安信可ESP-12FWIFI资料文档.doc

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1、-ESP-12F WiFi 模块规格书版本 1.0 2015年8月23日免责申明和版权公告 本文中的信息，包括供参考的URL地址，如有变更，恕不另行通知。 文档“按现状”提供，不负任何担保责任，包括对适销性、适用于特定用途或非侵权性的任何担保，和任何提案、规格或样品在他处提到的任何担保。本文档不负任何责任，包括使用本文档内信息产生的侵犯任何专利权行为的责任。本文档在此未以禁止反言或其他方式授予任何知识产权使许可，不管是明示许可还是暗示许可。 Wi-Fi 联盟成员标志归 Wi-Fi 联盟所有。 文中提到的所有商标名称、商标和注册商标均属其各自所有者的财产，特此声明。 注 意由于产品版本升级或其他

2、原因，本手册内容有可能变更。深圳市安信可科技有限公司保留在没有任何通知或者提示的情况下对本手册的内容进行修改的权利。本手册仅作为使用指导，深圳市安信可科技有限公司尽全力在本手册中提供准确的信息，但是深圳市安信可科技有限公司并不确保手册内容完全没有错误，本手册中的所有陈述、信息和建议也不构成任何明示或暗示的担保。目录1. 产品概述21.1. 特点31.2. 主要参数42. 接口定义53. 外型与尺寸74. 功能描述94.1. MCU94.2. 存储描述94.3. 晶振94.4. 接口说明104.5. 最大额定值114.6. 建议工作环境114.7. 数字端口特征115. RF 参数126. 功耗

3、137. 倾斜升温148. 原理图159. 产品试用161. 产品概述 ESP-12F WiFi 模块是由安信可科技开发的，该模块核心处理器 ESP8266 在较小尺寸封装中集成了业界领先的 Tensilica L106 超低功耗 32 位微型 MCU，带有 16 位精简模式，主频支持 80 MHz 和 160 MHz，支持 RTOS，集成 Wi-Fi MAC/ BB/RF/PA/LNA，板载天线。 该模块支持标准的 IEEE802.11 b/g/n 协议，完整的 TCP/IP 协议栈。用户可以使用该模块为现有的设备添加联网功能，也可以构建独立的网络控制器。ESP8266 是高性能无线 SOC

4、，以最低成本提供最大实用性，为 WiFi 功能嵌入其他系统提供无限可能。 图1 ESP8266EX 结构图 ESP8266EX 是一个完整且自成体系的 WiFi网络解决方案，能够独立运行，也可以作为从机搭载于其他主机 MCU 运行。ESP8266EX 在搭载应用并作为设备中唯的应处理器时，能够直接从外接闪存中启动。内置的高速缓冲存储器有利于提系统性能，并减少内存需求。 另外种情况是，ESP8266EX 负责无线上网接入承担 WiFi 适配器的任务时，可以将其添加到任何基于微控制器的设计中，连接简单易，只需通过SPI /SDIO接口或 I2C/UART口即可。 ESP8266EX 强大的片上处理

5、和存储能，使其可通过GPIO口集成传感器及其他应用的特定设备，实现了最低前期的开发和运行中最少地占用系统资源。 ESP8266EX 高度片内集成，包括天线开关 balun、电源管理转换器，因此仅需极少的外部电路，且包括前端模组在内的整个解决方案在设计时将所占PCB空间降到最低。 有 ESP8266EX 的系统表现出来的领先特征有：节能在睡眠/唤醒模式之间的快速切换、配合低功率操作的自适应无线电偏置、前端信号的处理功能、故障排除和无线电系统共存特性为消除蜂窝/蓝牙/DDR/LVDS/LCD 干扰。 1.1. 特点 802.11 b/g/n 内置Tensilica L106 超低功耗 32 位微型

6、 MCU，主频支持 80 MHz 和160 MHz，支持 RTOS 内置10 bit高精度ADC 内置TCP/IP协议栈 内置TR 开关、balun、LNA、功率放大器和匹配网络 内置PLL、稳压器和电源管理组件，802.11b 模式下+20 dBm的输出功率 A-MPDU 、 A-MSDU 的聚合和 0.4 s的保护间隔 WiFi 2.4 GHz，支持 WPA/WPA2 安全模式 支持AT远程升级及云端OTA升级 支持 STA/AP/STA+AP 工作模式 支持 Smart Config 功能（包括 Android 和 iOS 设备） HSPI 、UART、I2C、I2S、IR Remote

7、 Control、PWM、GPIO 深度睡眠保持电流为 10 uA，关断电流小于 5 uA 2 ms 之内唤醒、连接并传递数据包 待机状态消耗功率小于1.0 mW (DTIM3) 工作温度范围：-40- 1251.2. 主要参数 表 1 介绍了该模组的主要参数。 表 1 参数表类别参数说明无线参数标准认证FCC/CE/TELEC无线标准802.11 b/g/n频率范围2.4GHz-2.5GHz (2400M-2483.5M)硬件参数数据接UART/HSPI/I2C/I2S/Ir Remote ContorlGPIO/PWM工作电压3.03.6V（建议3.3V）工作电流平均值： 80mA工作温度

8、-40125存储温度常温封装大小16mm24mm 3mm外部接N/A软件参数无线网络模式station/softAP/SoftAP+station安全机制WPA/WPA2加密类型WEP/TKIP/AES升级固件本地串口烧录 / 云端升级 / 主机下载烧录软件开发支持客户自定义服务器 提供 SDK 给客户二次开发网络协议IPv4, TCP/UDP/HTTP/FTP用户配置AT+ 指令集, 云端服务器, Android/iOS APP2. 接口定义 ESP-12F 共接出 18 个接口，表 2 是接口定义。 图2 ESP-12F 管脚图 表2 ESP-12F 管脚功能定义 序号Pin 脚名称功能说

9、明1RST复位模组2ADCA/D转换结果。输入电压范围01V，取值范围：010243EN芯片使能端，高电平有效4 IO16GPIO16; 接到 RST 管脚时可做 deep sleep 的唤醒。5 IO14GPIO14; HSPI_CLK6 IO12GPIO12; HSPI_MISO7 IO13GPIO13; HSPI_MOSI; UART0_CTS8 VCC3.3V 供电9CS0片选10 MISO从机输出主机输入11 IO9GPIO912 IO10GBIO1013MOSI主机输出从机输入14 SCLK时钟15 GNDGND16 IO15GPIO15; MTDO; HSPICS; UART0_

10、RTS17 IO2GPIO2; UART1_TXD18 IO0GPIO019IO4GPIO420IO5GPIO521RXDUART0_RXD; GPIO322TXDUART0_TXD; GPIO1表3引脚模式模式GPIO15GPIO0GPIO2UART 下载模式低低高Flash Boot 模式低高高表4接收灵敏度参数最小值典型值最大值单位输入频率24122484MHz输入电阻50输入反射-10dB72.2 Mbps下，PA 的输出功率141516dBm11b 模式下，PA 的输出功率17.518.519.5dBm灵敏度DSSS, 1 Mbps-98dBmCCK, 11 Mbps-91dBm6

11、Mbps (1/2 BPSK)-93dBm54 Mbps (3/4 64-QAM)-75dBmHT20, MCS7 (65 Mbps, 72.2 Mbps)-72dBm邻频抑制OFDM, 6 Mbps37dBOFDM, 54 Mbps21dBHT20, MCS037dBHT20, MCS720dB3. 外型与尺寸 ESP-12F 贴片式模组的外观尺寸为 16mm24mm 3mm（如图 3所示）。该模组采用的是容量为 4MB， 封装为 SOP-210 mil 的 SPI Flash。模组使用的是 3 DBi 的 PCB 板载天线。 图3 ESP-12F 模组外观 图4 ESP-12F 模组尺寸平

12、面图 表5 ESP-12F 模组尺寸对照表 长宽高PAD 尺寸（底部）Pin 脚间距16 mm24 mm3 mm0.9 mm x 1.7 mm2 mm4. 功能描述 4.1. MCU ESP8266EX内置Tensilica L106 超低功耗 32 位微型MCU，带有 16 位精简模式，主频支持 80 MHz 和160 MHz，持 RTOS。目前 WiFi 协议栈只了20%的 MIPS，其他的都可以用来做应用开发。MCU 可通过以下接口和芯片其他部分协同作： 1.连接存储控制器、也可以用来访问外接闪存的编码 RAM/ROM 接口 (iBus) 2.同样连接存储控制器的数据 RAM 接口 (d

13、Bus) 3.访问寄存器的 AHB 接口 4.2. 存储描述 4.2.1. 内置 SRAM与 ROMESP8266EX 芯片身内置了存储控制器，包含ROM和SRAM。MCU可以通过 iBus、dBus 和 AHB 接口访问存储控制器。这些接口都可以访问ROM或RAM单元，存储仲裁器以到达顺序确定运行顺序。基于目前我司Demo SDK的使用SRAM 情况，用户可用剩余SRAM空间为：RAM size 36kB(station模式下，连上路由后，heap+data区大致可用36KB左右。)目前ESP8266EX片上没有programmable ROM，用户程序存放在SPI Flash中。 4.2.

14、2. SPI Flash当前ESP8266EX 芯片支持使用 SPI 接口的外置Flash，理论上最大可支持到16 MB 的 SPI flash。目前该模组外接的是4MB的SPI Flash。 建议 Flash 容量： 1 MB-16MB。支持的SPI模式：支持Standard SPI、Dual SPI、DIO SPI、QIO SPI，以及 Quad SPI 。注意，在下载固件时需要在下载工具中选择对应模式，否则下载后程序将无法得到正确的运行。 4.3. 晶振 目前晶体40M，26M及24M均支持，使用时请注意在下载工具中选择对应晶体类型。晶振输入输出所加的对地调节电容C1、C2可不设为固定值

15、，该值范围在6pF22pF，具体值需要通过对系统测试后进行调节确定。基于目前市场中主流晶振的情况，般26Mhz晶振的输入输出所加电容C1、C2 在 10pF 以内；般 40MHz晶振的输入输出所加电容10pFC1、C222pF。 选用的晶振自身精度需在10PPM。晶振的工作温度为-20C- 85C。 晶振位置尽量靠近芯片的 XTAL Pins (走线不要太长)，同时晶振走线须用地包起来良好屏蔽。 晶振的输入输出走线不能打孔走线，即不能跨层。晶振的输入输出走线不能交叉，跨层交叉也不行。 晶振的输入输出的 bypass 电容请靠近芯片左右侧摆放，尽量不要放在线上。 晶振下方4层都不能走高频数字信号

16、，最佳情况是晶振下方不走任何信号线，晶振TOP面的铺通区域越大越好。晶振为敏感器件，晶振周围不能有磁感应器件，比如大电感等。 4.4. 接口说明 表6 接口说明 接口名称管脚功能说明 HSPI接IO12(MISO), IO13(MOSI), IO14(CLK), IO15(CS)可外接4SPI Flash、显示屏和MCU等。PWM接IO12(R), IO15(G),IO13(B)demo中提供4路PWM (用户可自行扩展至8路)，可用来控制彩灯，蜂鸣器，继电器及电机等。IR接IO14(IR_T), IO5(IR_R)IR Remote Control4接口由软件实现，接口使用NEC编码及调制解

17、调，采用38KHz的调制载波。ADC接TOUT可于检测VDD3P3 (Pin3,Pin4) 电源电压和 TOUT (Pin6)的输入电压(二者不可同时使用)。可用于传感器等应用。I2C接IO14(SCL), IO2(SDA)可外接传感器及显示屏等UART接UART0: TXD(U0TXD), RXD(U0RXD), IO15(RTS), IO13(CTS) UART1: IO2(TXD)可外接UART接口的设备。下载：U0TXD+U0RXD或者GPIO2+U0RXD 通信(UART0)：U0TXD，U0RXD，MTDO(U0RTS)，MTCK(U0CTS) Debug: UART1_TXD(G

18、PIO2)可作为 debug 信息的打印。UART0在ESP8266EX上电默认会输出一些打印信息。对此敏感的应用，可以使用UART的内部引脚交换功能，在初始化的时候，将U0TXD，U0RXD分别与U0RTS，U0CTS交换。硬件上将MTDO MTCK 连接到对应的 外部 MCU 的串进行通信。I2S接I2S 输入： IO12 (I2SI_DATA) ; IO13 (I2SI_BCK ); IO14 (I2SI_WS);主要于音频采集、处理和传输。I2S 输出： IO15 (I2SO_BCK );IO3 (I2SO_DATA);IO2 (I2SO_WS ).4.5. 最大额定值 表7 最大额定

19、值 额定值条件值单位存储温度-40 to 125最大焊接温度260供电压IPC/JEDEC J-STD-020+3.0 to +3.6V4.6. 建议工作环境 表8 建议工作环境 工作环境名称最小值典型值最大值单位工作温度-4020125供电电压VDD3.03.33.6V4.7. 数字端口特征 表9 数字端口特征 端典型值最小值典型值最大值单位输入逻辑电平低VIL-0.30.25VDDV输入逻辑电平VIH0.75VDDVDD+0.3V输出逻辑电平低VOLN0.1VDDV输出逻辑电平VOH0.8VDDNV注意：如无特殊说明，测试条件为：VDD = 3.3 V，温度为 20 。5. RF 参数 表

20、10 RF 参数 描述最小值典型值最大值单位输入频率 2400 2483.5 MHz输入阻抗值 50 ohm输入反射值 -10 dBPA 输出功率为 72.2 Mbps 15.5 16.5 17.5 dBm11b模式下 PA 输出功率 19.5 20.5 21.5 dBm接收灵敏度 CCK, 1 Mbps -98 dBm CCK, 11 Mbps -91 dBm 6 Mbps (1/2 BPSK) -93 dBm 54 Mbps (3/4 64-QAM) -75 dBm HT20, MCS7 (65 Mbps, 72.2 Mbps) -72 dBm邻频抑制 OFDM, 6 Mbps 37 dB

21、 OFDM, 54 Mbps 21 dB HT20, MCS0 37 dB HT20, MCS7 20 dB6. 功耗 下列功耗数据是基于3.3V 的电源、25C 的周围温度，并使用内部稳压器测得。 1 所有测量均在没有 SAW 滤波器的情况下，于天线接口处完成。 2 所有发射数据是基于 90% 的占空比，在持续发射的模式下测得的。 表11 功耗 模式最小值典型值最大值单位传送802.11b, CCK 11Mbps, POUT=+17dBm170mA传送802.11g, OFDM 54Mbps, POUT =+15dBm140mA传送802.11n, MCS7, POUT =+13dBm120

22、mA接收802.11b,包长1024字节, -80dBm50mA接收802.11g,包长1024字节, -70dBm56mA接收802.11n,包长1024字节, -65dBm56mAModem-Sleep15mALight-Sleep0.9mADeep-Sleep10uAPower Off0.5uA注：Modem-Sleep于需要 CPU一直处于工作状态如PWM或I2S应等。在保持 WiFi 连接时，如果没有数据传输，可根据 802.11标准 (如U-APSD)，关闭WiFi Modem电路来省电。例如，在 DTIM3 时，每sleep 300mS，醒来3mS 接收AP的Beacon包等，则

23、整体平均电流约 15mA。注：Light-Sleep用于CPU可暂停的应用，如 WiFi 开关。在保持 WiFi 连接时，如果没有数据传输，可根据802.11标准(如U-APSD)，关闭WiFi Modem电路并暂停CPU来省电。例如，在 DTIM3 时，每 sleep 300 ms，醒来 3ms 接收 AP 的 Beacon包等，则整体平均电流约 0.9 mA。 注：Deep-Sleep不需一直保持WiFi连接，很长时间才发送一次数据包的应用，如每100 秒测量次温度的传感器。例如，每300 s醒来后需0.3s - 1s连上AP发送数据,则整体平均电流可远小于1mA。 7. 倾斜升温 表12

24、 倾斜升温 倾斜升温 TS 最大值 TL最大值 3/秒预热 最小温度值 (TS Min.) 典型温度值 (TS Typ.) 最温度值 (TS Max.) 时间 (TS)150 175 200 60180秒倾斜升温 (TL to TP)最大值3/秒持续时间温度 (TL)时间 (TL)217/60150秒温度峰值 (TP)最高温度值 260，持续10秒目标温度峰值 (TP目标值)260+0/-5实际峰值 (tP) 5 持续时间2040秒倾斜降温最大值6/秒从 25 调至温度峰值所需时间(t)最大8分钟8. 原理图图5 ESP-12F 原理图 9. 产品试用 （1）淘宝店铺：深圳市安信可科技有限公司 （2）微信公众号 （3）技术支持邮箱：