ESP32-S2-WROVER &ESP32-S2-WROVER-I技术规格书
版本 1.1
乐鑫信息科技版权 © 2020
www.espressif.com
关于本文档本文档为用户提供 ESP32-S2-WROVER和 ESP32-S2-WROVER-I模组的技术规格。
文档版本请至乐鑫官网 https://www.espressif.com/zh-hans/support/download/documents下载最新版本文档。
修订历史请至文档最后页查看修订历史。
文档变更通知用户可以通过乐鑫官网订阅页面 www.espressif.com/zh-hans/subscribe订阅技术文档变更的电子邮件通知。
证书下载用户可以通过乐鑫官网证书下载页面 www.espressif.com/zh-hans/certificates下载产品证书。
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用许可,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。蓝牙标志是 Bluetooth SIG的注册商标。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。版权归 © 2020乐鑫所有。保留所有权利。
1 产品概述
1 产品概述
1.1 特性
MCU
• 内置 ESP32-S2芯片,Xtensa® 单核 32位 LX7
微处理器,支持高达 240 MHz的时钟频率
• 128 KB ROM
• 320 KB SRAM
• 16 KB RTC SRAM
Wi-Fi
• 802.11 b/g/n
• 数据速率高达 150 Mbps
• 帧聚合 (TX/RX A-MPDU, RX A-MSDU)
• 0.4 µs保护间隔
• 工作信道中心频率范围:2412 ~ 2484 MHz
硬件• 模组接口:GPIO、SPI、LCD接口、UART、I2C、
I2S、Camera接口、IR、脉冲计数器、LED
PWM、TWAITM(兼容 ISO 11898-1)、USB 1.1
OTG、ADC、DAC、触摸传感器、温度传感器
• 40 MHz集成晶振
• 4 MB SPI flash
• 2 MB PSRAM
• 工作电压/供电电压:3.0 ~ 3.6 V
• 建议工作温度范围:–40 ~ 85 °C
• 封装尺寸:(18 × 31 × 3.3) mm
认证• 环保认证:RoHS/REACH
• RF认证:FCC/CE-RED/SRRC
测试• HTOL/HTSL/uHAST/TCT/ESD
1.2 描述ESP32-S2-WROVER和 ESP32-S2-WROVER-I是通用型 Wi-Fi MCU模组,功能强大,具有丰富的外设接口,可用于可穿戴电子设备、智能家居等场景。
ESP32-S2-WROVER采用 PCB板载天线,ESP32-S2-WROVER-I采用 IPEX天线。两款模组均配置了 4 MB
SPI flash和 2 MB SPI PSRAM。本文档提供的信息适用于这两款模组。模组的订购信息如下表所示:
表 1: 模组订购信息
模组 内置芯片 Flash PSRAM 模组尺寸 (mm)
ESP32-S2-WROVER (PCB)ESP32-S2 4 MB 2 MB (18.00±0.15)×(31.00±0.15)×(3.30±0.15)
ESP32-S2-WROVER-I (IPEX)
说明:1. 可另行定制配置其他大小的 flash版本模组。2. U.FL座子尺寸详见章节 7.3。
ESP32-S2-WROVER和 ESP32-S2-WROVER-I采用的是 ESP32-S2芯片。ESP32-S2芯片搭载 Xtensa® 32位LX7单核处理器,工作频率高达 240 MHz。用户可以关闭 CPU的电源,利用低功耗协处理器监测外设的状态变化或某些模拟量是否超出阈值。ESP32-S2还集成了丰富的外设,包括 SPI、I2S、UART、I2C、LED PWM、TWAITM、LCD接口、Camera接口、ADC、DAC、触摸传感器、温度传感器和多达 43个 GPIO,以及一个全速USB 1.1 On-The-Go (OTG)接口。
乐鑫信息科技 3反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
1 产品概述
Note:
*关于 ESP32-S2芯片的更多信息请参考文档《ESP32-S2技术规格书》。
1.3 应用
• 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
• USB设备
• 语音识别
• 图像识别
• Mesh网络
• 家庭自动化
• 智能家居控制板
• 智慧楼宇
• 工业自动化
• 智慧农业
• 音频设备
• 健康/医疗/看护
• Wi-Fi玩具
• 可穿戴电子产品
• 零售 &餐饮
• 智能 POS应用
乐鑫信息科技 4反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
目录
目录
1 产品概述 3
1.1 特性 3
1.2 描述 3
1.3 应用 4
2 功能块图 8
3 管脚定义 9
3.1 管脚布局 9
3.2 管脚描述 10
3.3 Strapping管脚 11
4 电气特性 13
4.1 绝对最大额定值 13
4.2 建议工作条件 13
4.3 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C) 13
4.4 功耗特性 14
4.5 Wi-Fi射频 15
4.5.1 Wi-Fi射频特性 15
4.5.2 发射器性能规格 15
4.5.3 接收器性能规格 16
5 原理图 18
6 外围设计原理图 20
7 模组尺寸和 PCB封装图形 21
7.1 模组尺寸 21
7.2 PCB封装图形 22
7.3 U.FL座子尺寸 23
8 产品处理 24
8.1 存储条件 24
8.2 ESD 24
8.3 回流焊温度曲线 24
9 MAC地址和 eFuse 25
10 学习资源 26
10.1 必读资料 26
10.2 必备资源 26
修订历史 27
乐鑫信息科技 5反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
表格
表格1 模组订购信息 3
2 管脚定义 10
3 Strapping管脚 11
4 绝对最大额定值 13
5 建议工作条件 13
6 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C) 13
7 射频功耗 14
8 不同功耗模式下的功耗 14
9 Wi-Fi射频特性 15
10 发射器性能规格 15
11 接收器性能规格 16
乐鑫信息科技 6反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
插图
插图1 ESP32-S2-WROVER功能块图 8
2 ESP32-S2-WROVER-I功能块图 8
3 管脚布局(顶视图) 9
4 ESP32-S2-WROVER原理图 18
5 ESP32-S2-WROVER-I原理图 19
6 外围设计原理图 20
7 模组尺寸 21
8 PCB封装图形 22
9 U.FL座子尺寸图 23
10 回流焊温度曲线 24
乐鑫信息科技 7反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
2 功能块图
2 功能块图
ESP32-S2
RF Matching
40 MHzCrystal3V3
ESP32-S2-WROVER
EN GPIOs
Antenna
SPI
FLAS
H SPICS0SPICLKSPIDISPIDOSPIWPSPIHD
VDD_SPI
SPI
PSRA
M
SPICLKSPICS1
VDD_SPI
SIO0SIO1SIO2SIO3
图 1: ESP32-S2-WROVER功能块图
SPI
FLAS
H
ESP32-S2
RF Matching
40 MHzCrystal
SPICS0SPICLKSPIDISPIDOSPIWPSPIHD
3V3
VDD_SPI
ESP32-S2-WROVER-I
EN GPIOs
Antenna
SPI PS
RAM
SPICLKSPICS1
VDD_SPI
SIO0SIO1SIO2SIO3
图 2: ESP32-S2-WROVER-I功能块图
乐鑫信息科技 8反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
3 管脚定义
3 管脚定义
3.1 管脚布局
1 GND
2 3V3
3 IO0
4 IO1
5 IO2
6 IO3
Keepout Zone
7 IO4
8 IO5
9 IO6
10 IO7
11 IO8
12 IO9
13 IO10
14 IO11
15 IO12
16 IO13
42GND
41EN
40IO46
39IO45
38RXD0
37TXD0
36IO42
35IO41
34IO40
33IO39
32IO38
31IO37
30IO36
29IO35
28IO34
27IO33
Pin 43
GND
GND
GND GND GND
GND
GNDGNDGND
17
IO
14
18
IO
15
19
IO
16
20
IO
17
21
IO
18
22
IO
19
23
IO
20
24
IO
21
25
IO
26
26
GN
D
图 3: 管脚布局(顶视图)
乐鑫信息科技 9反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
3 管脚定义
Note:
管脚布局图显示了模组上管脚的大致位置。具体布局请参考图 7.1模组尺寸图。
3.2 管脚描述模组共有 42个管脚,具体描述参见表 2。
表 2: 管脚定义
名称 序号 类型 功能
GND 1 P 接地
3V3 2 P 供电
IO0 3 I/O/T RTC_GPIO0, GPIO0
IO1 4 I/O/T RTC_GPIO1, GPIO1, TOUCH1, ADC1_CH0
IO2 5 I/O/T RTC_GPIO2, GPIO2, TOUCH2, ADC1_CH1
IO3 6 I/O/T RTC_GPIO3, GPIO3, TOUCH3, ADC1_CH2
IO4 7 I/O/T RTC_GPIO4, GPIO4, TOUCH4, ADC1_CH3
IO5 8 I/O/T RTC_GPIO5, GPIO5, TOUCH5, ADC1_CH4
IO6 9 I/O/T RTC_GPIO6, GPIO6, TOUCH6, ADC1_CH5
IO7 10 I/O/T RTC_GPIO7, GPIO7, TOUCH7, ADC1_CH6
IO8 11 I/O/T RTC_GPIO8, GPIO8, TOUCH8, ADC1_CH7
IO9 12 I/O/T RTC_GPIO9, GPIO9, TOUCH9, ADC1_CH8, FSPIHD
IO10 13 I/O/T RTC_GPIO10, GPIO10, TOUCH10, ADC1_CH9, FSPICS0, FSPIIO4
IO11 14 I/O/T RTC_GPIO11, GPIO11, TOUCH11, ADC2_CH0, FSPID, FSPIIO5
IO12 15 I/O/T RTC_GPIO12, GPIO12, TOUCH12, ADC2_CH1, FSPICLK, FSPIIO6
IO13 16 I/O/T RTC_GPIO13, GPIO13, TOUCH13, ADC2_CH2, FSPIQ, FSPIIO7
IO14 17 I/O/T RTC_GPIO14, GPIO14, TOUCH14, ADC2_CH3, FSPIWP, FSPIDQS
IO15 18 I/O/T RTC_GPIO15, GPIO15, U0RTS, ADC2_CH4, XTAL_32K_P
IO16 19 I/O/T RTC_GPIO16, GPIO16, U0CTS, ADC2_CH5, XTAL_32K_N
IO17 20 I/O/T RTC_GPIO17, GPIO17, U1TXD, ADC2_CH6, DAC_1
IO18 21 I/O/T RTC_GPIO18, GPIO18, U1RXD, ADC2_CH7, DAC_2, CLK_OUT3
IO19 22 I/O/T RTC_GPIO19, GPIO19, U1RTS, ADC2_CH8, CLK_OUT2, USB_D-
IO20 23 I/O/T RTC_GPIO20, GPIO20, U1CTS, ADC2_CH9, CLK_OUT1, USB_D+
IO21 24 I/O/T RTC_GPIO21, GPIO21
IO26 25 I/O/T SPICS1, GPIO26(请见表格下方说明)
GND 26 P 接地
IO33 27 I/O/T SPIIO4, GPIO33, FSPIHD
IO34 28 I/O/T SPIIO5, GPIO34, FSPICS0
IO35 29 I/O/T SPIIO6, GPIO35, FSPID
IO36 30 I/O/T SPIIO7, GPIO36, FSPICLK
IO37 31 I/O/T SPIDQS, GPIO37, FSPIQ
IO38 32 I/O/T GPIO38, FSPIWP
IO39 33 I/O/T MTCK, GPIO39, CLK_OUT3
IO40 34 I/O/T MTDO, GPIO40, CLK_OUT2
IO41 35 I/O/T MTDI, GPIO41, CLK_OUT1
乐鑫信息科技 10反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
3 管脚定义
名称 序号 类型 功能
IO42 36 I/O/T MTMS, GPIO42
TXD0 37 I/O/T U0TXD, GPIO43, CLK_OUT1
RXD0 38 I/O/T U0RXD, GPIO44, CLK_OUT2
IO45 39 I/O/T GPIO45
IO46 40 I GPIO46
EN 41 I
高电平:芯片使能;低电平:芯片关闭;注意不能让 EN管脚浮空。
GND 42 P 接地
Notice:
• 管脚 IO26当前默认用于连接至模组上集成的 PSRAM的 CS端,不可用于其他功能。
• 外设管脚分配请参考《ESP32-S2技术规格书》。
3.3 Strapping管脚ESP32-S2共有 3个 Strapping管脚:GPIO0、GPIO45、GPIO46。ESP32-S2的 Strapping管脚与模组管脚对应关系如下,可参考章节 5电路原理图:
• GPIO0 = IO0
• GPIO45 = IO45
• GPIO46 = IO46
软件可以读取寄存器“GPIO_STRAPPING”中这几个管脚 strapping的值。
在芯片的系统复位(上电复位、RTC看门狗复位、欠压复位、模拟超级看门狗 (analog super watchdog)复位、晶振时钟毛刺检测复位)过程中,Strapping管脚对自己管脚上的电平采样并存储到锁存器中,锁存值为“0”或“1”,并一直保持到芯片掉电或关闭。
IO0, IO45, IO46默认连接内部上拉/下拉。如果这些管脚没有外部连接或者连接的外部线路处于高阻抗状态,内部弱上拉/下拉将决定这几个管脚输入电平的默认值。
为改变 Strapping的值,用户可以应用外部下拉/上拉电阻,或者应用主机 MCU的 GPIO控制 ESP32-S2上电复位时的 Strapping管脚电平。
复位放开后,Strapping管脚和普通管脚功能相同。
配置 Strapping管脚的详细启动模式请参阅表 3。
表 3: Strapping管脚
VDD_SPI电压 1
管脚 默认 3.3 V 1.8 V
IO45 2 下拉 0 1
系统启动模式
管脚 默认 SPI启动模式 下载启动模式
IO0 上拉 1 0
乐鑫信息科技 11反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
3 管脚定义
IO46 下拉 无关项 0
系统启动过程中,控制 ROM Code打印 3 4
管脚 默认 正常打印 上电不打印
IO46 下拉 详见第 4条说明 详见第 4条说明
Note:
1. 固件可以通过配置寄存器,在启动后改变“VDD_SPI电压”的设定。
2. GPIO 46 = 1且 GPIO0 = 0不可使用。
3. 由于模组的 flash的工作电压默认为 3.3 V(VDD_SPI输出),所以模组内部 IO45的上拉电阻 R1默认不上件。同
时,请注意在使用 IO45时确保模组上电时外部电路不会将 IO45拉高。
4. ROM Code上电打印默认通过 TXD0管脚,可以由 eFuse位控制切换到 DAC_1 (IO17)管脚。
5. eFuse的 UART_PRINT_CONTROL为
0时,上电正常打印,不受 IO46控制。
1时,IO46为 0:上电正常打印;IO46为 1:上电不打印。
2时,IO46为 0:上电不打印;IO46为 1:上电正常打印。
3时,上电不打印,不受 IO46控制。
乐鑫信息科技 12反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
4 电气特性
4 电气特性
4.1 绝对最大额定值
表 4: 绝对最大额定值
符号 参数 最小值 最大值 单位
VDD33 电源管脚电压 –0.3 3.6 V
TSTORE 存储温度 –40 85 °C
4.2 建议工作条件
表 5: 建议工作条件
符号 参数 最小值 典型值 最大值 单位
VDD33 电源管脚电压 3.0 3.3 3.6 V
IV DD 外部电源的供电电流 0.5 — — A
T 建议工作温度 –40 — 85 °C
Humidity 湿度 — 85 — %RH
4.3 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C)
表 6: 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C)
符号 参数 最小值 典型值 最大值 单位
CIN 管脚电容 — 2 — pF
VIH 高电平输入电压 0.75 × VDD — VDD + 0.3 V
VIL 低电平输入电压 –0.3 — 0.25 × VDD V
IIH 高电平输入电流 — — 50 nA
IIL 低电平输入电流 — — 50 nA
VOH2 高电平输出电压 0.8 × VDD — — V
VOL2 低电平输出电压 — — 0.1 × VDD V
IOH
高电平拉电流 (VDD = 3.3 V, VOH >= 2.64 V,
PAD_DRIVER = 3)— 40 — mA
IOL
低电平灌电流 (VDD = 3.3 V, VOL = 0.495 V,
PAD_DRIVER = 3)— 28 — mA
RPU 上拉电阻 — 45 — kΩ
RPD 下拉电阻 — 45 — kΩ
VIH_nRST 芯片复位释放电压 0.75 × VDD — VDD + 0.3 V
VIL_nRST 芯片复位电压 –0.3 — 0.25 × VDD V
Note:
1. VDD是 I/O的供电电源。
2. VOH 和 VOL 为负载是高阻条件下的测量值。
乐鑫信息科技 13反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
4 电气特性
4.4 功耗特性ESP32-S2采用了先进的电源管理技术,可以在不同的功耗模式之间切换。关于不同功耗模式的描述,详见《ESP32-S2技术规格书》中章节 RTC和低功耗管理。
表 7: 射频功耗
工作模式 描述 峰值 (mA)
Active(射频工作)TX
802.11b, 20 MHz, 1 Mbps, @19.5 dBm 310
802.11g, 20 MHz, 54 Mbps, @15 dBm 220
802.11n, 20 MHz, MCS7, @13 dBm 200
802.11n, 40 MHz, MCS7, @13 dBm 160
RX802.11b/g/n, 20 MHz 63
802.11n, 40 MHz 68
Note:
• 以上功耗数据是基于 3.3 V 电源、25 °C 环境温度,在 RF 接口处完成的测试结果。所有发射数据均基于 100%
的占空比测得。
• 测量 RX功耗数据时,外设处于关闭状态,CPU处于 idle状态。
表 8: 不同功耗模式下的功耗
工作模式 描述 功耗典型值
Modem-sleep CPU处于工作状态240 MHz 22 mA
160 MHz 17 mA
正常速度:80 MHz 14 mA
Light-sleep — 550 µA
Deep-sleep
ULP协处理器处于工作状态 235 µA
超低功耗传感器监测模式 22 µA @1% duty
RTC定时器 + RTC存储器 25 µA
仅有 RTC定时器处于工作状态 20 µA
关闭 CHIP_PU脚拉低,芯片处于关闭状态 1 µA
Note:
• 测量 Modem-sleep功耗数据时,CPU处于工作状态,cache处于 idle状态。
• 在 Wi-Fi开启的场景中,芯片会在 Active和 Modem-sleep模式之间切换,功耗也会在两种模式间变化。
• Modem-sleep模式下,CPU频率自动变化,频率取决于 CPU负载和使用的外设。
• Deep-sleep模式下,仅 ULP协处理器处于工作状态时,可以操作 GPIO及低功耗 I2C。
• 当系统处于超低功耗传感器监测模式时,ULP协处理器或传感器周期性工作。触摸传感器以 1%占空比工作,系
统功耗典型值为 22 µA。
乐鑫信息科技 14反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
4 电气特性
4.5 Wi-Fi射频
4.5.1 Wi-Fi射频特性
表 9: Wi-Fi射频特性
参数 描述
工作信道中心频率范围 1 2412 ~ 2484 MHz
Wi-Fi协议 IEEE 802.11b/g/n
数据速率20 MHz
11b: 1, 2, 5.5, 11 Mbps
11g: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps
11n: MCS0-7, 72.2 Mbps (Max)
40 MHz 11n: MCS0-7, 150 Mbps (Max)
天线类型 PCB天线,IPEX天线
1. 工作信道中心频率范围应符合国家或地区的规范标准。软件可以配置工作信道中心频率范围。
2. 使用 IPEX天线的模组输出阻抗为 50 Ω,不使用 IPEX天线的模组可无需关注输出阻抗。
4.5.2 发射器性能规格
表 10: 发射器性能规格
参数 条件 典型值 单位
输出功率 1
11b, 1 Mbps 19.5
dBm
11b, 11 Mbps 19.5
11g, 6 Mbps 18
11g, 54 Mbps 15
11n, HT20, MCS0 18
11n, HT20, MCS7 13.5
11n, HT40, MCS0 18
11n, HT40, MCS7 13.5
1. 根据产品或认证的要求,用户可以配置目标功率。
乐鑫信息科技 15反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
4 电气特性
4.5.3 接收器性能规格
表 11: 接收器性能规格
参数 条件 典型值 单位
接收灵敏度
1 Mbps –97
dBm
2 Mbps –95
5.5 Mbps –93
11 Mbps –88
6 Mbps –92
9 Mbps –91
12 Mbps –89
18 Mbps –86
24 Mbps –83
36 Mbps –80
48 Mbps –76
54 Mbps –74
11n, HT20, MCS0 –92
11n, HT20, MCS1 –88
11n, HT20, MCS2 –85
11n, HT20, MCS3 –82
11n, HT20, MCS4 –79
11n, HT20, MCS5 –75
11n, HT20, MCS6 –73
11n, HT20, MCS7 –72
11n, HT40, MCS0 –89
11n, HT40, MCS1 –85
11n, HT40, MCS2 –83
11n, HT40, MCS3 –79
11n, HT40, MCS4 –76
11n, HT40, MCS5 –72
11n, HT40, MCS6 –70
11n, HT40, MCS7 –68
最大接收电平
11b, 1 Mbps 5
dBm
11b, 11 Mbps 5
11g, 6 Mbps 5
11g, 54 Mbps 0
11n, HT20, MCS0 5
11n, HT20, MCS7 0
11n, HT40, MCS0 5
11n, HT40, MCS7 0
邻道抑制
11b, 11 Mbps 35
dB
11g, 6 Mbps 31
11g, 54 Mbps 14
11n, HT20, MCS0 31
11n, HT20, MCS7 13
乐鑫信息科技 16反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
4 电气特性
参数 条件 典型值 单位11n, HT40, MCS0 19
11n, HT40, MCS7 8
乐鑫信息科技 17反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
5原理图
5 原理图模组内部元件的电路图。
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
D D
C C
B B
A A
Pin.2
3V3
Pin.41
EN
Pin.42
GND
Pin.3
IO0
Pin.4
IO1
Pin.5
IO2
Pin.6
IO3
Pin.7
IO4
Pin.8
IO5
Pin.9
IO6
Pin.10
IO7
Pin.11
IO8
Pin.12
IO9
Pin.14
IO11
Pin.15
IO12
Pin.13
IO10
Pin.18
IO15
Pin.19
IO16
Pin.16
IO13
Pin.21
IO18
Pin.22
IO19
Pin.37
TXD0
Pin.20
IO17
Pin.23
IO20
Pin.36
IO42
Pin.28
IO34
Pin.32
IO38
Pin.27
IO33
Pin.24
IO21
Pin.35
IO41
Pin.30
IO36
Pin.25
IO26
Pin.34
IO40
Pin.29
IO35
Pin.33
IO39
Pin.31
IO37
Pin.1
GND
PCB ANTENNA
Flash and PSRAM
Pin.38
RXD0
Pin.39
IO45
Pin.40
IO46
Pin.17
IO14
Pin.26
GND
The values of C11, L2 and C12vary with the actual PCB board.
EPAD
The values of C1 and C4 vary withthe selection of the crystal.
The value of R4 varies with the actualPCB board.
NC: No component.
SPICLK
SPICS0
SPIHD
SPICS1SPID
SPIWP
SPIQ SPICLK
SPIHD
SPID
SPIWP
SPIQ
GPIO0
GPIO1
GPIO4
GPIO5
GPIO36
GPIO19
GPIO41
GPIO40
GPIO42
GPIO39
GPIO37
GPIO12
GPIO14
GPIO15
GPIO16
GPIO17
U0TXD
CHIP_PU
GPIO2
GPIO3
GPIO6
GPIO7
GPIO8
GPIO9
GPIO10
GPIO11
GPIO20
GPIO18
GPIO21
GPIO35
GPIO0GPIO1GPIO2GPIO3GPIO4GPIO5GPIO6GPIO7GPIO8GPIO9
GPIO10
GPIO11
GPIO12
GPIO13
GPIO14
GPIO15
GPIO16
GPIO17
GPIO18
GPIO19
GPIO20
GPIO21
GPIO33GPIO34GPIO35GPIO36GPIO37GPIO38
SPIHDSPIWP
SPIDSPIQ
SPICS1GPIO26
SPICS0
LAN_INANT1
ANT2
RF_ANT
GPIO39GPIO40GPIO41GPIO42
GPIO46
CHIP_PU
GPIO45
U0TXD
GPIO33
GPIO34
GPIO38
U0RXD
GPIO45
GPIO46
GPIO26
U0RXD
GPIO13
SPICLK
VDD_SPI VDD_SPI
GNDGND
VDD33
VDD33
GND
GND
GND
GND
GND GND
VDD33
GND GND GND
GNDGND
GND
GND
VDD33
VDD33
GND
GNDGND
VDD33
GND
GNDGND
VDD33
GND
VDD_SPI
VDD33
GND GND
GND
GND
GND
VDD33
C11
TBD
1
1
1
R2 0
1
C12
TBD
1
1
C13
0.1uF
1
C4
TBD
1
1
R3 499
1
1
1
1
1
R8
10K(NC)
1C14
1uF
1
1
U1 ESP32-S2
VDDA1
LNA_IN2
VDD3P33
VDD3P34
GPIO05
GPIO16
GPIO27
GPIO38
GPIO49
GPIO510
GPIO611
GPIO712
GPIO10
15
GPIO11
16
GPIO12
17
GPIO13
18
GPIO14
19
XTAL_32K_P
21
VDD3P3_RTC
20
XTAL_32K_N
22
DAC_1
23
DAC_2
24
GPIO19
25
GPIO20
26
VDD_SPI30
SPICS129
SPIWP32SPICS033
SPIQ35SPID36
SPICLK34
GPIO3337
GND
57
GPIO3438GPIO3539
MTCK
43
GPIO46
55
VDDA
51
XTAL_N
52
XTAL_P
53
MTMS
47
MTDO
44
U0TXD
48
VDD3P3_CPU
45
CHIP_PU
56
VDDA
54
MTDI
46
GPIO813
GPIO914
VDD3P3_RTC_IO
27
GPIO21
28
SPIHD31
GPIO3640GPIO3741GPIO3842
U0RXD
49
GPIO45
50
1
1
C9
0.1uF
1
1
C6
10uF
1
1
1
L1 2.0nH
1
R1
10K(NC)
U2
FLASH-3V3
/CS1
DO2
/WP3
GND
4
DI5
CLK6
/HOLD7
VCC
8
C10
0.1uF
Y1
40MHz(±10ppm)
XIN
1
GND
2XOUT
3
GND
4
C2
100pF
1
1
1
1
L2 TBD
C7
1uF
1
D1
LESD8D3.3CAT5G
R7 0
1
C1
TBD
ANT2
PCB_ANT
12
ANT1
IPEX
1
2 3
1
R10 0
1
1
U3
PSRAM-3V3
VDD
8VSS
4
CS1
SCLK6
SIO37
SIO23
SO/SIO12
SI/SIO05
C3
1uF
11
1
C16
0.1uF
1
C15
0.1uF
R6 0(NC)
1
1
R4
0
1
C8
0.1uF
1
R9
10K(NC)
C5
0.1uF
图 4: ESP32-S2-WROVER原理图
乐鑫信息科技
18反馈文档意见 E
SP
32-S2-W
RO
VE
R&
ES
P32-S
2-WR
OV
ER
-I技术规格书
v1.1
5原理图
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
D D
C C
B B
A A
Pin.2
3V3
Pin.41
EN
Pin.42
GND
Pin.3
IO0
Pin.4
IO1
Pin.5
IO2
Pin.6
IO3
Pin.7
IO4
Pin.8
IO5
Pin.9
IO6
Pin.10
IO7
Pin.11
IO8
Pin.12
IO9
Pin.14
IO11
Pin.15
IO12
Pin.13
IO10
Pin.18
IO15
Pin.19
IO16
Pin.16
IO13
Pin.21
IO18
Pin.22
IO19
Pin.37
TXD0
Pin.20
IO17
Pin.23
IO20
Pin.36
IO42
Pin.28
IO34
Pin.32
IO38
Pin.27
IO33
Pin.24
IO21
Pin.35
IO41
Pin.30
IO36
Pin.25
IO26
Pin.34
IO40
Pin.29
IO35
Pin.33
IO39
Pin.31
IO37
Pin.1
GND
PCB ANTENNA
Flash and PSRAM
Pin.38
RXD0
Pin.39
IO45
Pin.40
IO46
Pin.17
IO14
Pin.26
GND
The values of C11, L2 and C12vary with the actual PCB board.
EPAD
The values of C1 and C4 vary withthe selection of the crystal.
The value of R4 varies with the actualPCB board.
NC: No component.
SPICLK
SPICS0
SPIHD
SPICS1SPID
SPIWP
SPIQ SPICLK
SPIHD
SPID
SPIWP
SPIQ
GPIO0
GPIO1
GPIO4
GPIO5
GPIO36
GPIO19
GPIO41
GPIO40
GPIO42
GPIO39
GPIO37
GPIO12
GPIO14
GPIO15
GPIO16
GPIO17
U0TXD
CHIP_PU
GPIO2
GPIO3
GPIO6
GPIO7
GPIO8
GPIO9
GPIO10
GPIO11
GPIO20
GPIO18
GPIO21
GPIO35
GPIO0GPIO1GPIO2GPIO3GPIO4GPIO5GPIO6GPIO7GPIO8GPIO9
GPIO10
GPIO11
GPIO12
GPIO13
GPIO14
GPIO15
GPIO16
GPIO17
GPIO18
GPIO19
GPIO20
GPIO21
GPIO33GPIO34GPIO35GPIO36GPIO37GPIO38
SPIHDSPIWP
SPIDSPIQ
SPICS1GPIO26
SPICS0
LAN_INANT1
ANT2
RF_ANT
GPIO39GPIO40GPIO41GPIO42
GPIO46
CHIP_PU
GPIO45
U0TXD
GPIO33
GPIO34
GPIO38
U0RXD
GPIO45
GPIO46
GPIO26
U0RXD
GPIO13
SPICLK
VDD_SPI VDD_SPI
GNDGND
VDD33
VDD33
GND
GND
GND
GND
GND GND
VDD33
GND GND GND
GNDGND
GND
GND
VDD33
VDD33
GND
GNDGND
VDD33
GND
GNDGND
VDD33
GND
VDD_SPI
VDD33
GND GND
GND
GND
GND
VDD33
1
R2 0
1
1
1
C11
TBD
C13
0.1uF
1
1
C12
TBD
C4
TBD
1
R3 499
1
1
1
1
1
1
1
1
C14
1uF
1
R8
10K(NC)
1
C9
0.1uF
1
1
U1 ESP32-S2
VDDA1
LNA_IN2
VDD3P33
VDD3P34
GPIO05
GPIO16
GPIO27
GPIO38
GPIO49
GPIO510
GPIO611
GPIO712
GPIO10
15
GPIO11
16
GPIO12
17
GPIO13
18
GPIO14
19
XTAL_32K_P
21
VDD3P3_RTC
20
XTAL_32K_N
22
DAC_1
23
DAC_2
24
GPIO19
25
GPIO20
26
VDD_SPI30
SPICS129
SPIWP32SPICS033
SPIQ35SPID36
SPICLK34
GPIO3337
GND
57
GPIO3438GPIO3539
MTCK
43
GPIO46
55
VDDA
51
XTAL_N
52
XTAL_P
53
MTMS
47
MTDO
44
U0TXD
48
VDD3P3_CPU
45
CHIP_PU
56
VDDA
54
MTDI
46
GPIO813
GPIO914
VDD3P3_RTC_IO
27
GPIO21
28
SPIHD31
GPIO3640GPIO3741GPIO3842
U0RXD
49
GPIO45
50
L1 2.0nH
1
1
1
C6
10uF
1
1
1
C2
100pF
Y1
40MHz(±10ppm)
XIN
1
GND
2XOUT
3
GND
4
C10
0.1uF
U2
FLASH-3V3
/CS1
DO2
/WP3
GND
4
DI5
CLK6
/HOLD7
VCC
8
R1
10K(NC)
1
1
1
1
R7 0(NC)
D1
LESD8D3.3CAT5G
1
C7
1uF
L2 TBD
1
ANT2
PCB_ANT
12
C1
TBD
U3
PSRAM-3V3
VDD
8VSS
4
CS1
SCLK6
SIO37
SIO23
SO/SIO12
SI/SIO05
1
1
R10 0
1
ANT1
IPEX
1
2 3
C16
0.1uF
1
1 1
C3
1uF
1
R6 0
C15
0.1uF
1
R4
0
1
C5
0.1uF
R9
10K(NC)
1
C8
0.1uF
1
图 5: ESP32-S2-WROVER-I原理图
乐鑫信息科技
19反馈文档意见 E
SP
32-S2-W
RO
VE
R&
ES
P32-S
2-WR
OV
ER
-I技术规格书
v1.1
6 外围设计原理图
6 外围设计原理图模组与外围器件(如电源、天线、复位按钮、JTAG接口、UART接口等)连接的应用电路图。
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
D D
C C
B B
A A
X1: ESR = Max. 70 KΩ
NC: No component.
EN
IO0
IO12IO13
IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8IO9IO10IO11
IO42IO41
IO37IO36
IO38
IO40IO39
IO14
IO15
IO16
IO17
IO19
IO20
IO21
IO46
RXD0TXD0
IO45
EN
IO35IO34IO33
TMSTDITDOTCK
IO0
USB_D+USB_D-
IO18
GND
GND GND
VDD33
GND GND
GND
GND
VDD33
GND
GND
GND
GND GND
VDD33
GND
JP3
USB OTG
11
22
C3
0.1uF
SW1
R3 0(NC)
C2
TBD
U1
ESP32-S2-WROVER/ESP32-S2-WROVER-I
GND1
3V32
IO03
IO14
IO25
IO36
IO47
IO58
IO69
IO710
IO811
IO912
IO1013
IO1114
GND42
IO4539
RXD038
TXD037
IO4236
IO4135
IO4034
IO3933
IO3832
IO3731
IO3630
IO3529
IO3428
IO3327
IO14
17
IO15
18
IO16
19
IO17
20
IO18
21
IO19
22
IO20
23
IO21
24
IO26
25
GN
D26
EPAD43
IO1215
IO1316
EN41
IO4640
C7 12pF(NC)
C6
20pF(NC)
R7 0
R4 0
R2
NC
X1
32.768KHz(NC)
12
JP4Boot Option
11
22
R1 TBD
C5
20pF(NC)
JP1
UART
11
22
33
44
C4 12pF(NC)
C1
22uF
C8 0.1uF
R5 0(NC)
R6 0
R8 10K
JP2
JTAG
11
22
33
44
图 6: 外围设计原理图
Note:
• EPAD可以不焊接到底板,但是焊接到底板的 GND可以获得更好的散热特性。
• 为确保芯片上电时的供电正常,EN管脚处需要增加 RC延迟电路。RC通常建议为 R = 10 kΩ,C = 1 µF,但具
体数值仍需根据模组电源的上电时序和芯片的上电复位时序进行调整。芯片的上电复位时序图可参考
《ESP32-S2技术规格书》中电源管理章节。
• GPIO18作为 U1RXD,在芯片上电时是不确定状态,可能会影响芯片正常进入下载启动模式,需要在外部增加一
个上拉电阻来解决。
乐鑫信息科技 20反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
7 模组尺寸和 PCB封装图形
7 模组尺寸和 PCB封装图形
7.1 模组尺寸31.00±0.15
18.00±0.150.80
3.30±0.15
1.50
0.9
0.45
1
0.90
0.85
15.45
10.19
4.00
4.00
2.25
0.45
Unit: mm
Tolerance: +/-0.1 mm
Top View Side View Bottom View
6.30
8.35
23.10
15.84
19.30
2,25
10.44
1.50
1.00
0.50
1.00
0.50
0.85
0.90
0.1
图 7: 模组尺寸
乐鑫信息科技 21反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
7 模组尺寸和 PCB封装图形
7.2 PCB封装图形
42
x0
.9
0
42x1.50
0.50
0.5
0
1.0
0
2.25
1.5
0
1.50
15
.4
5
Antenna Area
18.00
31
.0
0
6.3
0
1
17 26
42
4.10
4.1
0
1.10
0.40
1.1
0
0.4
0
7.81
Unit: mm
Copper
Via for thermal pad
图 8: PCB封装图形
乐鑫信息科技 22反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
7 模组尺寸和 PCB封装图形
7.3 U.FL座子尺寸
Unit: mm
图 9: U.FL座子尺寸图
乐鑫信息科技 23反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
8 产品处理
8 产品处理
8.1 存储条件密封在防潮袋 (MBB)中的产品应储存在 < 40 °C/90%RH的非冷凝大气环境中。
模组的潮湿敏感度等级 MSL为 3级。
真空袋拆封后,在 25±5 °C、60%RH下,必须在 168小时内使用完毕,否则就需要烘烤后才能二次上线。
8.2 ESD
• 人体放电模式 (HBM):2000 V
• 充电器件模式 (CDM):500 V
• 空气放电:6000 V
• 接触放电:4000 V
8.3 回流焊温度曲线
ᆄളᳵ> 30 s
܄Ⴥ܋
ᳵ (s)
1 ~ 3 /s
શ꧊Ⴥଶ 235 ~ 250
–1 ~ –5 /s܄ᶼᅾჅ܄ܩٯ
150 ~ 200 60 ~ 120 s
Ⴥଶ
()
025
200
250
100
217
50
50 1500 200100 250
Ⴥෑሲғ1 ~ 3 /s܋ Ⴥଶғ25 ~ 150 ᳵғ60 ~ 90 s — ܄Ⴥ܋ᶼᅾჅ܄ — Ⴥଶғ150 ~ 200 ᳵғ60 ~ 120 s Ⴥଶғ>217 ᳵғ60 ~ 90 sҔશ꧊Ⴥଶғ235 ~ 250 ᳵғ30 ~ 70 s — ܄ᆄളࢧჅଶғશ꧊Ⴥଶ ~ 180 ᴳჅෑሲ–1 ~ –5 /s — ܄ܩٯᆄා — Ჟᱷᱞݳᰂ෫ᆄා (SAC305)
܄ࢧ!217 60 ~ 90 s
图 10: 回流焊温度曲线
Note:
建议模组只过一次回流焊。
乐鑫信息科技 24反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
9 MAC地址和 eFuse
9 MAC地址和 eFuse
芯片 eFuse已烧写 48位 mac_address,芯片工作在 station或 AP模式时,实际使用的 MAC地址与mac_address的对应关系如下:
• Station mode: mac_address
• AP mode: mac_address + 1
eFuse中有 7个 block可供用户使用,每个 block大小为 256位,有独立的 write/read disable控制,其中 6个可用于存放加密 key或用户数据,1个仅用于存放用户数据。
乐鑫信息科技 25反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
10 学习资源
10 学习资源
10.1 必读资料访问以下链接可下载有关 ESP32-S2的文档资料。
• 《ESP32-S2技术规格书》本文档为用户提供 ESP32-S2硬件技术规格简介,包括概述、管脚定义、功能描述、外设接口、电气特性等。
• 《ESP-IDF编程指南》ESP32-S2相关开发文档的汇总平台,包含硬件手册,软件 API介绍等。
• 《ESP32-S2技术参考手册》该手册提供了关于 ESP32-S2的具体信息,包括各个功能模块的内部架构、功能描述和寄存器配置等。
• 《乐鑫产品订购信息》
10.2 必备资源以下为有关 ESP32-S2的必备资源。
• ESP32-S2在线社区工程师对工程师 (E2E)的社区,用户可以在这里提出问题,分享知识,探索观点,并与其他工程师一起解决问题。
乐鑫信息科技 26反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
修订历史
修订历史
日期 版本 发布说明
2020-12-17 V1.1
• 在章节 1产品概述增加 TWAI相关信息• 更新表 7功耗特性• 在章节 6外围设计原理图将 RC延迟电路电容值更新为 1 µF
• 更新 8.3小节回流焊温度曲线的说明
2020-06-01 V1.0 正式发布
2020-03-16 V0.5 预发布版本
乐鑫信息科技 27反馈文档意见
ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1
Top Related