ESP32 是集成 2.4 GHz Wi-Fi 和蓝牙双模的单芯片方案

1 概述 ESP32 是集成 2.4 GHz Wi-Fi 和蓝牙双模的单芯片方案，采用台积电 (TSMC) 超低功耗的 40 纳米工艺，具有超 高的射频性能、稳定性、通用性和可靠性，以及超低的功耗，满足不同的功耗需求，适用于各种应用场 景。 目前 ESP32 系列的产品型号包括 ESP32-D0WD-V3，ESP32-D0WDQ6-V3，ESP32-D0WD(NRND)， ESP32-D0WDQ6(NRND)，ESP32-S0WD 和 ESP32-U4WDH，其中 ESP32-D0WD-V3，ESP32-D0WDQ6-V3 和 ESP32-U4WDH 是基于 ECO V3 的芯片型号。  1.1.1 超低功耗 ESP32 专为移动设备、可穿戴电子产品和物联网 (IoT) 应用而设计。作为业内领先的低功耗芯片，ESP32 具有 精细的时钟门控、省电模式和动态电压调整等特性。 例如，在低功耗 IoT 传感器 Hub 应用场景中，ESP32 只有在特定条件下才会被周期性地唤醒。低占空比可以极大降低 ESP32 芯片的能耗。射频功率放大器的输出功率也可调节，以实现通信距离、数据率和功耗之间的最佳平衡1.1.2 高集成度 ESP32 是业内领先的高度集成的 Wi-Fi+ 蓝牙解决方案，外部元器件只需大约 20 个。ESP32 集成了天线开关、 射频 Balun、功率放大器、低噪声放大器、滤波器以及电源管理模块，极大减少了印刷电路板 (PCB) 的面 积。 ESP32 采用 CMOS 工艺实现单芯片集成射频和基带，还集成了先进的自校准电路，实现了动态自动调整，可 以消除外部电路的缺陷，更好地适应外部环境的变化。因此，ESP32 的批量生产可以不需要昂贵的专用 Wi-Fi测试设备。137 1381 41911.2 WiFi 主要特性 • 802.11 b/g/n • 802.11 n (2.4 GHz) 速度高达 150 Mbps • 无线多媒体 (WMM) • 帧聚合 (TX/RX A-MPDU, RX A-MSDU) • 立即块确认 (Immediate Block ACK) • 重组 (Defragmentation)• Beacon 自动监测（硬件 TSF） • 4 × 虚拟 Wi-Fi 接口 • 同时支持基础结构型网络 (Infrastructure BSS) Station 模式/SoftAP 模式/混杂模式 请注意 ESP32 在 Station 模式下扫描时，SoftAP 信道会同时改变 • 天线分集1.3 蓝牙主要特性 • 蓝牙 v4.2 完整标准，包含传统蓝牙 (BR/EDR) 和低功耗蓝牙 (BLE) • 支持标准 Class-1、Class-2 和 Class-3，且无需外部功率放大器 • 增强型功率控制 (Enhanced Power Control) • 输出功率高达 +12 dBm • NZIF 接收器具有–94 dBm 的 BLE 接收灵敏度 • 自适应跳频 (AFH) • 基于 SDIO/SPI/UART 接口的标准 HCI • 高速 UART HCI，最高可达 4 Mbps • 支持蓝牙 4.2 BR/EDR 和 BLE 双模 controller • 同步面向连接/扩展同步面向连接 (SCO/eSCO) • CVSD 和 SBC 音频编解码算法 • 蓝牙微微网 (Piconet) 和散射网 (Scatternet) • 支持传统蓝牙和低功耗蓝牙的多设备连接 • 支持同时广播和扫描 1.4 MCU 和高级特性 1.4.1 CPU 和存储 • Xtensa® 32-bit LX6 单/双核处理器，运算能力高达 600 MIPS（除 ESP32-S0WD/ESP32-U4WDH 为 200 MIPS） • 448 KB ROM • 520 KB SRAM • 16 KB RTC SRAM • QSPI 支持多个 flash/SRAM 1.4.2 时钟和定时器 • 内置 8 MHz 振荡器，支持自校准 • 内置 RC 振荡器，支持自校准 • 支持外置 2 MHz 至 60 MHz 的主晶振（如果使用 Wi-Fi/蓝牙功能，则目前仅支持 40 MHz 晶振） • 支持外置 32 kHz 晶振，用于 RTC，支持自校准 • 2 个定时器群组，每组包括 2 个 64-bit 通用定时器和 1 个主系统看门狗 • 1 个 RTC 定时器 • RTC 看门狗 1.4.3 高级外设接口 • 34 个 GPIO 口 • 12-bit SAR ADC，多达 18 个通道 • 2 个 8-bit D/A 转换器 • 10 个触摸传感器 • 4 个 SPI • 2 个 I2S • 2 个 I2C • 3 个 UART • 1 个 Host SD/eMMC/SDIO • 1 个 Slave SDIO/SPI • 带有专用 DMA 的以太网 MAC 接口，支持 IEEE 1588 • 双线汽车接口（TWAI®，兼容 ISO11898-1） • IR (TX/RX) • 电机 PWM • LED PWM，多达 16 个通道 • 霍尔传感器 1.4.4 安全机制 • 安全启动 • flash 加密 • 1024-bit OTP，用户可用的高达 768 bit• 加密硬件加速器： – AES – Hash (SHA-2) – RSA – ECC – 随机数生成器 (RNG)1.5 应用（部分举例） • 通用低功耗 IoT 传感器 Hub • 通用低功耗 IoT 数据记录器 • 摄像头视频流传输 • OTT 电视盒/机顶盒设备 • 语音识别 • 图像识别 • Mesh 网络 • 家庭自动化 – 智能照明 – 智能插座 – 智能门锁 • 智慧楼宇 – 照明控制 – 能耗监测 • 工业自动化 – 工业无线控制 – 工业机器人 • 智慧农业 – 智能温室大棚 – 智能灌溉 – 农业机器人 • 音频设备 – 网络音乐播放器 – 音频流媒体设备 – 网络广播 • 健康/医疗/看护 – 健康监测 – 婴儿监控器 • Wi-Fi 玩具 – 遥控玩具 – 距离感应玩具 – 早教机 • 可穿戴电子产品 – 智能手表 – 智能手环 • 零售 & 餐饮 – POS 系统 – 服务机器人