：

$ idf.py-p監視器
在目錄 […]/esp/hello_world/build 中運行 idf_monitor
執行「python […]/esp-idf/tools/idf_monitor.py -b 115200 […]/esp/hello_world/ build/hello_world.elf」…
— idf_monitor 開啟115200—
— 退出：Ctrl+] | 菜單：Ctrl+T | 幫助：Ctrl+T 後跟 Ctrl+H —
等 8 年 2016 月 00 日 22:57:XNUMX
復位：0x1（通電複位），啟動：0x13（SPI_FAST_FLASH_BOOT）
等 8 年 2016 月 00 日 22:57:XNUMX
…

啟動和診斷日誌向上滾動後，您應該會看到“Hello world！” 由應用程序打印出來。

…
你好世界！
10 秒後重啟……
這是 esp32h2 晶片，具有 1 個 CPU 核心、BLE、802.15.4（Zigbee/Thread）、矽修訂版 v0.1、2 MB 外部快閃記憶體
最小可用堆大小：268256 字節
9 秒後重啟……
8 秒後重啟……
7 秒後重啟……

要退出 IDF 監視器，請使用快捷鍵 Ctrl+]。
這就是你開始使用 ESP32-H2-WROOM-02C 模組所需的一切！現在你可以嘗試一些其他功能了。ampESP-IDF 中的文件，或者直接開發自己的應用程序。

美國FCC聲明

該設備符合 KDB 996369 D03 OEM 手冊 v01。以下是主機產品製造商根據 KDB 996369 D03 OEM 手冊 v01 的集成說明。

適用的 FCC 規則列表
FCC 第 15 部分 C 子部分 15.247

具體操作使用條件
此模組具有BLE、Thread、Zigbee功能。

操作頻率：
- 藍牙：2402 ~ 2480 MHz
- Zigbee：2405~2480MHz
- 線程：2405 ~ 2480 MHz
通道數：
- 藍牙：40
- Zigbee/線程：16
調製：
- 藍牙：GFSK
- Zigbee：O-QPSK
- 主題：O-QPSK
類型：PCB天線
增益：3.26 dBi

該模塊可用於具有最大 3.26 dBi 天線的物聯網應用。將此模塊安裝到其產品中的主機製造商必須通過對 FCC 規則的技術評估或評估（包括發射器操作）來確保最終複合產品符合 FCC 要求。主機製造商必須注意不要在集成此模塊的最終產品的用戶手冊中向最終用戶提供有關如何安裝或移除此 RF 模塊的信息。最終用戶手冊應包括本手冊中顯示的所有必需的監管信息/警告。

有限模組程式
不適用。該模塊為單個模塊，符合 FCC Part 15.212 的要求。

跟踪天線設計
不適用。模塊自帶天線，無需主機印製板微帶走線天線等。

射頻暴露注意事項
模塊必須安裝在主機設備中，使天線與用戶身體之間至少保持 20cm 的距離；如果 RF 暴露聲明或模塊佈局發生變化，則主機產品製造商需要通過更改 FCC ID 或新應用程序來承擔模塊的責任。模塊的 FCC ID 不能用於最終產品。在這些情況下，主機製造商將負責重新評估最終產品（包括發射器）並獲得單獨的 FCC 授權。

天線
天線規格如下：

類型：PCB天線
增益：3.26 dBi

此設備僅適用於以下條件下的主機製造商：

發射器模組不得與任何其他發射器或天線位於相同位置。
該模塊只能與已經通過該模塊測試和認證的外部天線一起使用。
天線必須永久連接或使用“獨特”的天線耦合器。

只要滿足上述條件，就不需要進一步的發射機測試。但是，主機製造商仍負責測試其最終產品是否滿足安裝此模塊所需的任何其他合規性要求（例如amp文件、數位設備排放、PC 週邊要求等）。

標籤和合規訊息
主機產品製造商需要為其成品提供實體或電子標籤，註明「包含 FCC ID：2AC7Z-ESPH2WR02C」。

有關測試模式和附加測試要求的信息

操作頻率：
- 藍牙：2402 ~ 2480 MHz
- Zigbee：2405~2480MHz
- 線程：2405 ~ 2480 MHz
通道數：
- 藍牙：40
- Zigbee/線程：16
調製：
- 藍牙：GFSK
- Zigbee：O-QPSK
- 主題：O-QPSK

主機製造商必鬚根據實際測試模式對主機中的獨立模塊化發射機，以及主機產品中的多個同時發射模塊或其他發射機進行輻射和傳導發射和雜散發射等測試。只有當所有測試模式的測試結果都符合FCC要求時，最終產品才能合法銷售。

附加測試，符合第 15 部分 B 子部分
模塊化變送器僅獲得 FCC 第 15 部分 C 子部分 15.247 的 FCC 授權，並且主機產品製造商有責任遵守適用於未包含在模塊化變送器認證授予範圍內的主機的任何其他 FCC 規則。如果受讓人將其產品作為符合第 15 部分子部分 B 標準的產品進行營銷（當它還包含無意輻射器數字電路時），則受讓人應提供通知，說明最終主機產品仍需要使用模塊化發射器進行第 15 部分子部分 B 合規性測試安裝。
根據 FCC 規則第 15 部分，本設備已經過測試並符合 B 類數字設備的限制。這些限制旨在為住宅安裝中的有害干擾提供合理保護。本設備會產生、使用和輻射射頻能量，如果未按照說明安裝和使用，可能會對無線電通信造成有害干擾。
但是，不能保證在特定安裝中不會發生幹擾。如果該設備確實對無線電或電視接收造成有害幹擾（可以透過關閉和開啟設備來確定），我們鼓勵使用者嘗試透過以下措施之一來糾正幹擾：

重新調整接收天線的方向或位置。
增加設備和接收器之間的距離。
將設備連接到與接收器所連接的電路不同的電路上的插座。
請諮詢經銷商或經驗豐富的廣播/電視技術人員尋求協助。

本設備符合 FCC 規則第 15 部分的規定。操作須滿足以下兩個條件：

該設備可能不會造成有害幹擾。
該設備必須接受任何收到的干擾，包括可能導致意外操作的干擾。

警告：
未經合規負責方明確批准的任何變更或修改都可能導致使用者操作設備的權限無效。
本設備符合針對不受控制的環境規定的 FCC 射頻輻射暴露限制。此設備及其天線不得與任何其他天線或發射器位於同一位置或一起操作。用於此發射器的天線必須安裝為與所有人保持至少 20 厘米的距離，並且不得與任何其他天線或發射器位於同一位置或一起操作。

OEM 集成說明
本設備僅適用於以下條件下的 OEM 整合商：

發射器模組不得與任何其他發射器或天線位於相同位置。
該模塊只能與已經通過該模塊測試和認證的外部天線一起使用。

只要滿足上述條件，就不需要進一步的發射機測試。但是，OEM 集成商仍負責測試其最終產品是否滿足安裝此模塊所需的任何其他合規性要求（例如amp文件、數位設備排放、PC 週邊要求等）。

使用模塊認證的有效性
如果無法滿足這些條件（例如ample 某些筆記本電腦配置或與另一個發射器共同定位），則該模塊與主機設備組合的 FCC 授權不再被視為有效，並且該模塊的 FCC ID 不能用於最終產品。在這些情況下，OEM 集成商將負責重新評估最終產品（包括發射器）並獲得單獨的 FCC 授權。

最終產品標籤
最終產品必須在可見區域貼有以下標籤：「包含發射器模組 FCC ID：2AC7Z-ESPH2WR02C」。

常問問題

VBAT 引腳預設的電源是什麼？

VBAT接腳預設連接內部3V3電源，也可以連接3.0~3.6V的外部電池電源。

文件/資源

ESPRESSIF ESP32-H2-WROOM-02C 低功耗藍牙和 IEEE 802.15.4 模組 [pdf] 使用者手冊
ESP32-H2-WROOM-02C 低功耗藍牙和 IEEE 802.15.4 模組, ESP32-H2-WROOM-02C, 低功耗藍牙和 IEEE 802.15.4 模組, 低功耗和 IEEE 802.15.4 IEEE 低功率和功耗模組802.15.4 模組, 802.15.4 模組, 模組

參考

使用者手冊

日期	版本	發行說明
2025-03-27	v1.1	正式發布