Перейти к содержимому

ESP32-WROOM-32E/UE :: datasheet на русском (перевод)

Метки:

Добрый день, уважаемые читатели!

Данная статья представляет собой перевод технического паспорта модуля ESP32-WROOM-32E и ESP32-WROOM-32UE с сайта производителя на русский язык, актуального на текущий момент (ESP32-WROOM-32E / ESP32-WROOM-32UE Datasheet Version 1.8).  Таблицы не переводились. 

Рекомендую также ознакомиться с переводом технического паспорта на чип (SoC) ESP32 – он может содержать более детальную информацию о ESP32 классической серии. 

Предупреждение! Со временем некоторая информация в переводе может устареть. Актуальную версию исходного документа всегда можно просмотреть по ссылке:
https://espressif.com/documentation/esp32-wroom-32e_esp32-wroom-32ue_datasheet_en.pdf. Copyright © 2025 Espressif Systems (Shanghai) Co., Ltd. All rights reserved.

 

1 Обзор модуля

CPU и встроенная память

  • ESP32-D0WD-V3 или ESP32-D0WDR2-V3 – встроенный, двухъядерный 32-битный микропроцессор Xtensa LX6 до 240 МГц
  • 448 КБ ПЗУ
  • 520 КБ SRAM
  • 16 КБ SRAM в RTC

Wi-Fi

  • Стандарты 802.11b/g/n
  • Скорость передачи данных: 802.11n до 150 Мбит/с
  • Агрегация A-MPDU и A-MSDU
  • Поддержка защитного интервала 0,4 мкс
  • Диапазон центральных частот рабочего канала: 2412 ~ 2484 МГц

Bluetooth®

  • Поддержка Bluetooth V4.2 BR/EDR и Bluetooth LE
  • Передатчик класса 1, класса 2 и класса 3
  • AFH
  • CVSD и SBC

Периферийные устройства

  • До 26 GPIO, из них 5 strapping GPIO
  • Поддержка интерфейсов SD-карт, UART, SPI, SDIO, I2C, LED PWM, Motor PWM, I2S, IR, счетчик импульсов, GPIO, емкостных сенсорных датчиков, АЦП, ЦАП, TWAI® (совместимый с ISO 11898-1, т. е. спецификацией CAN 2.0)

Встроенные компоненты в модуле

  • Кварцевый генератор 40 МГц
  • Флэш-память SPI 4/8/16 МБ
  • ESP32-D0WDR2-V3 также обеспечивает 2 МБ PSRAM

Варианты антенн

  • ESP32-WROOM-32E: встроенная антенна на печатной плате
  • ESP32-WROOM-32UE: внешняя антенна, подключаемая через разъем IPEX

Условия эксплуатации

  • Рабочее напряжение питания: 3,0 ~ 3,6 В
  • Рабочая температура окружающей среды:
    – 85 °C версия: –40 ~ 85 °C
    – 105 °C версия: –40 ~ 105 °C. Обратите внимание, что только модули со встроенной флэш-памятью 4/8 МБ поддерживают эту версию.

Сертификация

  • Сертификация Bluetooth: BQB
  • Сертификация RF: см. сертификаты для ESP32-WROOM-32E и ESP32-WROOM-32UE
  • Экологическая сертификация: REACH/RoHS

Тесты

  • HTOL/HTSL/uHAST/TCT/ESD

 

1.2 Сравнение серий

ESP32-WROOM-32E и ESP32-WROOM-32UE — два мощных универсальных модуля MCU с Wi-Fi и богатым набором периферийных интерфейсов. Они идеально подходят для самых разных сценариев применения, связанных с Интернетом вещей (IoT), например, встроенных систем, умного дома, носимой электроники и т. д.

ESP32-WROOM-32E поставляется с антенной PCB, а ESP32-WROOM-32UE — с разъемом для внешней антенны. Информация в этом техническом описании применима к обоим модулям.

Сравнение серий для двух модулей выглядит следующим образом:

Примечания:

  1. В этой таблице используются те же примечания, что и в таблице 2.
  2. Интегрированная флэш-память поддерживает:
    – Более 100 000 циклов программирования/стирания
    – Более 20 лет хранения данных
  3. Температура окружающей среды определяет рекомендуемый диапазон температур окружающей среды непосредственно снаружи модуля Espressif.
  4. Подробную информацию см. в разделе 10.1 Размеры модуля.
  5. Этот модуль использует PSRAM, интегрированную в корпус чипа.

В основе модуля лежит чип ESP32-D0WD-V3 или чип ESP32-D0WDR2-V3. SoC разработан для масштабирования нагрузки и адаптации под задачи пользователя. В нем есть два ядра ЦП, которые могут управляться индивидуально, а тактовая частота CPU регулируется от 80 МГц до 240 МГц. Вы можете отключить CPU и использовать маломощный сопроцессор для постоянного мониторинга периферийных устройств на предмет изменений или пересечения пороговых значений.

Примечание:

 

1.3 Применения

  • Умный дом
  • Промышленная автоматизация
  • Здравоохранение
  • Потребительская электроника
  • Умное сельское хозяйство
  • POS-терминалы
  • Сервисные роботы
  • Аудиоустройства
  • Универсальные маломощные концентраторы датчиков IoT
  • Универсальные маломощные регистраторы данных IoT
  • Камеры для потоковой передачи видео
  • Распознавание речи
  • ​​Распознавание изображений
  • Сетевой адаптер SDIO Wi-Fi + Bluetooth

 

2 Блок-схема

3 Выводы модуля

3.1 Расположение выводов

Схема выводов ниже показывает приблизительное расположение контактов на модуле. Для фактической схемы, нарисованной в масштабе, см. Рисунок 10.1 Размеры модуля.

Примечание:

 

3.2 Описание выводов

Модуль имеет 38 контактов. Определения контактов см. в Таблице 3 Описание контактов.

Примечания:

  1. P: питание; I: вход; O: выход.
  2. Контакты GPIO6 – GPIO11 на чипе ESP32-D0WD-V3/ESP32-D0WDR2-V3 подключены к встроенной в модуль флэш-памяти SPI и не выведены наружу.
  3. В вариантах модуля со встроенной памятью QSPI PSRAM, т. е. со встроенной памятью ESP32-D0WDR2-V3, IO16 подключен к встроенной памяти PSRAM и не может использоваться для других функций.

 

4 Конфигурация чипа

Примечание:
Содержимое ниже взято из ESP32 Series Datasheet > Section Boot Configurations. Для сопоставления связи выводов между чипом и модулями см. Главу 8 Схемы модулей.

 

Чип позволяет настраивать перечисленные ниже параметры загрузки с помощью контактов обвязки strapping pins и битов eFuse при включении питания или аппаратном сбросе без взаимодействия с микроконтроллером.

  • Режим загрузки чипа
    • Контакты обвязки: GPIO0 и GPIO2
  • Внутреннее напряжение LDO (VDD_SDIO)
    • Контакт обвязки: MTDI
    • Бит eFuse: EFUSE_SDIO_FORCE и EFUSE_SDIO_TIEH
  • Печать U0TXD
    • Контакт обвязки: MTDO
  • Синхронизация ведомого устройства SDIO
    • Контакты обвязки: MTDO и GPIO5
  • Источник сигнала JTAG
    • Бит eFuse: EFUSE_DISABLE_JTAG

Значения по умолчанию для всех указанных выше битов eFuse равны 0, что означает, что они не прожжены. Учитывайте, что биты eFuse программируется только один раз – после того как любой бит eFuse запрограммирован на 1, его уже нельзя будет вернуть на 0. О том, как программировать биты eFuse, см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава Контроллер eFuse.

Значения по умолчанию для strapping pins, а именно их логические уровни, определяются внутренними слабыми подтягивающими резисторами контактов при сбросе, если эти контакты не подключены ни к какой цепи или подключены к внешней высокоомной цепи.

Для изменения значений по умолчанию выводы strapping pins должны быть подключены к внешним подтягивающим резисторам. Если ESP32 используется в качестве устройства, подключенного к host MCU, уровни напряжения выводов обвязки также могут контролироваться host MCU.

Все выводы обвязки strapping pins имеют защелки. При сбросе системы защелки считывают значения битов соответствующих strapping pins и сохраняют их до тех пор, пока чип не будет выключен или сброшен. Состояния защелок не могут быть изменены каким-либо другим способом. Это делает значения выводов strapping pins доступными в течение всей работы чипа, а эти же выводы освобождаются для использования в качестве обычных выводов ввода-вывода после сброса.

Временные характеристики сигналов, подключенных к выводам strapping pins, должно соответствовать спецификациям времени установки и времени удержания в Таблице 5 и на Рисунке 4.

4.1 Управление режимом загрузки чипа

GPIO0 и GPIO2 управляют режимом загрузки после сброса. См. Таблицу 6 Управление режимом загрузки чипа.

Примечания:

  1. Жирным шрифтом выделены значения по умолчанию.
  2. Режим Joint Download Boot поддерживает следующие методы загрузки:
    • SDIO Download Boot
    • UART Download Boot

Подробная последовательность загрузки чипа приведена ниже на рисунке 5.

 

uart_download_dis управляет поведением режима загрузки: он навсегда отключает режим загрузки, когда uart_download_dis установлен в 1 (действительно только для ESP32 ECO V3).

 

4.2 Управление напряжением внутреннего LDO (VDD_SDIO)

MTDI используется для выбора напряжения питания VDD_SDIO при сбросе:

  • MTDI = 0 (по умолчанию), вывод VDD_SDIO питается напрямую от VDD3P3_RTC. Обычно это напряжение составляет 3,3 В. Для получения дополнительной информации см. раздел 2.5.2 Схема питания.
  • MTDI = 1, вывод VDD_SDIO питается от внутреннего LDO 1,8 В.

Эту функциональность можно переопределить, установив EFUSE_SDIO_FORCE в 1, в этом случае EFUSE_SDIO_TIEH определяет напряжение VDD_SDIO:

  • EFUSE_SDIO_TIEH = 0, VDD_SDIO подключается к LDO 1,8 В.
  • EFUSE_SPI_TIEH = 1, VDD_SDIO подключается к VDD3P3_RTC.

 

4.3 Управление печатью U0TXD

Во время загрузки вывод MTDO можно использовать для управления печатью отладочных сообщений в U0TXD, как показано в таблице 7.

Примечания:

  1. Жирным шрифтом выделены значения по умолчанию.

 

4.4 Управление синхронизацией ведомого устройства SDIO

Strapping pins MTDO и GPIO5 можно использовать для управления синхронизацией ведомого устройства SDIO, см. Таблицу 8 Управление синхронизацией ведомого устройства SDIO.

Примечания:

  1. Жирным шрифтом выделены значения по умолчанию.

 

4.5 Управление источником сигнала JTAG

Если EFUSE_DISABLE_JTAG установлен в 1, источник сигналов JTAG можно отключить.

 

5 Периферийные устройства

5.1 Обзор периферийных устройств

Чипы ESP32-D0WD-V3 и ESP32-D0WDR2-V3 объединяют богатый набор периферийных устройств, включая SPI, I2S, UART, I2C, контроллер подсчета импульсов, TWAI®, АЦП, ЦАП, датчики касания и т. д. Чтобы узнать больше о компонентах на кристалле, обратитесь к Техническому описанию серии ESP32 > Функциональное описание.

Примечание:

 

5.2 Цифровые периферийные устройства

5.2.1 Интерфейс ввода-вывода общего назначения (GPIO)

ESP32 имеет 34 вывода GPIO, которым можно программно назначить различные функции, запрограммировав соответствующие регистры. Существует несколько видов GPIO: только цифровые, аналоговые, с поддержкой емкостного сенсора и т. д. Аналоговые GPIO и емкостные GPIO можно настроить как цифровые GPIO. Для большинства цифровых GPIO можно настроить внутренние подтягивающие резисторы или установить их на режим высокого сопротивления.

При настройке в качестве входа входное значение можно считывать через регистр. Вход также можно настроить для генерации прерываний ЦП на запуск по фронту, спаду или по уровню. Большинство цифровых GPIO являются двунаправленными, неинвертирующими и трехстабильными, включая входные и выходные буферы с трехстабильным управлением. Эти выводы могут быть мультиплексированы с другими функциями, такими как SDIO, UART, SPI и т. д. Более подробную информацию можно найти в Приложении “Таблица IO_MUX”.

Для операций с низким энергопотреблением GPIO можно настроить на сохранение их состояний.

Подробнее см. раздел 4.10 Конфигурации периферийных выводов, Приложение A – Списки выводов ESP32 и Техническое справочное руководство ESP32 > глава IO_MUX и Матрица GPIO.

 

5.2.2 Последовательный периферийный интерфейс (SPI)

ESP32 объединяет четыре контроллера SPI, которые могут использоваться для связи с внешними устройствами, использующими протокол SPI. Контроллер SPI0 используется как интерфейс для доступа к внешней памяти. Контроллер SPI1 может использоваться только как ведущий. Контроллеры SPI2 и SPI3 могут быть настроены как ведущий или ведомый.
SPI1, SPI2 и SPI3 используют сигнальные шины с префиксами SPI, HSPI и VSPI соответственно.

Особенности SPI общего назначения (GP-SPI):

  • Программируемая длина передачи данных, кратная 1 байту
  • Поддержка четырехлинейной полнодуплексной/полудуплексной связи и трехлинейной полудуплексной связи
  • Режимы master и slave
  • Программируемый CPOL и CPHA
  • Программируемый тактовый сигнал

Подробнее см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава Контроллер SPI.

Назначение выводов

Для SPI выводы мультиплексируются через IO MUX с GPIO6 ~ GPIO11. Для HSPI контакты мультиплексируются через IO MUX с GPIO2, GPIO4, GPIO12 ~ GPIO15. Для VSPI контакты мультиплексируются через IO MUX с GPIO5, GPIO18 ~ GPIO19, GPIO21 ~ GPIO23.

Дополнительную информацию о назначении выводов см. в разделе 4.10 Конфигурации периферийных контактов и Техническом справочном руководстве ESP32 > глава IO_MUX и Матрица GPIO.

5.2.3 Универсальный асинхронный приемник-передатчик (UART)

UART в чипе ESP32 обеспечивает передачу и прием асинхронных последовательных данных между чипом и внешними устройствами UART. Он состоит из двух UART в основной системе и одного маломощного LP UART.

  • Программируемая скорость передачи данных
  • TX FIFO и RX FIFO в основном разделяемом ОЗУ
  • Поддержка самопроверки скорости передачи данных на входе
  • Поддержка различных длин битов данных и стоповых битов
  • Поддержка битов четности
  • Поддержка асинхронной связи (RS232 и RS485) и IrDA
  • Поддерживает DMA для высокоскоростной передачи данных
  • Поддерживает пробуждение UART
  • Поддерживает как программное, так и аппаратное управление потоком

Подробнее см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава Контроллер UART.

Назначение выводов

Контакты для UART можно выбрать из любых GPIO через матрицу GPIO.

Дополнительную информацию о назначении выводов см. в разделе 4.10 Конфигурации периферийных контактов и Техническом справочном руководстве ESP32 > глава IO_MUX и Матрица GPIO.

5.2.4 Интерфейс I2C

ESP32 имеет два интерфейса шины I2C, которые могут выступать в качестве главного или ведомого устройства I2C в зависимости от настроек пользователя.

  • Два контроллера I2C: один в основной системе GPIO и один в системе с низким энергопотреблением
  • Стандартный режим (100 Кбит/с)
  • Быстрый режим (400 Кбит/с)
  • Тактовая частота до 5 МГц, ограниченная током подтяжки SDA
  • Поддержка 7- и 10-битной адресации, а также режима двойного адреса
  • Поддержка непрерывной передачи данных с отключенной последовательной тактовой линией (SCL)
  • Поддержка программируемого цифрового фильтра шума

Пользователи могут программировать регистры команд для управления интерфейсами I2C, чтобы они имели большую гибкость. Подробнее см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава Контроллер I2C.

Назначение выводов

Для обычного I2C используемые выводы можно выбрать из любых GPIO через матрицу GPIO.

Дополнительную информацию о назначении выводов см. в разделе 4.10 Конфигурации периферийных контактов и Техническом справочном руководстве ESP32 > глава IO_MUX и Матрица GPIO.

5.2.5 Интерфейс I2S

Контроллер I2S в чипе ESP32 обеспечивает гибкий интерфейс связи для потоковой передачи цифровых данных в мультимедийных приложениях, в частности, в приложениях цифрового звука.

  • Режим ведущего и ведомого устройства
  • Полнодуплексная и полудуплексная связь
  • Поддержка множества аудиостандартов
  • Настраиваемые высокоточный выходной тактовый сигнал
  • Поддержка ввода и вывода сигнала PDM
  • Настраиваемые режимы передачи и приема данных

Подробнее см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава Контроллер I2S.

Назначение выводов

Выводы для контроллера I2S можно выбирать из любых GPIO через матрицу GPIO.

Дополнительную информацию о назначении выводов см. в разделе 4.10 Конфигурации периферийных контактов и Техническом справочном руководстве ESP32 > глава IO_MUX и Матрица GPIO.

5.2.6 Периферийное устройство дистанционного управления

Периферийное устройство дистанционного управления (RMT) управляет передачей и приемом инфракрасных сигналов дистанционного управления.

  • Восемь каналов для отправки и приема инфракрасных сигналов дистанционного управления
  • Независимые возможности передачи и приема для каждого канала
  • Счетчик делителя тактовой частоты, конечный автомат и приемник для каждого канала RX
  • Поддерживает различные инфракрасные протоколы

Подробнее см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава Периферийное устройство дистанционного управления.

Назначение выводов

Выводы для RMT можно выбирать из любых GPIO через матрицу GPIO.

Дополнительную информацию о назначении выводов см. в разделе 4.10 Конфигурации периферийных контактов и Техническом справочном руководстве ESP32 > глава IO_MUX и Матрица GPIO.

5.2.6 Периферийное устройство дистанционного управления

Периферийное устройство дистанционного управления (RMT) управляет передачей и приемом инфракрасных сигналов дистанционного управления.

  • Восемь каналов для отправки и приема инфракрасных сигналов дистанционного управления
  • Независимые возможности передачи и приема для каждого канала
  • Счетчик делителя тактовой частоты, конечный автомат и приемник для каждого канала RX
  • Поддерживает различные инфракрасные протоколы

Подробнее см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава Периферийное устройство дистанционного управления.

Назначение выводов

Выводы для RMT можно выбирать из любых GPIO через матрицу GPIO.

Дополнительную информацию о назначении выводов см. в разделе 4.10 Конфигурации периферийных контактов и Техническом справочном руководстве ESP32 > глава IO_MUX и Матрица GPIO.

5.2.7 Контроллер счетчика импульсов (PCNT)

Контроллер счетчика импульсов (PCNT) предназначен для подсчета входных импульсов путем отслеживания нарастающих и спадающих фронтов входного импульсного сигнала.

  • Восемь независимых счетчиков импульсов
  • Каждый счетчик импульсов имеет 16-битный регистр счетчика со знаком и два канала
  • Режимы счетчика: увеличение, уменьшение или отключение
  • Фильтрация помех для входных импульсных сигналов и сигналов управления
  • Выбор между подсчетом по нарастающим или падающим фронтам входного импульсного сигнала

Подробнее см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава Контроллер подсчета импульсов.

Назначение выводов

Выводы для контроллера подсчета импульсов можно выбирать из любых GPIO через матрицу GPIO.

Дополнительную информацию о назначении выводов см. в разделе 4.10 Конфигурации периферийных контактов и Техническом справочном руководстве ESP32 > глава IO_MUX и Матрица GPIO.

5.2.8 ШИМ-контроллер для светодиодов

Контроллер ШИМ светодиодов (LEDC) предназначен для генерации сигналов ШИМ для управления светодиодами.

  • Шестнадцать независимых генераторов ШИМ
  • Максимальное разрешение рабочего цикла ШИМ 20 бит
  • Восемь независимых таймеров с 20-битными счетчиками, настраиваемыми дробными делителями тактовой частоты и значениями переполнения счетчика
  • Регулируемая фаза выходного сигнала ШИМ
  • Сглаживание рабочего цикла ШИМ
  • Автоматическое затухание рабочего цикла

Подробнее см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава Контроллер светодиодов ШИМ.

Назначение выводов

Контакты для ШИМ-контроллера светодиодов можно выбирать из любых GPIO через матрицу GPIO.

Дополнительную информацию о назначении выводов см. в разделе 4.10 Конфигурации периферийных контактов и Техническом справочном руководстве ESP32 > глава IO_MUX и Матрица GPIO.

5.2.9 Управление двигателями (Motor Control PWM)

Контроллер широтно-импульсной модуляции (ШИМ) можно использовать для управления двигателями и интеллектуальными светильниками. Контроллер состоит из таймеров ШИМ, оператора ШИМ и выделенного подмодуля захвата. Каждый таймер обеспечивает синхронизацию в синхронной или независимой форме, и каждый оператор ШИМ генерирует форму сигнала для одного канала ШИМ. Выделенный субмодуль захвата может точно захватывать события с внешней синхронизацией.

  • Три таймера ШИМ для точной синхронизации и управления частотой
    • Каждый таймер ШИМ имеет выделенный 8-битный предделитель тактовой частоты
    • 16-битный счетчик в таймере ШИМ может работать в режиме прямого счета, обратного счета или режима прямого счета-обратного счета
    • Аппаратная синхронизация может вызвать перезагрузку таймера ШИМ с помощью фазового регистра. Он также выполнит перезапуск предделителя, так что часы таймера также могут быть синхронизированы с выбираемым аппаратным источником синхронизации
  • Три оператора ШИМ для генерации пар сигналов
    • Шесть выходов ШИМ для работы в нескольких топологиях
    • Настраиваемое время простоя на нарастающих и падающих фронтах; каждый настраивается независимо
    • Модуляция выхода ШИМ высокочастотными несущими сигналами, полезно, когда драйверы затворов изолированы трансформатором
  • Модуль обнаружения неисправностей
    • Программируемая обработка неисправностей как в режиме «цикл за циклом», так и в однократном режиме
    • Состояние неисправности может принудительно переводить выход ШИМ на высокий или низкий логический уровень
  • Модуль захвата для аппаратной обработки сигнала
    • Измерение скорости вращающихся машин
    • Измерение прошедшего времени между импульсами датчика положения
    • Измерение периода и рабочего цикла сигналов импульсной последовательности
    • Декодирование амплитуды тока или напряжения, полученной из кодированных по рабочему циклу сигналов датчиков тока/напряжения
    • Три отдельных канала захвата, каждый из которых имеет свой 32-битный регистр временной метки
    • Выбор полярности фронта и предварительное масштабирование входных сигналов захвата
    • Таймер захвата может синхронизироваться с таймером ШИМ или внешними сигналами

Подробную информацию см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава ШИМ-управление двигателем.

Назначение выводов

Контакты для Motor Control PWM можно выбирать из любых GPIO через матрицу GPIO.

Дополнительную информацию о назначении выводов см. в разделе 4.10 Конфигурации периферийных контактов и Техническом справочном руководстве ESP32 > глава IO_MUX и Матрица GPIO.

5.2.10 Хост-контроллер SD/SDIO/MMC

На ESP32 доступен хост-контроллер SD/SDIO/MMC.

  • Поддерживает две внешние карты
  • Поддерживает стандарт карты памяти SD версии 3.0 и 3.01
  • Поддерживает SDIO версии 3.0
  • Поддерживает расширенную транспортную архитектуру бытовой электроники (CE-ATA версии 1.1)
  • Поддерживает мультимедийные карты (MMC версии 4.41, eMMC версии 4.5 и версии 4.51)

Контроллер обеспечивает тактовую частоту передачи данных до 80 МГц в трех различных режимах шины данных: 1-битный, 4-битный и 8-битный. Он поддерживает две карты SD/SDIO/MMC4.41 в режиме 4-битной шины данных. Он также поддерживает одну карту SD, работающую при 1,8 В.

Подробнее см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава Контроллер SD/MMC.

Назначение выводов

Выводы для хост-контроллера SD/SDIO/MMC мультиплексируются с GPIO2, GPIO4, GPIO6 ~ GPIO15 через IOMUX.

Дополнительную информацию о назначении выводов см. в разделе 4.10 Конфигурации периферийных контактов и Техническом справочном руководстве ESP32 > глава IO_MUX и Матрица GPIO.

5.2.11 Ведомый контроллер SDIO/SPI

ESP32 реализует интерфейс устройства SD, который соответствует отраслевому стандарту “Спецификация карты SDIO версии 2.0”, что позволяет хост-контроллеру получать доступ к SoC, используя интерфейс и протокол шины SDIO. В этом случае ESP32 действует как подчиненное устройство на шине SDIO. Хост может напрямую получать доступ к регистрам интерфейса SDIO и может получать доступ к общей памяти через механизм DMA, тем самым максимизируя производительность без задействования ядер процессора.

Ведомый контроллер SDIO/SPI поддерживает следующие функции:

  • Режимы передачи SPI, 1-битного SDIO и 4-битного SDIO во всем диапазоне тактовых частот от 0 до 50 МГц
  • Настраиваемая выборка и управление фронтом тактового сигнала
  • Специальные регистры для прямого доступа хоста
  • Прерывания хоста для инициирования передачи данных
  • Автоматическая загрузка данных шины SDIO и автоматическое удаление данных заполнения
  • Размер блока до 512 байт
  • Векторы прерываний между хостом и ведомым устройством, позволяющие обоим прерывать друг друга
  • Поддержка DMA для передачи данных

Подробнее см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава Ведомый контроллер SDIO.

Назначение выводов

Выводы для контроллера SDIO/SPI мультиплексируются с GPIO2, GPIO4, GPIO6 ~ GPIO15 через IOMUX.

Дополнительную информацию о назначении выводов см. в разделе 4.10 Конфигурации периферийных контактов и Техническом справочном руководстве ESP32 > глава IO_MUX и Матрица GPIO.

5.2.12 Контроллер TWAI®

Двухпроводной автомобильный интерфейс (TWAI®) — это многоканальный протокол связи с несколькими ведущими устройствами, разработанный для автомобильных приложений. Контроллер TWAI обеспечивает связь на основе этого протокола.

  • Совместимость с протоколом ISO 11898-1 (спецификация CAN 2.0)
  • Стандартный формат кадра (11-битный идентификатор) и расширенный формат кадра (29-битный идентификатор)
  • Скорость передачи данных:
    • От 25 Кбит/с до 1 Мбит/с в версии чипа v0.0/v1.0/v1.1
    • От 12,5 Кбит/с до 1 Мбит/с в версии чипа v3.0/v3.1
  • Несколько режимов работы: обычный, только прослушивание и самотестирование
  • 64-байтовый буфер FIFO на прием
  • Специальные передачи: одиночные передачи и самоприем
  • Фильтр приема (режимы одинарного и двойного фильтра)
  • Обнаружение и обработка ошибок: счетчики ошибок, настраиваемый порог прерывания ошибки, захват кода ошибки, захват потерянного арбитража

Подробнее см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава Двухпроводной автомобильный интерфейс (TWAI).

Назначение выводов

Выводы для двухпроводного автомобильного интерфейса можно выбирать из любых GPIO через матрицу GPIO.

Дополнительную информацию о назначении выводов см. в разделе 4.10 Конфигурации периферийных контактов и Техническом справочном руководстве ESP32 > глава IO_MUX и Матрица GPIO.

5.2.13 Интерфейс Ethernet MAC

Контроллер доступа к среде передачи данных (MAC), соответствующий стандарту IEEE-802.3-2008, предоставляется для связи Ethernet LAN.

ESP32 требует внешнего физического интерфейсного устройства (PHY) для подключения к физической шине LAN (витая пара, оптоволокно и т. д.). PHY подключается к ESP32 через 17 сигналов MII или девять сигналов RMII.

  • Скорости 10 Мбит/с и 100 Мбит/с
  • Выделенный контроллер DMA, обеспечивающий высокоскоростную передачу между выделенной SRAM и Ethernet MAC
  • Тегированный кадр MAC (поддержка VLAN)
  • Полудуплексный (CSMA/CD) и полнодуплексный режим работы
  • Подуровень управления MAC (кадры управления)
  • Генерация и удаление 32-битного CRC
  • Несколько режимов фильтрации адресов для физических и многоадресных адресов (многоадресные и групповые адреса)
  • 32-битный код состояния для каждого переданного или полученного кадра
  • Внутренние FIFO для буферизации передаваемых и принимаемых кадров. Передающий FIFO и приемный FIFO имеют размер 512 слов (32 бита)
  • Аппаратный PTP (протокол точного времени) в соответствии с IEEE 1588 2008 (PTP V2)
  • Выход опорной тактовой частоты 25 МГц/50 МГц

Подробнее см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава Контроллер доступа к среде Ethernet (MAC).

Назначение выводов

Информацию о назначении выводов интерфейса Ethernet MAC см. в разделе 4.10 Конфигурации периферийных контактов и Техническом справочном руководстве ESP32 > глава IO_MUX и Матрица GPIO.

 

5.3 Аналоговые периферийные устройства

5.3.1 Аналого-цифровой преобразователь (АЦП / ADC)

ESP32 включает в себя два 12-битных АЦП последовательного приближения и поддерживает измерения на 18 каналах (аналоговые выводы).

Сопроцессор ULP в ESP32 также предназначен для измерения напряжения при работе в спящем режиме, что обеспечивает низкое энергопотребление. ЦП можно разбудить с помощью пороговой настройки и/или с помощью других триггеров.

В таблице 9 описаны характеристики АЦП.

Примечания:

  • Если atten = 3 и результат измерения выше 3000 (напряжение около 2450 мВ), точность АЦП будет хуже, чем описано в таблице выше.
  • Чтобы получить налучшие результаты DNL, ​​пользователи могут провести несколько выборочных измерений с фильтрацией или рассчитать среднее значение.
  • Диапазон входного напряжения выводов GPIO в домене VDD3P3_RTC должен строго соответствовать характеристикам, приведенным в таблице 5-3. В противном случае могут быть внесены ошибки измерения, а также может быть затронута производительность чипа.

По умолчанию разница в результатах измерений между разными чипами составляет ±6%. ESP-IDF предоставляет несколько методов калибровки для ADC1. Результаты после калибровки с использованием значения eFuse Vref показаны в таблице 10. Для более высокой точности изменений пользователи могут применять другие методы калибровки, предусмотренные в ESP-IDF, или реализовать свои собственные.

Подробнее см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава Датчики на кристалле и аналоговая обработка сигналов.

Назначение выводов

При соответствующих настройках АЦП можно настроить для измерения напряжения максимум на 18 контактах. Подробнее о назначении контактов см. в разделе 4.10 Конфигурации периферийных контактов и Техническом справочном руководстве ESP32 > глава IO_MUX и Матрица GPIO.

5.3.2 Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП / DAC)

Два 8-битных канала ЦАП могут использоваться для преобразования двух цифровых сигналов в два аналоговых выходных сигнала напряжения. Структура проекта состоит из интегрированных цепочек резисторов и буфера. Этот двойной ЦАП поддерживает источник питания в качестве опорного входного напряжения. Два канала ЦАП также могут поддерживать независимые преобразования.

Подробнее см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава Датчики на кристалле и аналоговая обработка сигналов.

Назначение выводов

ЦАП можно настроить на выводах GPIO 25 и GPIO 26. Подробнее о назначении контактов см. в разделе 4.10 Конфигурации периферийных контактов и Техническом справочном руководстве ESP32 > глава IO_MUX и Матрица GPIO.

5.3.3 Датчики касания

ESP32 имеет 10 емкостных сенсоров, которые обнаруживают изменения, вызванные прикосновением или приближением к GPIO пальцем или другими предметами. Малошумная природа конструкции и высокая чувствительность схемы позволяют использовать относительно небольшие площадки. Также можно использовать массивы площадок, это позволит обнаружить большую площадь контакта или больше точек.

Десять GPIO – емкостных датчиков перечислены в таблице 11.

Подробнее см. в Техническом справочном руководстве ESP32 > глава Датчики на кристалле и аналоговая обработка сигналов.

Примечание:

Датчик касания ESP32 на данный момент не прошел тест на проводимость (CS), поэтому имеет ограниченные сценарии применения.

 

6 Электрические характеристики

6.1 Предельные значения

Нагрузки, превышающие указанные в Таблице 12 Абсолютные максимальные значения, могут привести к необратимому повреждению устройства. Это только предельные значения нагрузки, и нормальная работа устройства в этих или любых других условиях, выходящих за рамки указанных в Рекомендуемые характеристики источника питания, не подразумевается. Воздействие условий с абсолютными максимальными номинальными значениями в течение длительного времени может повлиять на надежность устройства.

6.2 Рекомендуемые условия эксплуатации

6.3 Характеристики постоянного тока (3,3 В, 25 °C)

Примечания:

  1. Пожалуйста, смотрите таблицу IO_MUX для домена питания ввода-вывода. VDD — это напряжение ввода-вывода для определенной области питания контактов.
  2. Для домена питания VDD3P3_CPU и VDD3P3_RTC ток на контакт, поступающий в одну и ту же область, постепенно уменьшается с примерно 40 мА до примерно 29 мА, VOH>=2,64 В, по мере увеличения количества контактов, подключенных к источнику тока.
  3. Для домена питания VDD_SDIO ток на контакт, поступающий в одну и ту же область, постепенно уменьшается с примерно 30 мА до примерно 10 мА, VOH>=2,64 В, по мере увеличения количества контактов, подключенных к источнику тока.

6.4 Потребления тока

Благодаря использованию передовых технологий управления питанием модуль может переключаться между различными режимами питания. Подробную информацию о различных режимах питания см. в разделе RTC и управление низким энергопотреблением в техническом описании серии ESP32.

Измерения потребления тока проводились при напряжении питания 3,3 В и температуре окружающей среды 25 °C.
Потребление тока TX рассчитано при 100% рабочем цикле.
Потребление тока RX рассчитано при отключенных периферийных устройствах и бездействующем CPU.

 

7 Характеристики RF

В этом разделе содержатся таблицы с характеристиками радиочастот продукта Espressif. Данные радиочастот измеряются на порту антенны, где подключен кабель радиочастот, включая потери на входе. Внешние антенны, используемые для испытаний на модулях с разъемами для внешних антенн, имеют импеданс 50 Ом.

Устройства должны работать в диапазоне частот, выделенном региональными регулирующими органами. Целевой диапазон частот и мощность передачи настраиваются с помощью программного обеспечения. См. инструкции в инструменте тестирования радиочастот ESP и руководстве по испытаниям.

Если не указано иное, испытания радиочастот проводятся при напряжении питания 3,3 В (±5%) при температуре окружающей среды 25 ºC.

7.1 Радиоканал Wi-Fi

7.1.1 Характеристики радиопередатчика (TX) Wi-Fi

7.1.2 Характеристики приемника Wi-Fi (RX)

Для тестов RX предел PER (коэффициент ошибок пакетов) составляет 8% для 802.11b и 10% для 802.11g/n.

7.2 Радиоканал Bluetooth

7.2.1 Приемник – базовая скорость передачи данных

7.2.2 Передатчик – базовая скорость передачи данных

* Всего существует восемь уровней мощности от 0 до 7, а диапазон мощности передачи составляет от –12 дБм до 9 дБм. Когда уровень мощности увеличивается на 1, мощность передачи увеличивается на 3 дБ. Уровень мощности 4 используется по умолчанию, а соответствующая мощность передачи составляет 0 дБм.

 

7.2.3 Приемник – повышенная скорость передачи данных

7.2.4 Передатчик – повышенная скорость передачи данных

 

7.3 Радиоканал Bluetooth LE

7.3.1 Приемник

7.3.2 Передатчик

 

8 Схема модуля

На рисунке ниже приведена базовая конструкции модулей.

 

 

9 Типовая схема включения

Ниже приведена типичная схема применения модуля, подключенного к периферийным устройствам (например источнику питания, антенне, кнопке сброса, интерфейс JTAG и интерфейс UART).

При включении модуля на GPIO12 должен быть низкий уровень

Примечания:

  • Пайка контакта EPAD39 к земле базовой платы не является обязательной. Если вы все-таки решите припаять его, тщательно подбирайте правильное количество паяльной пасты. Слишком много паяльной пасты может увеличить зазор между модулем и базовой платой. В результате адгезия между другими контактами и базовой платой может быть плохой.
  • Чтобы обеспечить стабильное питание чипа ESP32 во время включения, рекомендуется добавить RC-схему задержки на вывод EN. Рекомендуемая настройка для схемы задержки RC обычно составляет R = 10 кОм и C = 1 мкФ. Однако конкретные параметры следует настроить на основе времени включения модуля и времени последовательности включения и сброса чипа. Для получения информации о временной диаграмме включения и последовательности сброса ESP32 см. Техническое описание серии ESP32 > Раздел Питание.
  • UART0 используется для загрузки прошивки и вывода журнала отладки. При использовании прошивки обратите внимание, что UART GPIO уже настроен (см. раздел Подключение оборудования). Рекомендуется использовать конфигурацию по умолчанию.

 

10 Физические размеры

10.1 Размеры модулей

 

10.2 Размеры антенного разъема

ESP32-WROOM-32UE использует внешний антенный разъем первого поколения, как показано на рисунке 11 Размеры внешнего антенного разъема. Этот разъем совместим со следующими разъемами:

  • Разъем серии U.FL от Hirose
  • Разъем MHF I от I-PEX
  • Разъем AMC от Amphenol

 

11 Рекомендации по компоновке печатной платы

11.1 Схема расположения выводов на печатной плате

В этом разделе для справки приведены следующие ресурсы:

  • Рисунки для рекомендуемых схем расположения выводов печатной платы со всеми размерами, необходимыми для проектирования печатной платы. См. Рисунок 12 Рекомендуемая схема расположения выводов печатной платы ESP32-WROOM-32E и Рисунок 13 Рекомендуемая схема расположения выводов печатной платы ESP32-WROOM-32UE.
  • Исходные файлы рекомендуемых схем расположения выводов печатной платы для измерения размеров, не указанных на Рисунке 12 и Рисунке 13. Вы можете просмотреть исходные файлы для ESP32-WROOM-32E и ESP32-WROOM-32UE с помощью Autodesk Viewer.
  • 3D-модели ESP32-WROOM-32E и ESP32-WROOM-32UE. Убедитесь, что вы загружаете файл 3D-модели в формате STEP ESP32-WROOM-32E Модель земли

 

11.2 Размещение модуля на печатной плате

Если принята конструкция модуля на плате, следует уделить внимание размещению модуля на базовой плате. Влияние базовой платы на работу антенны модуля должно быть сведено к минимуму. Подробнее о размещении модуля для проектирования печатной платы см. в Руководстве по проектированию оборудования ESP32 > Раздел Размещение модуля на базовой плате.

 

12 Обращение с продукцией

12.1 Условия хранения

Продукты, запечатанные в пакеты с защитой от влаги (MBB), следует хранить в неконденсирующейся атмосферной среде при температуре < 40 °C и относительной влажности не выше 90%. Модуль рассчитан на уровень чувствительности к влаге (MSL) 3.

После распаковки модуль необходимо припаять в течение 168 часов при заводских условиях 25 ± 5 °C и относительной влажности не выше 60%. Если вышеуказанные условия не соблюдаются, модуль необходимо просушить.

12.2 Электростатический разряд (ESD)

  • Модель человеческого тела (HBM): ±2000 В
  • Модель заряженного устройства (CDM): ±500 В

12.3 Профиль пайки оплавлением

Паяйте модуль за один проход оплавления.

12.4 Ультразвуковая вибрация

Избегайте подвергать модули Espressif вибрации от ультразвукового оборудования, например, ультразвуковых сварочных аппаратов или ультразвуковых очистителей. Эта вибрация может вызвать резонанс в кристалле модуля и привести к его неисправности или даже выходу из строя. В результате модуль может перестать работать или его производительность может ухудшиться.

 

Связанная документация и ресурсы

Связанная документация

Developer Zone

  • ESP-IDF Programming Guide for ESP32 – Обширная документация по фреймворку разработки ESP-IDF.
  • ESP-IDF и другие фреймворки разработки на GitHub.
    https://github.com/espressif
  • ESP32 BBS Forum – Engineer-to-Engineer (E2E) сообщество по продуктам Espressif, где вы можете задавать вопросы, делиться знаниями, изучать идеи и помогать решать проблемы с коллегами-инженерами.
    https://esp32.com/
  • The ESP Journal – Лучшие практики, статьи и заметки от Espressif.
    https://blog.espressif.com/
  • SDK и демонстрации, приложения, инструменты, прошивка AT.
    https://espressif.com/en/support/download/sdks-demos

Продукция

Напишите нам

  • Вопросы по продажам, Технические вопросы, Обзор схем и печатных плат, Получить образцы (интернет-магазины), Стать нашим поставщиком, Комментарии и предложения.
    https://espressif.com/en/contact-us/sales-questions

 

Пожалуйста, оцените статью:
[ 5 из 5, всего 7 оценок ]

-= Каталог статей (по разделам) =-   -= Архив статей (подряд) =-

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *