ESP8266硬件信息学习分解摘录

Posted 2021-12-20 perseverance52

ESP8266硬件信息学习【分解摘录】

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如果面向需求开发，我们先要根据功能定位，在来匹配硬件选型你，面对不同层次的消费需求选择相对应的性能型号。那么我们首先要对硬件知识需要有一定的储备，才能有的放矢。今天就拿ESP8266的硬件设计资料来翻一翻，分解系统了解一下，让这些基本的知识在大脑中有个初步的印象，并不需要去死记硬背，只需要做到对硬件有个全方位大概的认识，在具体开发实际项目时，就可以凭借自己的知识印象去查阅相关具体的资料。

ESP8266EX硬件功能概述

ESP8266EX 是 32-bit 处理器和带⽚上SRAM的IC，⼀个完整且⾃成体系的 Wi-Fi 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⼀的应⽤处理器时，能够直接从外接 Flash 中启动。内置的⾼速缓冲存储器有利于提⾼系统性能，并减少内存需求。
当 ESP8266EX 负责⽆线上⽹接⼊承担 Wi-Fi 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，连接简单易⾏，只需通过 SPI/SDIO 接⼝或 I2C/UART ⼝即可。

功能结构体图

芯⽚参数

芯⽚管脚定义

• 具体管脚说明
  
  

基本电路图设计

ESP8266EX 模组的器件只需要 12 个以内电阻电容电感、1 个⽆源晶振及 1 个 SPI Flash 组成。射频部分实现全内部集成，并且内部带有⾃动校准功能。ESP8266EX ⾼度集成的特点，使得其外围设计⾮常简单容易。为了能够更好的确保 ESP8266EX 模组的⼯作性能，下⽂将详细介绍 ESP8266EX 的原理图设计与布局设计。

上电时序与复位

• 上电时序

ESP8266EX 使⽤ 3.3 V 作为统⼀的系统电源， Pin7 CHIP_EN 使能管脚需要上拉。

• 复位

ESP8266EX 的 Pin32 EXT_RSTB 为复位管脚。此管脚内部有上拉电阻，低电平有效。 Pin7 CHIP_EN 为使能管脚，当为低电平时，ESP8266EX 会下电。此管脚也可作为复位管脚，当输⼊电平低于 0.6 V 并持续 200 μs 以上时，ESP8266EX 会重启。推荐使⽤ CHIP_EN 进⾏芯⽚复位。
CHIP_EN 管脚不可悬空。

Flash

在 Pin21 SD_CLK 管脚上串联⼀个串联电阻连接到 Flash CLK 管脚上。此电阻的作⽤主要为降低驱动电流，减⼩串扰和外部⼲扰，调节时序等。初始串联电阻⼤⼩为 200 Ω.

晶振

⽬前 ESP8266EX 固件可⽀持 40 MHz，26 MHz 及 24 MHz 的晶振，使⽤时请注意在下载⼯具中选择对应晶体类型。晶振外部输⼊输出所加的对地调节电容 C1、C2 可不设为固定值，该值范围在 6 pF ~ 22 pF，具体值需要通过对系统测试后进⾏调节确定。选⽤的晶振⾃身精度需在 ±10 PPM。

• 尽管 ESP8266EX 内部带有⾃校准功能，但晶振本身的质量问题，⽐如⾃身频偏过⼤，⼯作温度稳定度不⾼
  会导致 ESP8266EX ⽆法正常⼯作，各项指标性能都下降。

射频

ESP8266EX PA 输出端阻抗为 39 + j6 Ω，所以最佳后端天线匹配阻抗为 39-j6 Ω（从天线
⽅向看进来）。

外置电阻 12K

RES12K (Pin31) 需外接 12K 对地电阻，该电阻作为芯⽚ bias 控制电流的电阻对精度的要
求是⽐较⾼的，建议采⽤ 12K ± 1% 精度的电阻.

串口

U0TXD 线上需串联 499 R 电阻⽤于抑制 80 MHz 谐波。

ESP8266EX 上电时候 U0TXD 默认会输出⼀些打印信息，对此敏感的应⽤可以使⽤内部引脚交换功能 (UART SWAP)。在初始化的时候，将 U0TXD, U0RXD 分别与U0RTS (GPIO15)，U0CTS (GPIO13) 进⾏交换。交换后，GPIO15 和 GPIO13 将作为交换后的 U0TXD 和 U0RXD 对应连接⾄ MCU 的 RXD 和 TXD 进⾏串⼝通信。相应参考电路如图 1-10b 所示。

由于 GPIO15 作为 ESP8266EX 的 strap pin，上电需为低电平。因此，为防⽌上电 GPIO15 被拉⾼因⽽进⼊错误的 boot 模式，这⾥做了⼀个隔离处理。即，上电Q1 默认不导通，GPIO15 未连接⾄ MCU 的 RXD。待程序跑起来之后，可通过
GPIO5 控制 Q1 导通。如此可实现 GPIO15 的上电隔离。

• ESP8266EX 的 IO 为 3.3 V 逻辑电平。在需要与 5V CMOS 逻辑系统进⾏串⼝通信
  的场合，还需要在外部添加电平转换电路。如图 1-10c 所示。
  
  GPIO13 和 GPIO15 作为串⼝通信时，请注意发送和接收的⽅向性。需与 MCU 的串⼝管脚进⾏正确的连
  接。

Slave SDIO/SPI（作为从设备）