Espressif-Systems-ESP32-U4WDH-dual-core
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ESP32
系列芯片
技术规格书
2.4 GHz Wi-Fi +
传统蓝牙
+
低功耗蓝牙
SoC
包括：
ESP32-D0WD-V3
ESP32-D0WDR2-V3
ESP32-U4WDH
版本
4.4
乐鑫信息科技
版权
© 2023
产品概述
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)
低功耗
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。
v3.0
或
v3.1
。
芯片的功能框图如下图所示。
In-Package
Flash or PSRAM
Bluetooth
link
RF
receive
Bluetooth
baseband
controller
SPI
I2C
Clock
generator
Wi-Fi
baseband
I2S
RF
transmit
Wi-Fi MAC
SDIO
UART
TWAI®
ETH
Cryptographic hardware
acceleration
Core and memory
2
ꢀ
or 1
ꢁ
x Xtensa® 32-
bit LX6 Microprocessors
SHA
AES
RSA
RNG
RMT
ROM
SRAM
PWM
T
o
uch sensor
DAC
RTC
ULP
Recovery
memory
ADC
PMU
coprocessor
Timers
ESP32
功能框图
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2
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
产品特性
Wi-Fi
•
支持
IEEE 802.11b/g/n
协议
• 802.11n
(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
蓝牙
•
蓝牙
v4.2
完整标准，包含传统蓝牙
(BR/EDR)
和低功耗蓝牙
(Bluetooth LE)
•
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
+9 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
Bluetooth LE
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
CPU
和存储
• Xtensa
®
32-bit LX6
单
/
双核处理器
• CoreMark
®
得分：
–
单核，主频
240 MHz
：
504.85 CoreMark
；
2.10 CoreMark/MHz
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3
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
–
双核，主频
240 MHz
：
994.26 CoreMark
；
4.14 CoreMark/MHz
• 448
KB ROM
• 520
KB SRAM
• 16
KB RTC SRAM
• QSPI
支持多个
flash/SRAM
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
高级外设接口
• 34
个
GPIO
口
–
5
个作为
strapping
管脚
–
6
个仅为输入管脚
–
6
个用于连接封装内
flash/PSRAM (ESP32-D0WDR2-V3, ESP32-U4WDH)
• 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
• TWAI
®
，兼容
ISO 11898-1
（
CAN
规范
2.0
）
• RMT
(TX/RX)
•
电机
PWM
• LED
PWM
，多达
16
个通道
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4
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
功耗管理
•
通过选择时钟频率、占空比、
Wi-Fi
工作模式和单独控制内部器件的电源，实现精准电源控制
•
针对典型场景设计的五种功耗模式：
Active
、
Modem-sleep
、
Light-sleep
、
Deep-sleep
、
Hibernation
• Deep-sleep
模式下功耗低至
10
µ
A
•
超低功耗协处理器
(ULP)
• Deep-sleep
模式下
RTC
存储器仍保持工作
安全机制
•
安全启动
• flash
加密
• 1024
位
OTP
，用户可用的高达
768
位
•
加密硬件加速器：
–
AES
–
Hash (SHA-2)
–
RSA
–
ECC
–
随机数生成器
(RNG)
应用
低功耗芯片
ESP32
专为物联网
(IoT)
设备而设计，应用领域包括：
•
智能家居
•
工业自动化
•
医疗保健
•
消费电子产品
•
智慧农业
• POS
机
•
通用低功耗
IoT
传感器集线器
•
通用低功耗
IoT
数据记录器
•
摄像头视频流传输
•
语音识别
•
图像识别
• SDIO
Wi-Fi +
蓝牙网卡
•
触摸和接近感应
•
服务机器人
•
音频设备
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5
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系列芯片技术规格书
v4.4
目录
说明：
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目录
产品概述
产品特性
应用
2
3
5
1 ESP32
系列型号对比
11
11
11
1.1
1.2
命名规则
型号对比
2
管脚
12
12
14
17
18
18
18
20
22
2.1
2.2
管脚布局
管脚概述
2.2.1 GPIO
和
RTC_GPIO
的限制
电源
2.3
2.3.1
电源管理
2.3.2
芯片上电和复位
Strapping
管脚
2.4
2.5
芯片与
flash/PSRAM
的管脚对应关系
3
功能描述
24
24
24
24
24
25
27
27
27
27
27
28
28
29
29
29
29
30
3.1
CPU
和存储
3.1.1 CPU
3.1.2
片上存储
3.1.3
封装外
flash
和
RAM
3.1.4
地址映射结构
3.1.5 Cache
3.2
系统时钟
3.2.1 CPU
时钟
3.2.2 RTC
时钟
3.2.3
音频
PLL
时钟
RTC
和低功耗管理
3.3.1
电源管理单元
(PMU)
3.3.2
超低功耗协处理器
定时器和看门狗
3.3
3.4
3.5
3.4.1
通用定时器
3.4.2
看门狗定时器
加密硬件加速器
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6
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
目录
3.6
射频和
Wi-Fi
30
30
30
30
31
31
31
31
32
32
32
33
33
33
34
34
34
34
34
34
35
35
35
36
36
37
37
37
37
39
3.6.1 2.4
GHz
接收器
3.6.2 2.4
GHz
发射器
3.6.3
时钟生成器
3.6.4 Wi-Fi
射频和基带
3.6.5 Wi-Fi
MAC
3.7
3.8
蓝牙
3.7.1
蓝牙射频和基带
3.7.2
蓝牙接口
3.7.3
蓝牙协议栈
3.7.4
蓝牙链路控制器
数字外设
3.8.1
通用输入
/
输出接口
(GPIO)
3.8.2
串行外设接口
(SPI)
3.8.3
通用异步收发器
(UART)
3.8.4 I2C
接口
3.8.5 I2S
接口
3.8.6
红外遥控
3.8.7
脉冲计数控制器
3.8.8 LED
PWM
控制器
3.8.9
电机控制脉宽调制器
(MCPWM)
3.8.10 SD/SDIO/MMC
主机控制器
3.8.11 SDIO/SPI
从机控制器
3.8.12 TWAI
®
控制器
3.8.13
以太网
MAC
接口
模拟外设
3.9
3.9.1
模
/
数转换器
(ADC)
3.9.2
数
/
模转换器
(DAC)
3.9.3
触摸传感器
3.10
外设管脚分配
4
电气特性
44
44
44
45
45
46
46
47
47
47
48
48
49
49
49
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
绝对最大额定值
建议工作条件
直流电气特性
(3.3
V
,
2
5 °C)
Active
模式下的
RF
功耗
可靠性
Wi-Fi
射频
经典蓝牙射频
4.7.1
接收器
–
基础数据率
(BR)
4.7.2
发射器
–
基础数据率
(BR)
4.7.3
接收器
–
增强数据率
(EDR)
4.7.4
发射器
–
增强数据率
(EDR)
低功耗蓝牙射频
4.8
4.8.1
接收器
4.8.2
发射器
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7
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
目录
5
封装
51
52
6
相关文档和资源
附录
A – ESP32
管脚清单
A.1.
管脚清单说明
53
53
55
60
60
A.2. GPIO_Matrix
A.3. Ethernet_MAC
A.4. IO_MUX
修订历史
62
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8
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
表格
表格
1-1 ESP32
系列芯片对比
11
14
19
20
21
22
22
25
28
37
37
38
39
44
44
45
45
46
46
47
47
48
48
49
49
53
55
60
2-1
管脚概述
2-2
上电和复位时序参数说明
2-3 Strapping
管脚
2-4 Strapping
管脚的时序参数说明
2-5
芯片与封装内
flash/PSRAM
的管脚对应关系
2-6 ESP32
和封装外
flash/PSRAM
的连接关系
3-1
存储器和外设地址映射
3-2
不同功耗模式下的功耗
3-3 ADC
特性
3-4 ADC
校准结果
3-5 ESP32
上的电容式传感
GPIO
3-6
外设管脚分配
4-1
绝对最大额定值
4-2
建议工作条件
4-3
直流电气特性
(3.3
V
,
2
5 °C)
4-4
射频功耗参数
4-5
可靠性
4-6 Wi-Fi
射频特性
4-7
接收器特性
–
基础数据率
(BR)
4-8
发射器特性
–
基础数据率
(BR)
4-9
接收器特性
–
增强数据率
(EDR)
4-10
发射器特性
–
增强数据率
(EDR)
4-11
低功耗蓝牙接收器特性
4-12
低功耗蓝牙发射器特性
6-1
管脚清单说明
6-2 GPIO_Matrix
6-3 Ethernet_MAC
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9
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
插图
插图
1-1 ESP32
系列芯片命名规则
11
12
13
18
19
21
25
51
51
2-1 ESP32
管脚布局（封装为
QFN 6*6
，顶视图）
2-2 ESP32
管脚布局（封装为
QFN 5*5
，顶视图）
2-3 ESP32
电源管理
2-4
上电和复位时序参数图
2-5 Strapping
管脚的时序参数图
3-1
地址映射结构
5-1 QFN48
(6×6 mm)
封装
5-2 QFN48
(5×5 mm)
封装
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10
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
1
ESP32
系列型号对比
1 ESP32
系列型号对比
1.1
命名规则
WD
ESP32
D
0
R2
H
V3
Q6
ꢀꢁꢎꢏ
v3.0
ꢐꢑꢒ
ꢊꢋ
Q6
ꢀꢁꢒꢅꢓꢁꢔꢕꢔ
ꢓꢔꢕꢖ
ꢁꢒꢅꢓꢁꢖꢕꢖ
ꢌꢍ
ꢊꢋꢄ
PSRAM
R2
: 2 MB PSRAM
ꢆꢇꢈꢉ
ꢄꢅ
ꢀꢁꢂꢃꢄꢅꢃꢁꢆꢇꢈꢇꢉꢁꢊꢁꢋꢌꢇꢍꢎꢏꢋꢌꢐꢑ
ꢊꢋꢄ
flash
0
ꢀꢆꢇꢈꢉꢊꢋꢌꢍꢎꢊ
2
ꢀꢏꢊꢐꢑꢊꢋꢌꢍꢎ
ꢒꢀꢒꢊꢐꢑꢊꢋꢌꢍꢎ
ꢄꢅ
D/U
ꢀꢁꢂ
S
ꢀꢃꢂ
ꢀꢁꢂꢃ
图
1-1. ESP32
系列芯片命名规则
表
1-1. ESP32
系列芯片对比
1.2
型号对比
订购代码
1
内核 芯片版本
2
封装内
flash/PSRAM
双核
v3.0/v3.1
4
双核
v3.0/v3.1
4
2 MB PSRAM
双核
3
v3.0/v3.1
4
4 MB flash
6
封装
VDD_SDIO
电压
1.8 V/3.3 V
3.3 V
ESP32-D0WD-V3
ESP32-D0WDR2-V3
ESP32-U4WDH
—
QFN 5*5
QFN 5*5
QFN 5*5
QFN 6*6
QFN 5*5
QFN 6*6
QFN 5*5
3.3 V
—
—
—
—
1.8 V/3.3 V
1.8 V/3.3 V
1.8 V/3.3 V
1.8 V/3.3 V
1
双核
v1.0/v1.1
5
双核
v1.0/v1.1
5
单核
v1.0/v1.1
5
所有芯片型号均支持
Wi-Fi b/g/n +
蓝牙
/
低功耗蓝牙双模通信模式。更多关于芯片丝印和包装的信息，请
参考章节
5
封装
。
2
3
4
5
6
Flash
支持：
–
至少
10
万次编程
/
擦除周期
–
至少
20
年数据保留时间
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11
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
2
管脚
2
管脚
2.1
管脚布局
VDDA
LNA_IN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
36 GPIO23
35 GPIO18
VDD3P3
34 GPIO5
VDD3P3
33 SD_DATA_1
32 SD_DATA_0
31 SD_CLK
30 SD_CMD
29 SD_DATA_3
28 SD_DATA_2
27 GPIO17
SENSOR_VP
SENSOR_CAPP
SENSOR_CAPN
SENSOR_VN
CHIP_PU
ESP32
49 GND
VDET_1 10
VDET_2 11
32K_XP 12
26 VDD_SDIO
25 GPIO16
图
2-1. ESP32
管脚布局（封装为
QFN 6*6
，顶视图）
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12
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
2
管脚
VDDA
LNA_IN
VDD3P3
VDD3P3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
38 GPIO19
37 VDD3P3_CPU
36 GPIO23
35 GPIO18
SENSOR_VP
SENSOR_CAPP
SENSOR_CAPN
SENSOR_VN
CHIP_PU
34 GPIO5
33 SD_DATA_1
32 SD_DATA_0
31 SD_CLK
30 SD_CMD
29 SD_DATA_3
28 SD_DATA_2
27 GPIO17
ESP32
49 GND
VDET_1 10
VDET_2 11
32K_XP 12
32K_XN 13
GPIO25 14
26 VDD_SDIO
25 GPIO16
图
2-2. ESP32
管脚布局（封装为
QFN 5*5
，顶视图）
乐鑫信息科技
13
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
2.2
管脚概述
表
2-1.
管脚概述
名称
No.
类型 功能
模拟
VDDA
1
2
3
4
P
I/O
P
模拟电源
(2.3 V
∼
3.6 V)
射频输入和输出
LNA_IN
VDD3P3
VDD3P3
模拟电源
(2.3 V
∼
3.6 V)
模拟电源
(2.3 V
∼
3.6 V)
P
VDD3P3_RTC
SENSOR_VP
SENSOR_CAPP
SENSOR_CAPN
SENSOR_VN
5
6
7
8
I
I
I
I
GPIO36, ADC1_CH0,
GPIO37, ADC1_CH1,
GPIO38, ADC1_CH2,
GPIO39, ADC1_CH3,
高电平：芯片使能；
低电平：芯片关闭；
RTC_GPIO0
RTC_GPIO1
RTC_GPIO2
RTC_GPIO3
CHIP_PU
9
I
注意：不能让
CHIP_PU
管脚浮空。
VDET_1
VDET_2
32K_XP
32K_XN
GPIO25
GPIO26
GPIO27
MTMS
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
I
GPIO34, ADC1_CH6,
GPIO35, ADC1_CH7,
GPIO32, ADC1_CH4,
GPIO33, ADC1_CH5,
GPIO25, ADC2_CH8,
GPIO26, ADC2_CH9,
GPIO27, ADC2_CH7,
GPIO14, ADC2_CH6,
GPIO12, ADC2_CH5,
RTC_GPIO4
I
RTC_GPIO5
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
P
RTC_GPIO9, TOUCH9,
RTC_GPIO8, TOUCH8,
RTC_GPIO6, DAC_1,
RTC_GPIO7, DAC_2,
RTC_GPIO17, TOUCH7,
RTC_GPIO16, TOUCH6,
RTC_GPIO15, TOUCH5,
32K_XP (32.768 kHz
晶振输入
)
32K_XN (32.768 kHz
晶振输出
)
EMAC_RXD0
EMAC_RXD1
EMAC_RX_DV
EMAC_TXD2,
EMAC_TXD3,
HSPICLK, HS2_CLK,
SD_CLK,
MTMS
MTDI
HSPIQ,
HS2_DATA2, SD_DATA2,
MTDI
VDD3P3_RTC
MTCK
RTC IO
电源输入
(2.3 V
∼
3.6 V)
GPIO13, ADC2_CH4,
I/O
I/O
RTC_GPIO14, TOUCH4,
EMAC_RX_ER, HSPID,
HS2_DATA3, SD_DATA3,
MTCK
MTDO
GPIO15, ADC2_CH3,
RTC_GPIO13, TOUCH3,
EMAC_RXD3, HSPICS0,
HS2_CMD, SD_CMD,
MTDO
名称
No.
类型 功能
GPIO2
GPIO0
GPIO4
22
23
24
I/O
I/O
I/O
GPIO2, ADC2_CH2,
GPIO0, ADC2_CH1,
GPIO4, ADC2_CH0,
RTC_GPIO12, TOUCH2,
RTC_GPIO11, TOUCH1,
RTC_GPIO10, TOUCH0,
VDD_SDIO
HSPIW
P
,
EMAC_TX_CLK, CLK_OUT1,
EMAC_TX_ER, HSPIHD,
HS2_DATA0, SD_DATA0
HS2_DATA1, SD_DATA1
GPIO16
VDD_SDIO
GPIO17
25
26
27
28
29
30
31
32
33
I/O
P
GPIO16, HS1_DATA4,
U2RXD,
1.8 V
或
VDD3P3_RTC
电源输出
GPIO17, HS1_DATA5,
U2TXD,
GPIO9, HS1_DATA2,
U1RXD,
GPIO10, HS1_DATA3,
U1TXD,
EMAC_CLK_OUT
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
EMAC_CLK_OUT_180
SD_DATA2, SPIHD
SD_DATA3, SPIWP
SD_DATA_2
SD_DATA_3
SD_CMD
GPIO11, HS1_CMD,
GPIO6, HS1_CLK,
U1RTS,
U1CTS,
SD_CMD,
SD_CLK,
SPICS0
SPICLK
SD_CLK
SD_DATA_0
SD_DATA_1
GPIO7, HS1_DATA0,
U2RTS,
GPIO8, HS1_DATA1,
U2CTS,
SD_DATA0, SPIQ
SD_DATA1, SPID
VDD3P3_CPU
GPIO5
GPIO18
34
35
36
37
38
39
40
41
42
I/O
I/O
I/O
P
GPIO5, HS1_DATA6,
VSPICS0,
GPIO18, HS1_DATA7,
VSPICLK
GPIO23, HS1_STROBE,
VSPID
CPU IO
电源输入
(1.8 V
∼
3.6 V)
EMAC_RX_CLK
GPIO23
VDD3P3_CPU
GPIO19
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
GPIO19, U0CTS,
GPIO22, U0RTS,
GPIO3, U0RXD,
GPIO1, U0TXD,
GPIO21,
VSPIQ,
EMAC_TXD0
EMAC_TXD1
GPIO22
VSPIW
P
,
U0RXD
CLK_OUT2
CLK_OUT3,
VSPIHD,
U0TXD
EMAC_RXD2
EMAC_TX_EN
模拟
GPIO21
VDDA
XTAL_N
XTAL_P
VDDA
43
44
45
46
47
P
O
I
模拟电源
(2.3 V
∼
3.6 V)
外部主晶振输出
外部主晶振输入
P
I
模拟电源
(2.3 V
∼
3.6 V)
并联
3.3 nF (10%)
电容和
20 k
Ω
电阻到
CAP1
CAP2
名称
CAP1
GND
No.
类型 功能
48
49
I
串联
10 nF
电容到地
P
接地
高亮的单元格，详见章节
2.2.1 GPIO
和
RTC_GPIO
的限制
。
IO_MUX
、
Ethernet MAC
、
GPIO Matrix
请见附件
管脚清单
。
2
管脚
2.2.1 GPIO
和
RTC_GPIO
的限制
ESP32
的所有
IO
管脚都具备
GPIO
功能，其中部分还具有
RTC_GPIO
功能。不过，这些
IO
管脚是多功能的，
可以根据需求进行不同功能的配置，也有一些管脚有使用限制，需要特别注意。
表
2-1
中，部分管脚功能有高亮标记，具体如下：
• GPIO
–
仅作输入管脚
，没有输出功能，不带输出驱动器或内置上拉
/
下拉电路。
• GPIO –
用于与封装内
flash/PSRAM
通讯，不建议作其他用途。更多信息，详见章节
2.5
芯片与
flash/
PSRAM
的管脚对应关系
。
• GPIO
–
具有以下重要功能之一：
– Strapping
管脚
–
启动时逻辑电平需为特定值。详见章节
2.4 Strapping
管脚
。
– J
T
A
G
接口
–
通常用于调试功能。
– UART
接口
–
通常用于调试功能。
附录
A.1 –
管脚清单说明
也可参考。
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17
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
2
管脚
2.3
电源
ESP32
的数字管脚可分为
3
种不同的电源域：
• VDD3P3_RTC
• VDD3P3_CPU
• VDD_SDIO
VDD3P3_RTC
同时是
RTC
和
CPU
的输入电源。
VDD3P3_CPU
是
CPU
的输入电源。
VDD_SDIO
与一个内置
LDO
的输出相连
，
该
内置
LDO
的输入是
VDD3P3_RTC
。
当
VDD_SDIO
与
VDD3P3_RTC
连接在相同的电源上，内置
LDO
会自动关闭。
2.3.1
电源管理
电源管理如图
2-3 ESP32
电源管理
所示。
VDD3P3_RTC
VDD3P3_CPU
R = 6
Ω
1.8 V
LDO
LDO
1.1 V
LDO
1.1 V
VDD_SDIO
3.3 V/1.8 V
SDIO
Domain
RTC
CPU
Domain
Domain
图
2-3. ESP32
电源管理
内置
LDO
可被配置成
1.8 V
或与
VDD3P3_RTC
相同的电压。在
Deep-sleep
模式下，为了使
flash
电流降到最
低
,
可以通过软件关闭内置
LDO
。
2.3.2
芯片上电和复位
芯片上电后，其电源轨需要一点时间方可稳定。之后，用于上电和复位的管脚
CHIP_PU
拉高，激活芯片。更多
关于
CHIP_PU
及上电和复位时序的信息，请见图
2-4
和表
2-2
。
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18
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
2
管脚
t
ST BL
t
RST
VDD3P3_RTC Min
VDD
V
IL_nRST
CHIP_PU
图
2-4.
上电和复位时序参数图
表
2-2.
上电和复位时序参数说明
参数
说明
最小值
(
µ
s)
CHIP_PU
管脚拉高激活芯片前
，
3.3 V
系统电源达到稳定所需的时
t
ST BL
50
间
CHIP_PU
电平低于
V
IL
_
nRST
（具体数值参考表
4-3
）从而复位芯
t
RST
50
片的时间
•
在实际应用中，如果需要快速反复开关
VDD33
，且
VDD33
外围电路上有大电容，且
CHIP_PU
与
VDD33
相连，在先关后开的动作中，
CHIP_PU
电平降到
0
的过程会非常缓慢，在下一次重新上电时，
CHIP_PU
还来不及降到足够低的电平，从而导致不能充分复位芯片。此时需要额外的放电电路来加速
VDD33
上大
电容的放电。
•
当使用电池给
ESP32
系列芯片和模组供电时，为避免电池电压过低导致芯片进入异常状态不能正常启
动，一般推荐外接
Power Supply Supervisor
。建议检测到供给
ESP32
的电压低于
2.3 V
时将
ESP32
的
CHIP_PU
脚拉低。
关于电源电压的说明：
• ESP32
工作电压范围为
2.3 V
~
3.6 V
；
使
用单电源供电时
，
建
议电源电压为
3.3 V
，
输
出电流需要达到
500
mA
及以上。
• PSRAM
和
flash
均由
VDD_SDIO
进行供电。如果芯片已经内置了
flash
，则
VDD_SDIO
的电压既已确定。
此时
，
如
果芯片需要另外连接外部
PSRAM
时
，
则
外部
PSRAM
电压应与内置
flash
的工作电压匹配
。
上
述
情况同时也适用于内置了
PSRAM
，但需要外接
flash
的情况。
•
当使用
VDD_SDIO
的
1.8 V
模式给
flash/PSRAM
等外设供电时
，
需
要在
VDD_SDIO
上接个对地
2 k
Ω
的电
•
在使用这些数字电源为外设供电的使用场景中，比如
3.3 V flash
，电源电压还应满足外设的使用要求。
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19
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
2
管脚
2.4 Strapping
管脚
芯片共有
5
个
Strapping
管脚。
• MTDI
• GPIO0
• GPIO2
• MTDO
• GPIO5
软件可以读取寄存器“
GPIO_STRAPPING
”中这
5
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）放开的过程中，
Strapping
管脚对电平采样并存储
到锁存器中，锁存为“
0
”或“
1
”
，
并一直保持到芯片掉电或关闭。
每一个
Strapping
管脚都会连接内部上拉
/
下拉。如果一个
Strapping
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
Strapping
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
控制芯片上电复位放开
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
2-3
。
表
2-3. Strapping
管脚
内置
LDO (VDD_SDIO)
电压
管脚
默认
下拉
3.3 V
1.8 V
1
MTDI
0
系统启动模式
SPI
启动模式
1
管脚
默认
上拉
下拉
下载启动模式
GPIO0
GPIO2
0
0
无关项
系统启动过程中，控制
U0TXD
打印
管脚
默认
U0TXD
正常打印
U0TXD
上电不打印
MTDO
上拉
1
0
SDIO
从机信号输入输出时序
下降沿采样 下降沿采样 上升沿采样 上升沿采样
下降沿输出 上升沿输出 下降沿输出 上升沿输出
管脚
默认
上拉
上拉
MTDO
GPIO5
0
0
0
1
1
0
1
1
说明：
•
固件可以通过配置寄存器，在启动后改变“内置
LDO (VDD_SDIO)
电压”和“
SDIO
从机信号输入输出时序”的
设定。
•
带有内置
flash
或
PSRAM
的芯片型号需要注意上电时的
MTDI
电平。例如
ESP32-U4WDH
的内置
flash
的工作
电压是
3.3 V
，上电时需要将
MTDI
拉低。
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20
ESP32
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v4.4
2
管脚
Strapping
管脚的时序参数包括
建立时间
和
保持时间
。更多信息，详见表
2-4
和图
2-5
。
表
2-4. Strapping
管脚的时序参数说明
参数 说明
建立时间
，即拉高
CHIP_PU
激活芯片前，电源轨达到稳定所需的
最小值
(ms)
t
SU
0
1
时间
保持时间
，即
CHIP_PU
已拉高、
strapping
管脚变为普通
IO
管脚
开始工作前，可读取
strapping
管脚值的时间
t
H
t
SU
t
H
V
IL_nRST
CHIP_PU
V
IH
Strapping pin
图
2-5. Strapping
管脚的时序参数图
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ESP32
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v4.4
2
管脚
2.5
芯片与
flash/PSRAM
的管脚对应关系
表
2-5
列出了芯片与封装内
flash/PSRAM
的管脚对应关系。这些管脚不建议用于其它功能。
芯片与封装外
flash/PSRAM
的推荐连接管脚见表
2-6
。
表
2-5.
芯片与封装内
flash/PSRAM
的管脚对应关系
ESP32-U4WDH
SD_DATA_1
GPIO17
封装内
Flash (4 MB)
IO0/DI
IO1/DO
IO2/WP#
IO3/HOLD#
CLK
SD_DATA_0
SD_CMD
SD_CLK
GPIO16
CS#
GND
VSS
VDD_SDIO
1
VDD
ESP32-D0WDR2-V3
封装内
PSRAM (2 MB)
SD_DATA_1
SD_DATA_0
SD_DATA_3
SD_DATA_2
SD_CLK
SIO0/SI
SIO1/SO
SIO2
SIO3
SCLK
CE#
GPIO16
2
GND
VSS
VDD_SDIO
1
VDD
表
2-6. ESP32
和封装外
flash/PSRAM
的连接关系
芯片管脚
封装外
flash
IO0/DI
SD_DATA_1/SPID
SD_DATA_0/SPIQ
SD_DATA_3/SPIWP
SD_DATA_2/SPIHD
SD_CLK
IO1/DO
IO2/WP#
IO3/HOLD#
CLK
SD_CMD
CS#
GND
VSS
VDD_SDIO
VDD
芯片管脚
封装外
PSRAM
SIO0/SI
SIO1/SO
SIO2
SD_DATA_1
SD_DATA_0
SD_DATA_3
SD_DATA_2
SD_CLK/GPIO17
3
GPIO16
2
SIO3
SCLK
CE#
见下页
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22
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
2
管脚
表
2-6 –
接上页
封装外
PSRAM
芯片管脚
GND
VSS
VDD
VDD_SDIO
说明：
1. ESP32-U4WDH
的封装内
flash
以及
ESP32-D0WDR2-V3
的封装内
PSRAM
均运行在
3.3 V
电压下
，
此
时
，
VDD_SDIO
会通过
6
Ω
的电阻从
VDD3P3_RTC
取电，见图
2-3
。
3.
连接外部
PSRAM
的
SCLK
信号时，可使用芯片的
SD_CLK
管脚或
GPIO17
管脚。
•
如果选择使用
SD_CLK
管脚，则可以节省一个
GPIO
管脚，即
GPIO17
。节省出来的
GPIO
可用于其它用
途。该连接方式已通过内部测试，但相关认证尚未完成。
请根据具体的应用需求，选择合适的管脚。
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23
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
3
功能描述
3
功能描述
3.1 CPU
和存储
3.1.1 CPU
ESP32
搭载低功耗
Xtensa
®
LX6 32-bit
单
/
双核处理器，具有以下特性：
• 16-bit/24-bit
指令集提供高代码密度
•
支持浮点单元
(FPU)
•
支持
DSP
指令，例如
32-bit
乘法器、
32-bit
除法器和
40-bit
累加乘法器
(MAC)
•
支持来自约
70
个中断源的
32
个中断向量
单
/
双核处理器接口包括：
• Xtensa
RAM/ROM
指令和数据接口
•
用于快速访问外部寄存器的
Xtensa
本地存储接口
•
具有内外中断源的中断接口
•
用于调试的
JTAG
接口
3.1.2
片上存储
ESP32
片上存储包括：
• 448
KB
的
ROM
，用于程序启动和内核功能调用
•
用于数据和指令存储的
520 KB
片上
SRAM
• RTC
快速存储器
，
为
8 KB
的
SRAM
，
可
以在
Deep-sleep
模式下
RTC
启动时用于数据存储以及被主
CPU
访问
• RTC
慢速存储器，为
8 KB
的
SRAM
，可以在
Deep-sleep
模式下被协处理器访问
• 1
Kbit
的
eFuse
，
其
中
256 bit
为系统专
用
（
MAC
地址和芯片设置
）
;
其余
768 bit
保留给用户程序
,
这些程
序包括
flash
加密和芯片
ID
•
封装内
flash
或
PSRAM
说明：
ESP32
芯片是否有封装内
flash/PSRAM
，
以
及封装内
flash/PSRAM
的大小与芯片型号有关
。
详
见章节
1 ESP32
系列型
号对比
。
3.1.3
封装外
flash
和
RAM
器
章节。
ESP32
还支持基于
AES
的硬件加解密功能，从而保护开发者
flash
中的程序和数据。
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24
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
3
功能描述
ESP32
可通过高速缓存访问封装外
QSPI flash
和
SRAM
：
•
封装外
flash
可以同时映射到
CPU
指令和只读数据空间。外部
flash
最大可支持
16 MB
。
–
当映射到
CPU
指令空间时，一次最多可映射
11 MB + 248 KB
。如果一次映射超过
3 MB + 248 KB
，
则
cache
性能可能由于
CPU
的推测性读取而降低。
–
当映射到只读数据空间时，一次最多可以映射
4 MB
。支持
8-bit
、
16-bit
和
32-bit
读取。
•
封装外
SRAM
可映射到
CPU
数据空间。封装外
SRAM
最大可支持
8 MB
。一次最多可映射
4 MB
。支持
8-bit
、
16-bit
和
32-bit
访问。
说明：
芯片启动完成后，软件可以自定义封装外
SRAM
或
flash
到
CPU
地址空间的映射。
3.1.4
地址映射结构
ESP32
的地址映射结构如图
3-1
所示。
ESP32
存储器和外设地址映射如表
3-1
所示。
图
3-1.
地址映射结构
表
3-1.
存储器和外设地址映射
种类
目标
开始地址
结束地址
大小
内部
ROM 0
内部
ROM 1
内部
SRAM 0
0x4000_0000
0x3FF9_0000
0x4007_0000
0x3FFE_0000
0x400A_0000
0x4005_FFFF
0x3FF9_FFFF
0x4009_FFFF
0x3FFF_FFFF
0x400B_FFFF
384 KB
64 KB
192 KB
内部
SRAM 1
128 KB
片上存储器
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ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
3
功能描述
种类
目标
开始地址
结束地址
大小
内部
SRAM 2
0x3FFA_E000
0x3FF8_0000
0x400C_0000
0x5000_0000
0x3F40_0000
0x400C_2000
0x3F80_0000
0x3FF0_0000
0x3FF0_1000
0x3FF0_2000
0x3FF0_3000
0x3FF0_4000
0x3FF1_0000
0x3FF1_F000
0x3FF4_0000
0x3FF4_2000
0x3FF4_3000
0x3FF4_4000
0x3FF4_8000
0x3FF4_9000
0x3FF4_B000
0x3FF4_C000
0x3FF4_F000
0x3FF5_0000
0x3FF5_3000
0x3FF5_4000
0x3FF5_5000
0x3FF5_6000
0x3FF5_7000
0x3FF5_8000
0x3FF5_9000
0x3FF5_A000
0x3FF5_B000
0x3FF5_E000
0x3FF5_F000
0x3FF6_0000
0x3FF6_4000
0x3FF6_5000
0x3FF6_6000
0x3FF6_7000
0x3FF6_8000
0x3FF6_9000
0x3FF6_B000
0x3FF6_C000
0x3FF6_D000
0x3FFD_FFFF
0x3FF8_1FFF
0x400C_1FFF
0x5000_1FFF
0x3F7F_FFFF
0x40BF_FFFF
0x3FBF_FFFF
0x3FF0_0FFF
0x3FF0_1FFF
0x3FF0_2FFF
0x3FF0_3FFF
0x3FF0_4FFF
0x3FF1_3FFF
0x3FF1_FFFF
0x3FF4_0FFF
0x3FF4_2FFF
0x3FF4_3FFF
0x3FF4_4FFF
0x3FF4_8FFF
0x3FF4_9FFF
0x3FF4_BFFF
0x3FF4_CFFF
0x3FF4_FFFF
0x3FF5_0FFF
0x3FF5_3FFF
0x3FF5_4FFF
0x3FF5_5FFF
0x3FF5_6FFF
0x3FF5_7FFF
0x3FF5_8FFF
0x3FF5_9FFF
0x3FF5_AFFF
0x3FF5_BFFF
0x3FF5_EFFF
0x3FF5_FFFF
0x3FF6_0FFF
0x3FF6_4FFF
0x3FF6_5FFF
0x3FF6_6FFF
0x3FF6_7FFF
0x3FF6_8FFF
0x3FF6_AFFF
0x3FF6_BFFF
0x3FF6_CFFF
0x3FF6_DFFF
200 KB
RTC
快速存储器
RTC
慢速存储器
外部
flash
8 KB
8 KB
4 MB
11 MB+248 KB
4 MB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
16 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
8 KB
4 KB
4 KB
4 KB
片外存储器
片外
RAM
DPort
寄存器
AES
加速器
RSA
加速器
SHA
加速器
安全启动
Cache MMU
T
a
ble
PID
控制器
UART0
SPI1
SPI0
GPIO
RTC
IO MUX
SDIO Slave
UDMA1
I2S0
外设
UART1
I2C0
UDMA0
SDIO Slave
RMT
PCNT
SDIO Slave
LED PWM
eFuse
控制器
Flash
加密
PWM0
TIMG0
TIMG1
SPI2
SPI3
SYSCON
I2C1
SDMMC
EMAC
TWAI
外设
PWM1
I2S1
乐鑫信息科技
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ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
3
功能描述
种类
目标
开始地址
结束地址
大小
4 KB
4 KB
4 KB
4 KB
UART2
PWM2
PWM3
RNG
0x3FF6_E000
0x3FF6_F000
0x3FF7_0000
0x3FF7_5000
0x3FF6_EFFF
0x3FF6_FFFF
0x3FF7_0FFF
0x3FF7_5FFF
3.1.5 Cache
ESP32
的两个
CPU
各有一组容量为
32 KB
、块大小为
32
字节、两路组相连的
cache
，用以访问外部存储
器。
3.2
系统时钟
3.2.1 CPU
时钟
一旦芯片重启，外置主晶振时钟源会被选为默认的
CPU
时钟。这个外置晶振也会与
PLL
连接产生一个高频时
钟（通常为
160 MHz
）
。
另外，
ESP32
内置了一个
8 MHz
的振荡器。应用程序可以在外置主晶振、
PLL
时钟和内置
8 MHz
时钟中选择
一个作为时钟源。根据不同的应用程序，被选择的时钟源直接或在分频之后驱动
CPU
时钟。
3.2.2 RTC
时钟
RTC
时钟有
5
种可能的时钟源：
•
外置低速
(32 kHz)
晶振时钟
•
外置主晶振的
4
分频时钟
•
内置
RC
振荡器（通常为
150 kHz
，频率可调节）
•
内置
8 MHz
振荡器时钟
•
内置
31.25 kHz
时钟（由内置
8 MHz
振荡器时钟经
256
分频生成）
当芯片处于正常功耗模式且需要更快速的
CPU
访问时，应用程序可选择外置主晶振的
4
分频时钟或者内置
8
MHz
振荡器时钟。当芯片在低功耗模式下运行时，应用程序可选择外部低速
(32 kHz)
晶振时钟、内置
RC
振荡
器时钟或内置
31.25 kHz
时钟。
3.2.3
音频
PLL
时钟
音频时钟由超低噪声
fractional-N PLL
生成。
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27
ESP32
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v4.4
3
功能描述
3.3 RTC
和低功耗管理
3.3.1
电源管理单元
(PMU)
ESP32
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。
•
功耗模式
– Active
模式
：芯片射频处于工作状态。芯片可以接收、发射和侦听信号。
– Modem-sleep
模式
：
CPU
可运行，时钟可被配置。
Wi-Fi/
蓝牙基带和射频关闭。
– Light-sleep
模式
：
CPU
暂停运行
。
RTC
存储器和外设以及
ULP
协处理器运行
。
任
何唤醒事
件
（
MAC
、
SDIO
主机、
RTC
定时器或外部中断）都会唤醒芯片。
– Deep-sleep
模式
：
CPU
和大部分外设都会掉电
，
只
有
RTC
存储器和
RTC
外设处于工作状态
。
Wi-Fi
和蓝牙连接数据存储在
RTC
中。
ULP
协处理器可以工作。
– Hibernation
模式
：内置的
8 MHz
振荡器和
ULP
协处理器均被禁用。
RTC
内存恢复电源被切断。只
有
1
个位于低速时钟上的
RTC
时钟定时器和某些
RTC GPIO
在工作。
RTC
时钟定时器或
RTC GPIO
可以将芯片从
Hibernation
模式中唤醒。
设备在不同的功耗模式下有不同的电流消耗，详情请见下表。
表
3-2.
不同功耗模式下的功耗
功耗模式
描述
功耗
Wi-Fi Tx packet
Wi-Fi/BT Tx packet
Wi-Fi/BT Rx
和侦听
Active
（射频工作）
详见表
4-4
*
双核芯片
单核芯片
双核芯片
单核芯片
双核芯片
单核芯片
30 mA
~
68 mA
N/A
240 MHz
*
27 mA
~
44 mA
27 mA
~
34 mA
20 mA
~
31 mA
20 mA
~
25 mA
0.8 mA
Modem-sleep
CPU
处于工作状态
160 MHz
正常速度：
80 MHz
Light-sleep
Deep-sleep
–
ULP
协处理器处于工作状态
超低功耗传感器监测方式
RTC
定时器
+ RTC
存储器
仅有
RTC
定时器处于工作状态
150
µ
A
100
µ
A @1% duty
10
µ
A
Hibernation
5
µ
A
关闭
CHIP_PU
脚拉低，芯片处于关闭状态
1
µ
A
频率为
160 MHz
。
•
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
协处理器和传感器周期性工作
，
ADC
以
1%
占空比工作
，
系
统功耗典型
值为
100
µ
A
。
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28
ESP32
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v4.4
3
功能描述
3.3.2
超低功耗协处理器
ULP
处理器和
RTC
存储器在
Deep-sleep
模式下仍保持工作状态。因此，开发者可以将
ULP
协处理器的程序存
放在
RTC
慢速存储器中，使其能够在
Deep-sleep
模式下访问外设、内置定时器和内置传感器。在
CPU
需要由
外部事件、定时器或者这些事件的组合来唤醒的应用中，可用于保持最低的功耗。
3.4
定时器和看门狗
3.4.1
通用定时器
芯片内置
4
个
64-bit
通用定时器，具有
16-bit
分频器和
64-bit
可自动重载的向上
/
向下计时器。
定时器特性：
• 16-bit
时钟分频器，分频系数为
2
至
65536
• 64-bit
计时器
•
计时器方向可配置：递增或递减
•
软件控制计数暂停和继续
•
定时器超时自动重载
•
软件控制的即时重载
•
电平触发中断和边沿触发中断
3.4.2
看门狗定时器
芯片中有
3
个看门狗定时器
：
2
个定时器模块中各有
1
个
（
称作主看门狗定时器
，
即
MWDT
）
，
RTC
模块中也有
1
个
（
称作
RTC
看门狗定时器
，
即
RWDT
）
。
意
外的软件或硬件问题会导致应用程序工作失常
，
而
看门狗定时器
可以帮助系统从中恢复。看门狗定时器有
4
个阶段。如果当前阶段超过预定时间，但没有喂狗或关闭看门狗定
时器
，
可
能引发以下
3
到
4
种动作中的
1
种
。
这
些动作是
：
中
断
、
CPU
复位
、
内
核复位和系统复位
。
其
中
，
只
有
RWDT
能够触发系统复位，将复位包括
RTC
在内的整个芯片。每个阶段的超时时间长度均可单独设置。
在
flash
启动期间，
RWDT
和第一个
MWDT
会自动开启，以便检测和修复启动问题。
看门狗具有以下特性：
• 4
个阶段，每一阶段都可被单独配置或关闭
•
各阶段时间段可被编程
•
如阶段超时，会采取
3
到
4
种可能动作中的
1
种（中断、
CPU
复位、内核复位和系统复位）
• 32-bit
超时计数器
•
写保护，防止
RWDT
和
MWDT
配置被误写
• SPI
flash
启动保护；如果在预定时间内，来自
SPI flash
的启动过程没有完成，看门狗会重启整个系统。
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v4.4
3
功能描述
3.5
加密硬件加速器
ESP32
配备硬件加速器，支持一些通用加密算法，比如
AES (FIPS PUB 197)
、
SHA (FIPS PUB 180-4)
、
RSA
和
ECC
等，还支持大数乘法、大数模乘等独立运算。硬件加速器支持的
RSA
、
ECC
、大数乘法和大数模乘运算最
大长度可达
4096 bit
。
硬件加速器极大提高了运算速度，显著减小了软件的复杂度。硬件加速器还支持对
flash
的加密与动态解密，确
保
flash
中的代码不被窃取。
3.6
射频和
Wi-Fi
芯片射频包含以下主要模块：
• 2.4
GHz
接收器
• 2.4
GHz
发射器
•
偏置
(bias)
和线性稳压器
• Balun
和收发切换器
•
时钟生成器
3.6.1 2.4
GHz
接收器
2.4 GHz
接收器将
2.4 GHz
射频信号解调为正交基带信号
，
并
用
2
个高精度
、
高
速的
ADC
将后者转为数字信号。
为了适应不同的信道情况
，
芯
片集成了
RF
滤波器
、
自
动增益控制
(AGC)
、
DC
偏移补偿电路和基带滤波器。
3.6.2 2.4
GHz
发射器
2.4 GHz
发射器将正交基带信号调制为
2.4 GHz
射频信号
，
使
用大功率互补金属氧化物半导体
(CMOS)
功率放大
器驱动天线
。
数
字校准进一步改善了功率放大器的线性
，
使
得
802.11b
无线传输功率可达
+20.5 dBm
，
802.11n
无线传输功率可达
+18 dBm
。
为了抵消射频接收器的瑕疵，芯片还另增了校准措施，例如
:
•
载波泄露消除
• I/Q
相位匹配
•
基带非线性抑制
•
射频非线性抑制
•
天线匹配
这些内置校准措施缩短了产品的测试时间，不再需要测试设备。
3.6.3
时钟生成器
时钟生成器为接收器和发射器生成
2.4 GHz
正交时钟信号，所有部件均集成于芯片上，包括电感、变容二极管、
环路滤波器、线性稳压器和分频器。
时钟生成器含有内置校准电路和自测电路。运用拥有自主知识产权的校准算法，正交时钟相噪特性在片上经过
算法优化处理（该算法拥有自主知识产权
）
，
以确保接收器和发射器达到最佳性能。
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功能描述
3.6.4 Wi-Fi
射频和基带
芯片支持
TCP/IP
协议，完全遵循
802.11b/g/n Wi-Fi MAC
协议栈，支持分布式控制功能
(DCF)
下的基本服务集
(BSS) STA
和
SoftAP
操作。支持通过最小化主机交互来优化有效工作时长，以实现功耗管理。
Wi-Fi
射频和基带支持以下特性：
• 802.11b/g/n
• 802.11n
MCS0-7
支持
20 MHz
和
40 MHz
带宽
• 802.11n
MCS32 (RX)
• 802.11n
0.4
µ
s
保护间隔
•
数据率高达
150 Mbps
•
接收
STBC 2×1
•
发射功率高达
20.5 dBm
•
可调节的发射功率
•
天线分集
芯片支持带有外部射频开关的天线分集与选择。外部射频开关由一个或多个
GPIO
管脚控制，用来选择最
合适的天线以减少信道衰减的影响。
3.6.5 Wi-Fi
MAC
Wi-Fi MAC
自行支持的底层协议功能如下：
• 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
• RTS
保护，
CTS
保护，立即块确认
(Immediate Block ACK)
•
重组
(Defragmentation)
• TX/RX
A-MPDU, RX A-MSDU
• TXOP
•
无线多媒体
(WMM)
• CCMP
（
CBC-MAC
，计数器模式
）
、
TKIP (MIC
，
RC4)
、
WAPI (SMS4)
、
WEP (RC4)
和
CRC
•
自动
Beacon
监测（硬件
TSF
）
3.7
蓝牙
芯片集成了蓝牙链路控制器和蓝牙基带，支持基带协议和其他底层链路协议，例如调制
/
解调、包处理、比特流
处理和跳频等。
3.7.1
蓝牙射频和基带
芯片蓝牙射频和基带支持以下特性：
• Class-1
、
Class-2
和
Class-3
发射输出功率，动态控制范围高达
21 dB
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功能描述
•
π
/4 DQPSK
和
8 DPSK
调制
• NZIF
接收器灵敏度高，最小灵敏度达
-94 dBm
•
无需外部
PA
即可支持
Class-1
操作
•
内置
SRAM
支持全速数据传送、混合语音和数据以及完整的微微网
(Piconet)
运行
•
用于前向纠错、包头错误控制、接入码检查、
CRC
、解调、加密比特流生成、白化和发送脉冲成形的逻辑
电路
• ACL
、
SCO
、
eSCO
和
AFH
• PCM
接口中的
A-law
、
µ
-law
和
CVSD
数字音频编解码
• SBC
音频编解码
•
低功耗应用的电源管理
•
带有
128-bit AES
的
SMP
3.7.2
蓝牙接口
•
提供
UART HCI
接口，速度高达
4 Mbps
•
提供
SDIO/SPI HCI
接口
•
提供
PCM/I2S
音频接口
3.7.3
蓝牙协议栈
芯片的蓝牙协议栈支持蓝牙
v4.2 BR/EDR
和
Bluetooth LE
标准。
3.7.4
蓝牙链路控制器
链路控制器主要可实现
3
种操作
：
Standby
、
Connection
和
Sniff
。
可
实现多路连接以及查询
、
寻
呼和安全简易配
对
(SSP)
等操作，因此能够组建微微网
(Piconet)
和散射网
(Scatternet)
。以下为链路控制器的主要特性：
•
传统蓝牙
–
设备发现（查询和查询扫描）
–
建立连接（寻呼和寻呼扫描）
–
多连接
–
支持异步数据收发
–
同步连接
(SCO/eSCO)
–
主从切换
–
自适应跳频
(AFH)
和信道选择
–
加密广播
–
授权和加密
–
安全简易配对
(SSP)
–
多点连接和散射网管理
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v4.4
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功能描述
–
Sniff
（呼吸）模式
–
非连接的从模式广播（收发）
–
增强型功率控制
–
Ping
•
低功耗蓝牙
–
广播
–
扫描
–
支持同时广播和扫描
–
多连接
–
异步数据收发
–
自适应跳频和信道选择
–
连接参数更新
–
支持扩展的数据包长度
–
链路层加密
–
LE Ping
3.8
数字外设
3.8.1
通用输入
/
输出接口
(GPIO)
ESP32
共有
34
个
GPIO
管脚，通过配置对应的寄存器，可以为这些管脚分配不同的功能，包括如下几类
GPIO
：
只有数字功能的
GPIO
、带模拟功能的
GPIO
、带电容触摸功能的
GPIO
等。带模拟功能的
GPIO
和带电容触摸
功能的
GPIO
可以被配置为数字
GPIO
。
大部分带数字功能的
GPIO
都可以被配置为内部上拉
/
下拉，或者被设置为高阻。当被配置为输入时，可通过读
取寄存器获取输入值。输入管脚也可以被设置为通过边缘触发或电平触发来产生
CPU
中断。大部分数字
IO
管
脚都是双向、非反相和三态的，包括带有三态控制的输入和输出缓冲器。这些管脚可以复用作其他功能，例如
SDIO
、
UART
、
SPI
等
（
更多信息请参考附录
IO_MUX
）
。
当
芯片低功耗运行时
，
GPIO
可被设定为保持状态。
3.8.2
串行外设接口
(SPI)
ESP32
共有
3
组
SP
I
（
SPI
、
HSPI
和
VSPI
）
接
口
，
可
以在主机或从机模式
，
在
1-line
全双工或
1/2/4-line
半双工
通信模式下工作，作为通用
SPI
支持以下特性：
• 4
种模式的
SPI
传输格式，模式取决于
SPI
时钟的极性
(CPOL)
和相位
(CPHA)
•
最高支持到
80 MHz
（实际可支持频率还受限于所用
pad
、
PCB
走线、外接器件规格等）
•
最高支持
64 byte
的
FIFO
所有
SPI
接口都可以连接外部
flash/SRAM
和
LCD
。每一个
SPI
控制器都可连接到
DMA
通道。
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功能描述
3.8.3
通用异步收发器
(UART)
ESP32
有
3
个
UART
接口，即
UART0
、
UART1
和
UART2
，支持异步通信（
RS232
和
RS485
）和
IrDA
，通信
速率可达到
5 Mbps
。
UART
支持
CTS
和
RTS
信号的硬件管理以及软件流控（
XON
和
XOFF
）
。
3
个接口均可被
DMA
访问或者
CPU
直接访问。
3.8.4 I2C
接口
ESP32
有
2
个
I2C
总线接口，根据用户的配置，总线接口可以用作
I2C
主机或从机模式。
I2C
接口支持：
•
标准模式
(100 Kbit/s)
•
高速模式
(400 Kbit/s)
•
速度最高可达
5 MHz
，但受制于
SDA
上拉强度
• 7-bit/10-bit
寻址模式
•
双寻址模式
用户可以配置指令寄存器来控制
I2C
接口，从而实现更多灵活的应用。
3.8.5 I2S
接口
ESP32
有
2
个标准
I2S
接口。这
2
个接口可以以主机或从机模式，在全双工或半双工模式下工作，并且可被配
置为
8/16/32/48/64-bit
的输入输出通道，支持频率从
10 kHz
到
40 MHz
的
BCK
时钟。当
1
个或
2
个
I2S
接口
被配置为主机模式时，主机时钟可以输出到外部
DAC/CODEC
。
2
个
I2S
接口都有专用的
DMA
控制器。支持
PDM
和
BT PCM
接口。
3.8.6
红外遥控
RMT
支持
8
通道的红外发射和接收。通过程序控制脉冲波形，
RMT
可以支持多种红外协议。
8
个通道共用
1
个
512 x 32-bit
的存储模块来存放收发的波形。
3.8.7
脉冲计数控制器
脉冲计数器通过
7
种模式捕捉脉冲并对脉冲边沿计数。内部有
8
个通道，每个通道一次可同时捕捉
4
个信号。
每组
4
个输入包括
2
个脉冲信号和
2
个控制信号。当计数器达到了设定的阈值，就会产生
1
个中断。
3.8.8 LED
PWM
控制器
LED PWM
控制器可以生成
16
路独立的数字波形，波形的周期和占空比可配置。
16
路信号在
80 MHz APB
总线时钟下工作，其中
8
路信号还可以选择使用芯片内置的
8 MHz
振荡器时钟，可
在
Light-sleep
模式下工作。每路信号可选择
1
个
20-bit
定时器，定时器的计数范围可配置，在输出信号周期为
1 ms
时，占空比的精确度可以高达
16 bit
。
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3
功能描述
通过软件可以实时改变占空比
。
另
外
，
每
路
LED PWM
支持自动步进式地增加或减少占空比
，
可
以用于
LED RGB
彩色梯度发生器。
3.8.9
电机控制脉宽调制器
(MCPWM)
PWM
控制器可以用于驱动数字马达和智能灯。该控制器包含
PWM
定时器、
PWM
执行器和
1
个专用的捕捉子
模组
。
定
时器可以同步定时
，
也
可以独立运行
。
每
个
PWM
执行器为
1
个
PWM
通道生成波形
。
专
用的捕捉子模
组可以精确捕捉外部定时事件。
3.8.10 SD/SDIO/MMC
主机控制器
ESP32
集成一个
SD/SDIO/MMC
主机控制器，支持：
• SD
卡
3.0
和
3.01
版本
• SDIO
3.0
版本
• CE-ATA
1.1
版本
•
多媒体卡（
MMC 4.41
版本、
eMMC 4.5
版本和
4.51
版本）
控制器实现了高达
80 MHz
的时钟输出，并且支持
3
种数据总线模式：
1 bit
、
4 bit
和
8 bit
。在
4-bit
数据总线模
式中，可以支持
2
个
SD/SDIO/MMC4.41
卡，还支持
1
个以
1.8 V
电压工作的
SD
卡。
3.8.11 SDIO/SPI
从机控制器
ESP32
集成了符合工业标准
SDIO 2.0
规格的
SD
设备接口
，
并
允许主机控制器使用
SDIO
总线协议访问
SoC
设
备。
ESP32
用作
SDIO
总线上的从机。主机可以直接访问
SDIO
接口的寄存器并通过使用
DMA
引擎访问设备中
的共享内存，从而不需要处理器内核即可使性能最优化。
SDIO/SPI
从机控制器具有以下特性：
•
时钟范围为
0
至
50 MHz
，支持
SPI
、
1-bit SDIO
和
4-bit SDIO
的传输模式
•
采样和驱动的时钟边沿可配置
•
主机可直接访问的专用寄存器
•
可中断主机，启动数据传输
•
支持自动填充
SDIO
总线上的发送数据，同样支持自动丢弃
SDIO
总线上的填充数据
•
字节块大小可达
512
字节
•
主机与从机间有中断向量可以相互中断对方
•
用于数据传输的
DMA
乐鑫信息科技
35
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
3
功能描述
3.8.12 TWAI
®
控制器
ESP32
系列带有一个
TWAI
®
控制器，具有如下特性：
•
兼容
ISO 11898-1
协议（
CAN
规范
2.0
）
•
支持标准格式（
11-bit
标识符）和扩展格式（
29-bit
标识符）
•
支持速率：
–
芯片版本
v0.0/v1.0/v1.0
支持
25 Kbit/s
~
1 Mbit/s
位速率
–
芯片版本
v3.0/v3.1
支持
12.5 Kbit/s
~
1 Mbit/s
位速率
•
支持多种操作模式：正常模式、只听模式和自测模式
• 64
字节接收
FIFO
•
特殊发送：单次发送和自发自收
•
接收滤波器（支持单滤波器和双滤波器模式）
•
错误检测与处理：错误计数、错误报警限制可配置、错误代码捕捉和仲裁丢失捕捉
3.8.13
以太网
MAC
接口
ESP32
为以太网通信提供了一个符合
IEEE-802.3-2008
标准的媒体访问控制器
(MAC)
接口
。
ESP32
需要一个外
部物理层接口芯片
(PHY)
来连接实体
LAN
总线（双绞线、光纤等
）
。
物理层接口芯片通过
17
个
MII
信号或
9
个
RMII
信号与
ESP32
连接。以太网
MAC
接口
(EMAC)
支持以下特性：
• 10
Mbps
和
100 Mbps
的速率
•
专用的
DMA
控制器实现以太网
MAC
接口与专用
SRAM
之间的高速传输
•
带标记的
MAC
帧（支持
VLAN
）
•
半双工
(CSMA/CD)
和全双工操作
• MAC
控制子层（控制帧）
• 32-bit
CRC
自动生成和消除
•
用于单播和组播地址（广播和组地址）的多种地址过滤模式
•
记录每个收发帧的
32-bit
状态码
•
内部
FIFO
用于缓存发射和接收帧。发送
FIFO
和接收
FIFO
均为
512
字
(32-bit)
•
符合
IEEE 1588 2008 (PTP V2)
标准的硬件
PTP
（精确时间协议）
• 25
MHz/50 MHz
的时钟输出
乐鑫信息科技
36
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
3
功能描述
3.9
模拟外设
3.9.1
模
/
数转换器
(ADC)
ESP32
集成了
2
个
12
位
SAR ADC
，共支持
18
个模拟通道输入。为了实现更低功耗，
ESP32
的
ULP
协处理器
也可以在睡眠方式下测量电压，此时，可通过设置阈值或其他触发方式唤醒
CPU
。
通过适当的设置，最多可配置
18
个管脚的
ADC
，用于电压模数转换。
表
3-3
描述了
ADC
特性：
表
3-3. ADC
特性
参数
描述
最小值 最大值
单位
DNL
（差分非线性）
RTC
控制器；
ADC
外接
100 nF
电容；
–
7
–
12
—
7
LSB
LSB
INL
（积分非线性） 输入为
DC
信号；常温
25 °C
；
Wi-Fi&BT
关闭
12
RTC
控制器
200 ksps
Msps
采样速度
DIG
控制器
—
2
说明：
• Atten
= 3
时，测量值大于
3000
（电压值约为
2450 mV
）之后，精度会比上表所述低。
•
使用过滤器多次采样或计算平均值可以获得更好的
DNL
结果。
• VDD3P3_RTC
电源域的
GPIO
管脚输入电压范围请严格遵守表
3-3
直流电气特性规范，否则会引入
ADC
测量误差，且影响芯片正常工作。
值校准后的结果如表
3-4
所示。用户如需要更高的精度可选用其他方法自行校准。
表
3-4. ADC
校准结果
参数
描述
最小值 最大值 单位
Atten = 0,
有效测量范围
100
∼
950 mV
Atten = 1,
有效测量范围
100
∼
1250 mV
Atten = 2,
有效测量范围
150
∼
1750 mV
Atten = 3,
有效测量范围
150
∼
2450 mV
–
23
–
30
–
40
–
60
23
30
40
60
mV
mV
mV
mV
总误差
3.9.2
数
/
模转换器
(DAC)
ESP32
有
2
个
8-bit DAC
通道
，
将
2
路数字信号分别转化为
2
个模拟电压信号输出
，
两
个通道可以独立地工作。
DAC
电路由内置电阻串和
1
个缓冲器组成。这
2
个
DAC
可以作为参考电压使用。
3.9.3
触摸传感器
ESP32
提供了多达
10
个电容式传感
GPIO
，能够探测由手指或其他物品直接接触或接近而产生的电容差异。这
种设计的低噪声特性和电路的高灵敏度支持使用相对较小的触摸板。也可以使用触摸板阵列以探测更大区域或
更多点。表
3-5
列出了
10
个电容式传感
GPIO
。
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37
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
3
功能描述
表
3-5. ESP32
上的电容式传感
GPIO
电容式传感信号名称
管脚名称
GPIO4
GPIO0
GPIO2
MTDO
MTCK
T0
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
MTDI
MTMS
GPIO27
32K_XN
32K_XP
说明：
ESP32
触摸传感器目前尚无法通过射频抗扰度测试系统
(CS)
认证，应用场景有所限制。
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38
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
3
功能描述
3.10
外设管脚分配
表
3-6.
外设管脚分配
接口
信号
管脚
功能
ADC1_CH0
ADC1_CH1
ADC1_CH2
ADC1_CH3
ADC1_CH4
ADC1_CH5
ADC1_CH6
ADC1_CH7
ADC2_CH0
ADC2_CH1
ADC2_CH2
ADC2_CH3
ADC2_CH4
ADC2_CH5
ADC2_CH6
ADC2_CH7
ADC2_CH8
ADC2_CH9
DAC_1
SENSOR_VP
SENSOR_CAPP
SENSOR_CAPN
SENSOR_VN
32K_XP
32K_XN
VDET_1
VDET_2
GPIO4
ADC
2
个
12-bit SAR ADC
GPIO0
GPIO2
MTDO
MTCK
ADC
2
个
12-bit SAR ADC
MTDI
MTMS
GPIO27
GPIO25
GPIO26
GPIO25
GPIO26
GPIO4
DAC
2
个
8-bit DAC
DAC_2
TOUCH0
TOUCH1
TOUCH2
TOUCH3
TOUCH4
TOUCH5
TOUCH6
TOUCH7
TOUCH8
TOUCH9
MTDI
GPIO0
GPIO2
MTDO
MTCK
触摸传感器
电容式触摸传感器
MTDI
MTMS
GPIO27
32K_XN
32K_XP
MTDI
MTCK
MTCK
JTAG
软件调试
JTAG
MTMS
MTMS
MTDO
MTDO
HS2_CLK
HS2_CMD
MTMS
MTDO
SD/SDIO/MMC
主机
HS2_DATA0
GPIO2
支持
V3.01
标准
SD
内存卡
控制器
HS2_DATA1
HS2_DATA2
HS2_DATA3
GPIO4
MTDI
MTCK
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39
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
3
功能描述
接口
信号
管脚
功能
PWM0_OUT0
~
2
PWM1_OUT_IN0
~
2
PWM0_F
L
T
_IN0
~
2
PWM1_F
L
T
_IN0
~
2
PWM0_CAP_IN0
~
2
PWM1_CAP_IN0
~
2
PWM0_SYNC_IN0
~
2
PWM1_SYNC_IN0
~
2
SD_CLK
16-bit
计时器的
3
路通道可产生
PWM
波
形，每路包括
1
对输出信号、
3
个故障检
测信号、
3
个事件捕捉信号，及
3
个同步
信号。
任意
GPIO
管脚
电机
PWM
MTMS
MTDO
GPIO2
GPIO4
MTDI
SD_CMD
SD_DATA0
SDIO/SPI
从机控制器
SDIO
接口，符合
SDIO V2.0
卡行业标准。
SD_DATA1
SD_DATA2
SD_DATA3
MTCK
U0RXD_in
U0CTS_in
U0DSR_in
U0TXD_out
U0RTS_out
U0DTR_out
U1RXD_in
UART
任意
GPIO
管脚
3
路
UART
设备，支持硬件流控制和
DMA
U1CTS_in
U1TXD_out
U1RTS_out
U2RXD_in
U2CTS_in
U2TXD_out
U2RTS_out
I2CEXT0_SCL_in
I2CEXT0_SDA_in
I2CEXT1_SCL_in
I2CEXT1_SDA_in
I2CEXT0_SCL_out
I2CEXT0_SDA_out
I2CEXT1_SCL_out
I2CEXT1_SDA_out
ledc_hs_sig_out0
~
7
ledc_ls_sig_out0
~
7
I2C
任意
GPIO
管脚
任意
GPIO
管脚
2
路
I2C
设备，支持主机或从机模式
16
路独立通道；采用
@80 MHz
时钟
/RTC
时钟。占空比精确度：
16-bit
。
LED PWM
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40
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
3
功能描述
接口
信号
管脚
功能
I2S0I_DATA_in0
~
15
I2S0O_BCK_in
I2S0O_WS_in
I2S0I_BCK_in
I2S0I_WS_in
I2S0I_H_SYNC
I2S0I_V_SYNC
I2S0I_H_ENABLE
I2S0O_BCK_out
I2S0O_WS_out
I2S0I_BCK_out
I2S0I_WS_out
用于串行立体声数据的输入输出，并行
LCD
数据的输出，
camera
并行数据的输
入。
注
：
I2S0_CLK
和
I2S1_CLK
仅可通过
IO
MUX
映射至
GPIO0
、
U0RXD (GPIO3)
或
U0TXD (GPIO1)
，选择
GPIO
功能
CLK_OUT1
、
CLK_OUT2
或
CLK_OUT3
。
更多信息，请参考
I2S0O_DATA_out0
~
23
任意
GPIO
管脚
I2S1I_DATA_in0
~
15
I2S1O_BCK_in
I2S
I2S1O_WS_in
I2S1I_BCK_in
和
GPIO Matrix
>
IO MUX Pad
列表
。
I2S1I_WS_in
I2S1I_H_SYNC
I2S1I_V_SYNC
I2S1I_H_ENABLE
I2S1O_BCK_out
I2S1O_WS_out
I2S1I_BCK_out
I2S1I_WS_out
I2S1O_DATA_out0
~
23
I2S0_CLK
GPIO0
、
U0RXD
、
或
U0TXD
I2S1_CLK
RMT_SIG_IN0
~
7
RMT_SIG_OUT0
~
7
HSPIQ_in/_out
HSPID_in/_out
HSPICLK_in/_out
HSPI_CS0_in/_out
HSPI_CS1_out
HSPI_CS2_out
VSPIQ_in/_out
VSPID_in/_out
VSPICLK_in/_out
VSPI_CS0_in/_out
VSPI_CS1_out
VSPI_CS2_out
红外遥控器
任意
GPIO
管脚
8
路
IR
收发器，支持不同波形标准。
Standard SPI
接口包括时钟、片选、
MOSI
和
MISO
。这些接口可连接至
LCD
等外设
设备，支持以下功能：
•
主机和从机模式；
通用
SPI
任意
GPIO
管脚
• 4
种模式的
SPI
传输格式；
•
可配置
SPI
频率；
•
高达
64
字节
FIFO
和
DMA
。
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41
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
3
功能描述
接口
信号
管脚
功能
SPIHD
SD_DATA_2
SPIWP
SD_DATA_3
SD_CMD
SD_CLK
SD_DATA_0
SD_DATA_1
MTMS
SPICS0
SPICLK
SPIQ
SPID
HSPICLK
HSPICS0
MTDO
支持
Standard SPI
、
Dual SPI
和
Quad SPI
，
可以连接外部
Flash
和
SRAM
。
HSPIQ
MTDI
并行
QSPI
HSPID
MTCK
HSPIHD
GPIO4
HSPIWP
GPIO2
VSPICLK
GPIO18
GPIO5
VSPICS0
VSPIQ
GPIO19
GPIO23
GPIO21
GPIO22
GPIO0
VSPID
VSPIHD
VSPIWP
EMAC_TX_CLK
EMAC_RX_CLK
EMAC_TX_EN
EMAC_TXD0
EMAC_TXD1
EMAC_TXD2
EMAC_TXD3
EMAC_RX_ER
EMAC_RX_DV
EMAC_RXD0
EMAC_RXD1
EMAC_RXD2
EMAC_RXD3
EMAC_CLK_OUT
GPIO5
GPIO21
GPIO19
GPIO22
MTMS
MTDI
MTCK
GPIO27
GPIO25
GPIO26
U0TXD
MTDO
EMAC
以太网
MAC
、
MII/RMII
接口
GPIO16
EMAC_CLK_OUT_180 GPIO17
EMAC_TX_ER
GPIO4
EMAC_MDC_out
EMAC_MDI_in
任意
GPIO
管脚
任意
GPIO
管脚
任意
GPIO
管脚
任意
GPIO
管脚
任意
GPIO
管脚
EMAC_MDO_out
EMAC_CRS_out
EMAC_COL_out
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42
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
3
功能描述
接口
信号
管脚
功能
pcnt_sig_ch0_in0
pcnt_sig_ch1_in0
pcnt_ctrl_ch0_in0
pcnt_ctrl_ch1_in0
pcnt_sig_ch0_in1
pcnt_sig_ch1_in1
pcnt_ctrl_ch0_in1
pcnt_ctrl_ch1_in1
pcnt_sig_ch0_in2
pcnt_sig_ch1_in2
pcnt_ctrl_ch0_in2
pcnt_ctrl_ch1_in2
pcnt_sig_ch0_in3
pcnt_sig_ch1_in3
pcnt_ctrl_ch0_in3
pcnt_ctrl_ch1_in3
pcnt_sig_ch0_in4
pcnt_sig_ch1_in4
pcnt_ctrl_ch0_in4
pcnt_ctrl_ch1_in4
pcnt_sig_ch0_in5
pcnt_sig_ch1_in5
pcnt_ctrl_ch0_in5
pcnt_ctrl_ch1_in5
pcnt_sig_ch0_in6
pcnt_sig_ch1_in6
pcnt_ctrl_ch0_in6
pcnt_ctrl_ch1_in6
pcnt_sig_ch0_in7
pcnt_sig_ch1_in7
pcnt_ctrl_ch0_in7
pcnt_ctrl_ch1_in7
twai_rx
脉冲计数器通过
7
种模式捕捉脉冲并对脉
任意
GPIO
管脚
脉冲计数器
冲边沿计数。
twai_tx
TWAI
任意
GPIO
管脚
兼容
ISO11898-1
协议（
CAN
规范
2.0
）
twai_bus_off_on
twai_clkout
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43
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
4
电气特性
4
电气特性
4.1
绝对最大额定值
超出表
4-1
绝对最大额定值
的绝对最大额定值可能导致器件永久性损坏。这只是强调的额定值，不涉及器件在
这些或其它条件下超出章节
4.2
建议工作条件
技术规格指标的功能性操作。长时间暴露在绝对最大额定条件下
可能会影响设备的可靠性。
表
4-1.
绝对最大额定值
参数
说明
最小值 最大值
单位
V
VDDA, VDD3P3, VDD3P3_RTC, VDD3P3_CPU, VDD_SDIO
允许输入电压
–
0.3
—
3.6
1200
150
1
I
output
T
ST ORE
1
IO
输出总电流
mA
°C
存储温度
–
40
在
25 °C
的环境温度下连续
24
小时保持所有
IO
管脚拉高并接地，设备工作完全正常。
4.2
建议工作条件
表
4-2.
建议工作条件
参数
说明
最小值
典型值
最大值
单位
VDDA, VDD3P3, VDD3P3_RTC
note 1
VDD_SDIO (3.3 V mode)
note 2
,
建议输入电压
2.3/3.0
note 3
3.3
3.6
V
VDD3P3_CPU
I
V DD
T
note 4
建议输入电压
输入总电流
工作温度
1.8
0.5
3.3
—
3.6
—
V
A
–
40
—
125
°C
1.
写
eFuse
时，
VDD3P3_RTC
应至少
3.3 V
。
2.
• VDD_SDIO
为
IO
的供电电源，通常也作为外接设备的供电电源。具体信息可参考附录
IO_MUX
。
• VDD_SDIO
可由
ESP32
的
VDD3P3_RTC
生成：
–
当
VDD_SDIO
处于
3.3 V
模式时，由
VDD3P3_RTC
通过约
6
Ω
电阻直接供电。因此，
VDD_SDIO
相对
VDD3P3_RTC
会有一定电压降。
–
当
VDD_SDIO
处于
1.8 V
模式时，由
ESP32
内部的
LDO
产生。
LDO
能提供的最大电流为
40 mA
，输出电
压范围为
1.65 V
~
2.0 V
。
• VDD_SDIO
也可由外部电源供电。
•
更多信息请参考章节
2.3.1
电源管理
。
3.
4.
•
带有封装内
3.3 V flash/PSRAM
的芯片，此处电压最小值为
3.0 V
；
•
无封装内
flash/PSRAM
的芯片，此处电压最小值为
2.3 V
；
•
更多信息请查看表
1 ESP32
系列型号对比
。
•
由于
ESP32-U4WDH
的内置
flash
工作温度为–
40 °C
~
105 °C
，所以
ESP32-U4WDH
芯片的整体工作温度为–
40 °C
~
105 °C
。
•
由于
ESP32-D0WDR2-V3
的内置
PSRAM
工作温度为–
40 °C
~
85 °C
，所以
ESP32-D0WDR2-V3
芯片的整体工
作温度为–
40 °C
~
85 °C
。
• ESP32
系列中其他型号的芯片无内置
flash
或
PSRAM
，工作温度为–
40 °C
~
125 °C
。
乐鑫信息科技
44
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
4
电气特性
4.3
直流电气特性
(3.3
V
,
2
5 °C)
表
4-3.
直流电气特性
(3.3
V
,
2
5 °C)
参数
C
IN
V
IH
V
IL
I
IH
说明 最小值
典型值
最大值
单位
pF
V
管脚电容
—
2
—
高电平输入电压
低电平输入电压
高电平输入电流
低电平输入电流
高电平输出电压
低电平输出电压
0.75×VDD
1
—
—
—
—
—
—
VDD
1
+0.3
0.25×VDD
1
50
–
0.3
V
—
nA
nA
V
I
IL
—
50
V
OH
V
OL
0.8×VDD
1
—
—
0.1×VDD
1
V
VDD3P3_CPU
电
源域
1
,
2
高电平拉电流
(VDD
1
= 3.3
V
,
V
OH
>= 2.64
V
,
管脚输出强度设为
最大值
)
—
—
—
40
40
20
—
—
—
mA
mA
mA
VDD3P3_RTC
电
源域
1
,
2
I
OH
VDD_SDIO
电
源
域
1
,
3
低电平灌电流
(VDD
1
= 3.3
V
,
V
OL
= 0.495
V
,
管脚输出强度设为最大值
)
上拉电阻
I
OL
—
28
—
mA
R
P U
—
—
—
45
45
—
—
—
k
Ω
k
Ω
V
R
P D
下拉电阻
V
IL
_
nRST
CHIP_PU
关闭芯片的低电平输入电压
0.6
1. VDD
是
I/O
的供电电源，具体请参考附录
IO_MUX
。
2. VDD3P3_CPU
和
VDD3P3_RTC
电源域的单个管脚的拉电流随管脚数量增加而减小，从约
40 mA
减小到约
29 mA
。
3. VDD_SDIO
电源域的单个管脚的拉电流随管脚数量增加而减小，从约
30
减小到约
10 mA
。
4.4 Active
模式下的
RF
功耗
下列功耗数据是基于
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
50%
的
占空比测得。
表
4-4.
射频功耗参数
工作模式
最小值
—
典型值
240
最大值
—
单位
mA
mA
mA
mA
mA
mA
发送
802.11b
，
DSSS 1 Mbps
，
POUT = +19.5 dBm
发送
802.11g
，
OFDM 54 Mbps
，
POUT = +16 dBm
发送
802.11n
，
OFDM MCS7
，
POUT = +14 dBm
接收
802.11b/g/n
—
190
180
—
—
—
—
95
~
100
130
—
发送
BT/BLE
，
POUT = 0 dBm
接收
BT/BLE
—
—
—
95
~
100
—
乐鑫信息科技
45
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
4
电气特性
4.5
可靠性
表
4-5.
可靠性
测试项目
测试条件
测试标准
JESD22-A108
JS-001
HTOL
（高温工作寿命）
125 °C
，
1000
小时
HBM
（人体放电模式）
1
± 2000 V
CDM
（充电器件模式）
2
± 500 V
过电流
± 200 mA
ESD
（静电放电敏感度
)
闩锁测试
(Latch-up)
JS-002
JESD78
过电压
1.5 × VDD
max
烘烤：
125 °C
，
24
小时
J-STD-020
预处理测试
浸泡：三级（
30 °C
，
60% RH
，
192
小时）
回流焊：
260 + 0 °C
，
20
秒，三次
–
65 °C / 150 °C
，
500
次循环
121 °C
，
100% RH
，
96
小时
JESD47
JESD22-A113
JESD22-A104
JESD22-A102
TCT
（温度循环测试）
高压蒸煮试验
uHAST
（无偏压高加速温
湿度应力试验）
130 °C
，
85% RH
，
96
小时
150 °C
，
1000
小时
JESD22-A118
JESD22-A103
HTSL
（高温贮存寿命）
1. JEDEC
文档
JEP155
规定：
500 V HBM
能够在标准
ESD
控制流程下安全生产。
2. JEDEC
文档
JEP157
规定：
250 V CDM
能够在标准
ESD
控制流程下安全生产。
4.6 Wi-Fi
射频
表
4-6. Wi-Fi
射频特性
参数
说明
最小值
2412
–
典型值
最大值
2484
—
单位
MHz
Ω
工作信道中心频率范围
1
输出阻抗
2
—
—
—
见说明
2
13
11n, MCS7
12
18.5
—
14
dBm
dBm
dBm
dBm
dBm
dBm
dBm
dBm
dBm
dBm
dB
输出功率
3
11b
模式
19.5
–
98
–
88
–
93
–
75
–
93
–
73
–
90
–
70
27
20.5
—
11b, 1 Mbps
11b, 11 Mbps
11g, 6 Mbps
11g, 54 Mbps
11n, HT20, MCS0
11n, HT20, MCS7
11n, HT40, MCS0
11n, HT40, MCS7
11g, 6 Mbps
11g, 54 Mbps
11n, HT20, MCS0
11n, HT20, MCS7
—
—
—
—
—
—
灵敏度
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
13
—
dB
邻道抑制
—
27
—
dB
—
12
—
dB
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。
乐鑫信息科技
46
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
4
电气特性
2. ESP32
Wi-Fi
射频的输出阻抗典型值与封装尺寸有关。封装为
QFN 6×6
的
ESP32
芯片的输出阻抗为
30+j10
Ω
；封装
为
QFN 5×5
的
ESP32
芯片的输出阻抗为
35+j10
Ω
。
3.
根据产品或认证的要求，用户可以配置目标功率。
4.7
经典蓝牙射频
4.7.1
接收器
–
基础数据率
(BR)
表
4-7.
接收器特性
–
基础数据率
(BR)
参数
说明
最小值 典型值 最大值 单位
灵敏度
@0.1% BER
最大接收信号
@0.1% BER
共信道抑制比
C/I
—
–
90
0
–
89
—
+7
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
–
88 dBm
—
—
—
dBm
dB
—
—
F = F0 + 1 MHz
F = F0
–
1 MHz
F = F0 + 2 MHz
F = F0
–
2 MHz
F = F0 + 3 MHz
F = F0
–
3 MHz
30 MHz
~
2000 MHz
2000 MHz
~
2400 MHz
2500 MHz
~
3000 MHz
3000 MHz
~
12.5 GHz
—
—
–
6
dB
—
–
6
dB
—
–
25
–
33
–
25
–
45
—
dB
邻道选择性抑制比
C/I
—
dB
—
dB
—
dB
–
10
–
27
–
27
–
10
–
36
dBm
dBm
dBm
dBm
dBm
—
带外阻塞
—
—
互调
—
4.7.2
发射器
–
基础数据率
(BR)
表
4-8.
发射器特性
–
基础数据率
(BR)
参数
说明
最小值 典型值 最大值
单位
射频发射功率（见表下方
说明
）
增益控制步长
—
—
—
0
3
—
—
dBm
dB
—
射频功率控制范围
20 dB
带宽
—
–
12
—
—
+9
—
dBm
MHz
dBm
dBm
dBm
kHz
—
0.9
–
47
–
55
–
60
—
F = F0 ± 2 MHz
—
—
邻道发射功率
F = F0 ± 3 MHz
—
—
F = F0 ± > 3 MHz
—
—
∆
f
1
avg
—
—
—
—
—
—
—
—
155
—
∆
f
2
max
133.7
—
—
kHz
∆
f
2
avg
/
∆
f
1
avg
ICFT
0.92
–
7
—
—
—
—
kHz
漂移速率
偏移
(DH1)
偏移
(DH5)
—
0.7
6
—
kHz/50
µ
s
kHz
—
—
—
6
—
kHz
乐鑫信息科技
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ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
4
电气特性
说明：
从
0
到
7
，共有
8
个功率级别，发射功率范围从–
12 dBm
到
9 dBm
。功率电平每增加
1
时，发射功率增加
3 dB
。默认
情况下使用功率级别
4
，相应的发射功率为
0 dBm
。
4.7.3
接收器
–
增强数据率
(EDR)
表
4-9.
接收器特性
–
增强数据率
(EDR)
参数
说明
最小值 典型值 最大值 单位
π
/4 DQPSK
—
灵敏度
@0.01% BER
最大接收信号
@0.01% BER
共信道抑制比
C/I
–
90
—
—
—
—
—
—
—
—
–
89
0
–
88 dBm
—
—
—
—
—
—
—
—
—
dBm
dB
dB
dB
dB
dB
dB
dB
—
11
F = F0 + 1 MHz
F = F0
–
1 MHz
F = F0 + 2 MHz
F = F0
–
2 MHz
F = F0 + 3 MHz
F = F0
–
3 MHz
8DPSK
–
7
–
7
–
25
–
35
–
25
–
45
邻道选择性抑制比
C/I
灵敏度
@0.01% BER
最大接收信号
@0.01% BER
共信道抑制比
C/I
—
–
84
—
—
—
—
—
—
—
—
–
83
–
5
–
82 dBm
—
—
—
—
—
—
—
—
—
dBm
dB
dB
dB
dB
dB
dB
dB
—
18
F = F0 + 1 MHz
F = F0
–
1 MHz
F = F0 + 2 MHz
F = F0
–
2 MHz
F = F0 + 3 MHz
F = F0
–
3 MHz
2
2
–
25
–
25
–
25
–
38
邻道抑制比
C/I
4.7.4
发射器
–
增强数据率
(EDR)
表
4-10.
发射器特性
–
增强数据率
(EDR)
参数
说明
—
—
—
—
—
—
—
—
—
最小值 典型值 最大值 单位
射频发射功率（见表
4-8
下方
说明
）
增益控制步长
—
—
0
3
—
—
dBm
dB
射频功率控制范围
π
/4 DQPSK max w0
π
/4 DQPSK max wi
π
/4 DQPSK max |wi + w0|
8DPSK max w0
–
12
—
—
+9 dBm
–
0.72
–
6
—
—
—
—
—
—
kHz
kHz
kHz
kHz
kHz
kHz
—
—
–
7.42
0.7
—
8DPSK max wi
—
–
9.6
–
10
8DPSK max |wi + w0|
—
乐鑫信息科技
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ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
4
电气特性
参数
说明
最小值 典型值 最大值 单位
RMS DEVM
99% DEVM
Peak DEVM
RMS DEVM
99% DEVM
Peak DEVM
F = F0 ± 1 MHz
F = F0 ± 2 MHz
F = F0 ± 3 MHz
F = F0 +/
–
> 3 MHz
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
4.28
100
13.3
5.8
—
—
—
—
—
—
—
—
—
%
%
π
/4 DQPSK
调制精度
%
%
8 DPSK
调制精度
100
14
%
%
–
46
–
40
–
46
—
dBm
dBm
dBm
带内杂散发射
–
53 dBm
EDR
差分相位编码
100
—
%
4.8
低功耗蓝牙射频
4.8.1
接收器
表
4-11.
低功耗蓝牙接收器特性
参数
说明
最小值 典型值 最大值 单位
灵敏度
@30.8% PER
最大接收信号
@30.8% PER
共信道抑制比
C/I
—
–
94
0
–
93
—
–
92 dBm
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
dBm
dB
—
—
+10
–
5
F = F0 + 1 MHz
F = F0
–
1 MHz
F = F0 + 2 MHz
F = F0
–
2 MHz
F = F0 + 3 MHz
F = F0
–
3 MHz
30 MHz
~
2000 MHz
2000 MHz
~
2400 MHz
2500 MHz
~
3000 MHz
3000 MHz
~
12.5 GHz
—
—
dB
—
–
5
dB
—
–
25
–
35
–
25
–
45
—
dB
邻道抑制比
C/I
—
dB
—
dB
—
dB
–
10
–
27
–
27
–
10
–
36
dBm
dBm
dBm
dBm
dBm
—
带外阻塞
互调
—
—
—
4.8.2
发射器
表
4-12.
低功耗蓝牙发射器特性
参数
说明
最小值 典型值 最大值
单位
dBm
dB
射频发射功率（见表
4-8
下方
说明
）
增益控制步长
—
—
—
0
3
—
—
+9
—
—
—
射频功率控制范围
—
–
12
—
—
dBm
dBm
dBm
F = F0 ± 2 MHz
F = F0 ± 3 MHz
–
52
–
58
邻道发射功率
乐鑫信息科技
—
49
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
4
电气特性
参数
说明
最小值 典型值 最大值
单位
dBm
kHz
F = F0 ± > 3 MHz
—
—
–
60
—
—
265
—
∆
f
1
avg
—
—
—
—
—
—
∆
f
2
max
∆
f
2
avg
/
∆
f
1
avg
ICFT
247
—
—
kHz
0.92
–
10
0.7
2
—
—
—
—
kHz
漂移速率
偏移
—
—
kHz/50
µ
s
kHz
—
—
乐鑫信息科技
50
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
5
封装
5
封装
•
俯视图中，芯片管脚从
Pin 1
位置开始按逆时针方向编号。关于管脚序号和名称的详细信息，请参考章节
2.1
管脚布局
。
Pin 1
Pin 2
Pin 3
Pin 1
Pin 2
Pin 3
图
5-1. QFN48 (6×6 mm)
封装
D
D2
PIN #1 ꢁD
Dimensional Ref.
PIN #1 DꢀT
L
C0.350
BY MARKING
REF. Min.
Noꢀ. Max.
A
ꢁ.8ꢁꢁ ꢁ.85ꢁ ꢁ.9ꢁꢁ
L
—
A1 ꢁ.ꢁꢁꢁ
A3
ꢁ.ꢁ5ꢁ
ꢁ.2ꢁ3 Ref.
L
eꢀ
4.95ꢁ 5.ꢁꢁꢁ 5.ꢁ5ꢁ
4.95ꢁ 5.ꢁꢁꢁ 5.ꢁ5ꢁ
48L SLP
D
E
E
E2
+
(5×5ꢀꢀ)
02 3.65ꢁ 3.7ꢁꢁ 3.75ꢁ
3.7ꢁꢁ 3.75ꢁ
E2 3.65ꢁ
ꢁ.13ꢁ ꢁ.18ꢁ ꢁ.23ꢁ
ꢁ.17ꢁ
b
b1 ꢁ.ꢁ7ꢁ
ꢁ.12ꢁ
0
ꢀꢀꢀ
0
C
L
ꢁ.3ꢁꢁ ꢁ.35ꢁ ꢁ.4ꢁꢁ
bl
e
ꢁ.35ꢁ BSC
ꢀꢀꢀ
C
48X
Tol. of Form&Position
aaa
ꢁ.1ꢁ
ꢁ.1ꢁ
ꢁ.1ꢁ
ꢁ.ꢁ5
ꢁ.ꢁ8
ꢁ.1ꢁ
bbb
TOP VIEw
SIDE VIEw
BOTTOM VIEw
CCC
ddd
eee
1/ꢀlccclCI
fff
Notes
ꢂꢃ ꢄll DꢁꢅEꢆSꢁOꢆS ꢄꢇE ꢁꢆ ꢅꢁLLꢁꢅEꢈEꢇS,
–
2ꢉ DIMENSIONING AND
ꢈ
□
LERANCING PER JEDEC
M
□
220ꢉ
图
5-2. QFN48 (5×5 mm)
封装
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ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
6
相关文档和资源
6
相关文档和资源
相关文档
•
证书
• ESP32
产品
/
工艺变更通知
(PCN)
• ESP32
公告
–
提供有关安全、
bug
、兼容性、器件可靠性的信息
•
文档更新和订阅通知
开发者社区
• ESP-IDF
及
GitHub
上的其它开发框架
• ESP32
论坛
–
工程师对工程师
(E2E)
的社区，您可以在这里提出问题、解决问题、分享知识、探索观点。
•
The ESP Journal
–
分享乐鑫工程师的最佳实践、技术文章和工作随笔。
• SDK
和演示、
App
、工具、
AT
等下载资源
产品
• ESP32
系列芯片
–
ESP32
全系列芯片。
• ESP32
系列模组
–
ESP32
全系列模组。
• ESP32
系列开发板
–
ESP32
全系列开发板。
• ESP
Product Selector
（乐鑫产品选型工具）
–
通过筛选性能参数、进行产品对比快速定位您所需要的产品。
联系我们
•
商务问题、技术支持、电路原理图
& PCB
设计审阅、购买样品（线上商店
）
、
成为供应商、意见与建议
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ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
附录
A
附录
A – ESP32
管脚清单
A.1.
管脚清单说明
表
6-1.
管脚清单说明
序号
说明
1
IO_MUX
表格中，黄色单元格表示这几个
GPIO
管脚仅为输入管脚。
以下管脚仅为输入管脚，不带输出驱动器或内置上拉／下拉电路：
SENSOR_VP (GPIO36)
、
SENSOR_CAPP (GPIO37)
、
SENSOR_CAPN (GPIO38)
、
SENSOR_VN (GPIO39)
、
VDET_1
(GPIO34)
、
VDET_2 (GPIO35)
。
2
3
所有管脚分为
4
个电源域：
VDDA
（模拟电源
）
、
VDD3P3_RTC
（
RTC
电源
）
、
VDD3P3_CPU
（数字
IO
和
CPU
电源
）
、
VDD_SDI
O
（
SDIO IO
电源
）
。
VDD_SDIO
是内置
SDIO-LDO
的输出源。
SDIO-LDO
的配置电压为
1.8 V
或与
VDD3P3_RTC
相同。
Strapping
管脚和
eFuse bit
共同决
定
SDIO-LDO
的默认电压。此外，软件还可以配置寄存器来强制改变
SDIO-LDO
电压。详见
IO_MUX
表格中“
Power Domain
”一栏。
VDD3P3_RTC
域中的功能管脚具有模拟功能，包括
32 kHz
晶体振荡器、
ADC
、
DAC
以及电
容式触摸传感器。请参考
IO_MUX
表格中“
Analog Function 0
~
2
”各栏。
这些
VDD3P3_RTC
管脚支持
RTC Function
功能
，
能
够在
Deep-sleep
模式下使用
。
例
如
，
RTC-
GPIO
可用于
Deep-sleep
模式下的芯片。
4
5
GPIO
管脚最多支持
IO_MUX
表格中“
Function 0
~
5
”各栏中所列的
6
个数字功能。功能选
择寄存器应设置为“
N
”
，
其中
N
为功能编号。以下为常用模块的信号前缀定义：
• SD_*
是
SDIO
从机的信号。
• HS1_*
是
SDIO
主机端口
1
的信号。
• HS2_*
是
SDIO
主机端口
2
的信号。
• MT*
是
JTAG
的信号。
6
• U0*
是
UART0
模块的信号。
• U1*
是
UART1
模块的信号。
• U2*
是
UART2
模块的信号。
• SPI*
是
SPI01
模块的信号。
• HSPI*
是
SPI2
模块的信号。
• VSPI*
是
SPI3
模块的信号。
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53
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
附录
A
序号
说明
每个数字
Function
栏均对应一列
T
y
pe
。请参考下列描述来理解每个
Function
所对应
T
y
pe
的
意义。对于任意功能
Function-
N
而言，
T
y
pe
所指的是：
• I
：仅为输入。如果选择了
Function-
N
以外的其他功能，则该管脚的输入信号仍会连接
到
Function-
N
的输入信号。
• I1
：
仅
为输入
。
如
果选择了
Function-
N
以外的其他功能
，
则
Function-
N
的输入信号恒为
1
。
• I0
：
仅
为输入
。
如
果选择
Function-
N
以外的其他功能
，
则
Function-
N
的输入信号恒为
0
。
• O
：仅为输出。
7
• T
：高抗阻。
• I/O/T
：该功能信号包含输入、输出和高抗阻组合。
• I1/O/T
：该函数信号包含输入、输出和高抗阻组合。如果选择了
Function-
N
以外的其他
功能，则
Function-
N
的输入信号恒为
1
。
例如，
30
号管脚可作为
HS1_CMD
或
SD_CMD
使用，其中
HS1_CMD
的类型为
I1/O/T
。如
果
30
号管脚被选作
HS1_CMD
，则该管脚的输入和输出均由
SDIO
主机控制。如果
30
号管
脚未被选作
HS1_CMD
，则对
SDIO
主机的输入信号总为
1
。
每一个数字输出管脚的驱动强度可以配置
。
IO_MUX
表格中
的
“
Drive Strength
”
栏
列出了默认
值。其中，驱动强度可通过寄存器配置为以下四种：
• 0:
~
5 mA
• 1:
~
10 mA
8
• 2:
~
20 mA
• 3:
~
40 mA
默认值为
2
。
内置上拉
(wpu)
和内置下拉
(wpd)
驱动强度为
~
75
µ
A
。
IO_MUX
表格中“
At Reset
”栏列出了复位时每个管脚的状态，包括输入使能
(ie=1)
、内置上
拉
(wpu)
和内置下拉
(wpd)
。复位时，所有管脚都处于输出禁用状态。
IO_MUX
表格中
”After Reset”
栏列出了复位后每个管脚的即刻状态，包括输入使能
(ie=1)
、内
置上拉
(wpu)
和内置下拉
(wpd)
。复位后，每个管脚均设定为“
Function 0
”
。
输出使能由其数
字
Function 0
控制。
9
10
表格
Ethernet_MAC
用于描述
Ethernet MAC
模块内的信号映射。
Ethernet MAC
支持
MII
和
RMII
两种接口，同时支持内部
PLL
时钟和外部时钟源。对于
MII
接口来说，
Ethernet MAC
可
配
TX_ERR
信号，也可不配
TX_ERR
信号。
MDC
、
MDIO
、
CRS
和
COL
均为慢速信号，可通
过
GPIO
矩阵映射到任何
GPIO
管脚。
11
表格
GPIO_Matrix
用于描述
GPIO
交换矩阵。片上功能模组所发出的信号可映射到任何
GPIO
管脚上。如表格
GPIO_Matrix
中
，
“
信号可经由
IO_MUX
输出
”
栏说明的一样，有些信号既可
通过
IO_MUX
，也可通过
GPIO
矩阵映射到管脚上。
12
13
*
表格
GPIO_Matrix
中
，
“默认值
”
一
栏表示未分配
GPIO
时
，
输
入信号的默认值
。
信
号的实际
值由寄存器位
GPIO_FUNC
m
_IN_INV_SEL
和寄存器域
GPIO_FUNC
m
_IN_SEL
共同决定。
(
m
的取值范围为
1
~
255
。
)
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系列芯片技术规格书
v4.4
附录
A
A.2. GPIO_Matrix
表
6-2. GPIO_Matrix
信号可经由
输出信号的
输出使能信号
SPICLK_oe
SPIQ_oe
SPID_oe
SPIHD_oe
SPIWP_oe
SPICS0_oe
SPICS1_oe
SPICS2_oe
HSPICLK_oe
HSPIQ_oe
HSPID_oe
HSPICS0_oe
HSPIHD_oe
HSPIWP_oe
1’d1
序号
0
输入信号
默认值
*
IO_MUX
输出
yes
yes
yes
yes
yes
yes
no
输出信号
SPICLK_in
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
SPICLK_out
SPIQ_out
1
SPIQ_in
2
SPID_in
SPID_out
3
SPIHD_in
SPIHD_out
4
SPIWP_in
SPIWP_out
SPICS0_out
SPICS1_out
SPICS2_out
HSPICLK_out
HSPIQ_out
HSPID_out
5
SPICS0_in
6
SPICS1_in
7
SPICS2_in
no
8
HSPICLK_in
HSPIQ_in
yes
yes
yes
yes
yes
yes
yes
yes
no
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
39
40
41
42
HSPID_in
HSPICS0_in
HSPIHD_in
HSPICS0_out
HSPIHD_out
HSPIWP_out
U0TXD_out
U0RTS_out
U0DTR_out
U1TXD_out
U1RTS_out
I2S0O_BCK_out
I2S1O_BCK_out
I2S0O_WS_out
I2S1O_WS_out
I2S0I_BCK_out
I2S0I_WS_out
I2CEXT0_SCL_out
I2CEXT0_SDA_out
sdio_tohost_int_out
pwm0_out0a
pwm0_out0b
pwm0_out1a
pwm0_out1b
pwm0_out2a
pwm0_out2b
—
HSPIWP_in
U0RXD_in
U0CTS_in
1’d1
U0DSR_in
1’d1
U1RXD_in
yes
yes
no
1’d1
U1CTS_in
1’d1
I2S0O_BCK_in
I2S1O_BCK_in
I2S0O_WS_in
I2S1O_WS_in
I2S0I_BCK_in
I2S0I_WS_in
I2CEXT0_SCL_in
I2CEXT0_SDA_in
pwm0_sync0_in
pwm0_sync1_in
pwm0_sync2_in
pwm0_f0_in
pwm0_f1_in
pwm0_f2_in
—
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
pcnt_sig_ch0_in0
pcnt_sig_ch1_in0
pcnt_ctrl_ch0_in0
pcnt_ctrl_ch1_in0
no
1’d1
no
—
1’d1
no
—
1’d1
no
—
1’d1
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v4.4
附录
A
信号可经由
输出信号的
输出使能信号
1’d1
序号
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
输入信号
默认值
*
IO_MUX
输出
no
输出信号
pcnt_sig_ch0_in1
pcnt_sig_ch1_in1
pcnt_ctrl_ch0_in1
pcnt_ctrl_ch1_in1
pcnt_sig_ch0_in2
pcnt_sig_ch1_in2
pcnt_ctrl_ch0_in2
pcnt_ctrl_ch1_in2
pcnt_sig_ch0_in3
pcnt_sig_ch1_in3
pcnt_ctrl_ch0_in3
pcnt_ctrl_ch1_in3
pcnt_sig_ch0_in4
pcnt_sig_ch1_in4
pcnt_ctrl_ch0_in4
pcnt_ctrl_ch1_in4
HSPICS1_in
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
—
no
—
1’d1
no
—
1’d1
no
—
1’d1
no
—
1’d1
no
—
1’d1
no
—
1’d1
no
—
1’d1
no
—
1’d1
no
—
1’d1
no
—
1’d1
no
—
1’d1
no
—
1’d1
no
—
1’d1
no
—
1’d1
no
—
1’d1
no
HSPICS1_out
HSPICS2_out
VSPICLK_out_mux
VSPIQ_out
VSPID_out
VSPIHD_out
VSPIWP_out
VSPICS0_out
VSPICS1_out
VSPICS2_out
ledc_hs_sig_out0
ledc_hs_sig_out1
ledc_hs_sig_out2
ledc_hs_sig_out3
ledc_hs_sig_out4
ledc_hs_sig_out5
ledc_hs_sig_out6
ledc_hs_sig_out7
ledc_ls_sig_out0
ledc_ls_sig_out1
ledc_ls_sig_out2
ledc_ls_sig_out3
ledc_ls_sig_out4
ledc_ls_sig_out5
ledc_ls_sig_out6
ledc_ls_sig_out7
HSPICS1_oe
HSPICS2_oe
VSPICLK_oe
VSPIQ_oe
VSPID_oe
VSPIHD_oe
VSPIWP_oe
VSPICS0_oe
VSPICS1_oe
VSPICS2_oe
1’d1
HSPICS2_in
no
VSPICLK_in
yes
yes
yes
yes
yes
yes
no
VSPIQ_in
VSPID_in
VSPIHD_in
VSPIWP_in
VSPICS0_in
VSPICS1_in
VSPICS2_in
no
pcnt_sig_ch0_in5
pcnt_sig_ch1_in5
pcnt_ctrl_ch0_in5
pcnt_ctrl_ch1_in5
pcnt_sig_ch0_in6
pcnt_sig_ch1_in6
pcnt_ctrl_ch0_in6
pcnt_ctrl_ch1_in6
pcnt_sig_ch0_in7
pcnt_sig_ch1_in7
pcnt_ctrl_ch0_in7
pcnt_ctrl_ch1_in7
rmt_sig_in0
no
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
no
1’d1
rmt_sig_in1
no
1’d1
rmt_sig_in2
no
1’d1
rmt_sig_in3
no
1’d1
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v4.4
附录
A
信号可经由
输出信号的
输出使能信号
1’d1
序号
87
输入信号
默认值
*
IO_MUX
输出
no
输出信号
rmt_sig_in4
0
0
0
0
—
—
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
1
0
0
0
—
0
0
0
0
rmt_sig_out0
rmt_sig_out1
rmt_sig_out2
rmt_sig_out3
rmt_sig_out4
rmt_sig_out6
rmt_sig_out7
I2CEXT1_SCL_out
I2CEXT1_SDA_out
88
rmt_sig_in5
no
1’d1
89
rmt_sig_in6
no
1’d1
90
rmt_sig_in7
no
1’d1
91
—
—
1’d1
92
—
—
1’d1
94
twai_rx
no
1’d1
95
I2CEXT1_SCL_in
I2CEXT1_SDA_in
host_card_detect_n_1
host_card_detect_n_2
host_card_write_prt_1
host_card_write_prt_2
host_card_int_n_1
host_card_int_n_2
pwm1_sync0_in
pwm1_sync1_in
pwm1_sync2_in
pwm1_f0_in
no
1’d1
96
no
1’d1
97
no
host_ccmd_od_pullup_en_n 1’d1
98
no
host_rst_n_1
host_rst_n_2
gpio_sd0_out
gpio_sd1_out
gpio_sd2_out
gpio_sd3_out
gpio_sd4_out
gpio_sd5_out
gpio_sd6_out
gpio_sd7_out
pwm1_out0a
pwm1_out0b
pwm1_out1a
pwm1_out1b
pwm1_out2a
pwm1_out2b
pwm2_out1h
pwm2_out1l
pwm2_out2h
pwm2_out2l
pwm2_out3h
pwm2_out3l
pwm2_out4h
pwm2_out4l
—
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
99
no
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
140
141
142
143
no
no
no
no
no
no
no
pwm1_f1_in
no
pwm1_f2_in
no
pwm0_cap0_in
pwm0_cap1_in
pwm0_cap2_in
pwm1_cap0_in
pwm1_cap1_in
pwm1_cap2_in
pwm2_flta
no
no
no
no
no
no
no
pwm2_fltb
no
pwm2_cap1_in
pwm2_cap2_in
pwm2_cap3_in
pwm3_flta
no
no
no
no
pwm3_fltb
no
pwm3_cap1_in
pwm3_cap2_in
pwm3_cap3_in
—
no
no
twai_tx
no
twai_bus_off_on
twai_clkout
—
I2S0I_DATA_in0
I2S0I_DATA_in1
I2S0I_DATA_in2
I2S0I_DATA_in3
no
I2S0O_DATA_out0
I2S0O_DATA_out1
I2S0O_DATA_out2
I2S0O_DATA_out3
no
no
no
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v4.4
附录
A
信号可经由
输出信号的
输出使能信号
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
1’d1
序号
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
输入信号
默认值
*
IO_MUX
输出
no
no
no
no
no
no
no
no
no
no
no
no
—
输出信号
I2S0I_DATA_in4
I2S0I_DATA_in5
I2S0I_DATA_in6
I2S0I_DATA_in7
I2S0I_DATA_in8
I2S0I_DATA_in9
I2S0I_DATA_in10
I2S0I_DATA_in11
I2S0I_DATA_in12
I2S0I_DATA_in13
I2S0I_DATA_in14
I2S0I_DATA_in15
—
0
I2S0O_DATA_out4
I2S0O_DATA_out5
I2S0O_DATA_out6
I2S0O_DATA_out7
I2S0O_DATA_out8
I2S0O_DATA_out9
I2S0O_DATA_out10
I2S0O_DATA_out11
I2S0O_DATA_out12
I2S0O_DATA_out13
I2S0O_DATA_out14
I2S0O_DATA_out15
I2S0O_DATA_out16
I2S0O_DATA_out17
I2S0O_DATA_out18
I2S0O_DATA_out19
I2S0O_DATA_out20
I2S0O_DATA_out21
I2S0O_DATA_out22
I2S0O_DATA_out23
I2S1I_BCK_out
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
—
—
—
—
—
—
—
—
0
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
I2S1I_BCK_in
I2S1I_WS_in
I2S1I_DATA_in0
I2S1I_DATA_in1
I2S1I_DATA_in2
I2S1I_DATA_in3
I2S1I_DATA_in4
I2S1I_DATA_in5
I2S1I_DATA_in6
I2S1I_DATA_in7
I2S1I_DATA_in8
I2S1I_DATA_in9
I2S1I_DATA_in10
I2S1I_DATA_in11
I2S1I_DATA_in12
I2S1I_DATA_in13
I2S1I_DATA_in14
I2S1I_DATA_in15
—
no
no
no
no
no
no
no
no
no
no
no
no
no
no
no
no
no
no
—
0
I2S1I_WS_out
0
I2S1O_DATA_out0
I2S1O_DATA_out1
I2S1O_DATA_out2
I2S1O_DATA_out3
I2S1O_DATA_out4
I2S1O_DATA_out5
I2S1O_DATA_out6
I2S1O_DATA_out7
I2S1O_DATA_out8
I2S1O_DATA_out9
I2S1O_DATA_out10
I2S1O_DATA_out11
I2S1O_DATA_out12
I2S1O_DATA_out13
I2S1O_DATA_out14
I2S1O_DATA_out15
I2S1O_DATA_out16
I2S1O_DATA_out17
I2S1O_DATA_out18
I2S1O_DATA_out19
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
乐鑫信息科技
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v4.4
附录
A
信号可经由
输出信号的
输出使能信号
1’d1
序号
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
224
225
226
227
228
输入信号
默认值
*
—
—
—
—
0
IO_MUX
输出
输出信号
—
—
—
—
—
no
no
no
no
no
no
—
—
yes
yes
no
no
no
no
no
no
no
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
I2S1O_DATA_out20
I2S1O_DATA_out21
I2S1O_DATA_out22
I2S1O_DATA_out23
pwm3_out1h
pwm3_out1l
—
1’d1
—
1’d1
—
1’d1
I2S0I_H_SYNC
1’d1
I2S0I_V_SYNC
0
1’d1
I2S0I_H_ENABLE
0
pwm3_out2h
pwm3_out2l
1’d1
I2S1I_H_SYNC
0
1’d1
I2S1I_V_SYNC
0
pwm3_out3h
pwm3_out3l
1’d1
I2S1I_H_ENABLE
0
1’d1
—
—
—
0
pwm3_out4h
pwm3_out4l
1’d1
—
1’d1
U2RXD_in
U2TXD_out
1’d1
U2CTS_in
0
U2RTS_out
1’d1
emac_mdc_i
0
emac_mdc_o
emac_mdo_o
emac_crs_o
emac_mdc_oe
emac_mdo_o_e
emac_crs_oe
emac_col_oe
1’d1
emac_mdi_i
0
emac_crs_i
0
emac_col_i
0
emac_col_o
pcmfsync_in
0
bt_audio0_irq
bt_audio1_irq
bt_audio2_irq
ble_audio0_irq
ble_audio1_irq
ble_audio2_irq
pcmfsync_out
pcmclk_out
pcmclk_in
0
1’d1
pcmdin
—
0
1’d1
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
1’d1
—
1’d1
—
1’d1
—
pcmfsync_en
pcmclk_en
pcmdout_en
1’d1
—
—
pcmdout
—
ble_audio_sync0_p
ble_audio_sync1_p
ble_audio_sync2_p
sig_in_func224
sig_in_func225
sig_in_func226
sig_in_func227
sig_in_func228
—
1’d1
—
1’d1
—
1’d1
—
1’d1
—
1’d1
—
1’d1
—
1’d1
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v4.4
附录
A
A.3. Ethernet_MAC
表
6-3. Ethernet_MAC
Pin Name
GPIO0
Function6
MII (int_osc)
TX_CLK (I)
RX_CLK (I)
TX_EN(O)
TXD[0](O)
TXD[1](O)
TXD[2](O)
TXD[3](O)
RX_ER(I)
MII (ext_osc)
RMII (int_osc)
CLK_OUT(O)
—
RMII (ext_osc)
EMAC_TX_CLK
EMAC_RX_CLK
EMAC_TX_EN
EMAC_TXD0
EMAC_TXD1
EMAC_TXD2
EMAC_TXD3
EMAC_RX_ER
EMAC_RX_DV
EMAC_RXD0
EMAC_RXD1
EMAC_RXD2
EMAC_RXD3
EMAC_CLK_OUT
TX_CLK (I)
RX_CLK (I)
TX_EN(O)
TXD[0](O)
TXD[1](O)
TXD[2](O)
TXD[3](O)
RX_ER(I)
RX_DV(I)
RXD[0](I)
RXD[1](I)
RXD[2](I)
RXD[3](I)
—
EXT_OSC_CLK(I)
GPIO5
—
GPIO21
TX_EN(O)
TXD[0](O)
TXD[1](O)
—
TX_EN(O)
TXD[0](O)
TXD[1](O)
—
GPIO19
GPIO22
MTMS
MTDI
—
—
MTCK
—
—
GPIO27
RX_DV(I)
CRS_DV(I)
RXD[0](I)
RXD[1](I)
—
CRS_DV(I)
RXD[0](I)
RXD[1](I)
—
GPIO25
RXD[0](I)
GPIO26
RXD[1](I)
U0TXD
RXD[2](I)
MTDO
RXD[3](I)
—
—
GPIO16
CLK_OUT(O)
CLK_OUT(O)
—
GPIO17
EMAC_CLK_OUT_180 CLK_OUT_180(O)
—
CLK_OUT_180(O) —
GPIO4
EMAC_TX_ER
TX_ERR(O)*
MDC(O)
MDIO(IO)
CRS(I)
TX_ERR(O)*
MDC(O)
MDIO(IO)
CRS(I)
—
—
In GPIO Matrix*
In GPIO Matrix*
In GPIO Matrix*
In GPIO Matrix*
—
—
—
—
MDC(O)
MDIO(IO)
—
MDC(O)
MDIO(IO)
—
COL(I)
COL(I)
—
—
*Notes: 1. The GPIO Matrix can be any GPIO. 2. The TX_ERR (O) is optional.
A.4. IO_MUX
IO_MUX
管脚清单详见下一页。
乐鑫信息科技
60
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
IO_MUX
Power
Supply Pin
Analog
Function0
Analog
Function1
Analog
Function2 Function0
RTC
RTC
Function1
Drive Strength
(2’d2: 20 mA)
Pin No.
Analog Pin
Digital Pin
Power Domain
Function0
T
y
pe
Function1
T
y
pe Function2
T
y
pe Function3
T
y
pe
Function4
T
y
pe
Function5
T
y
pe
At Reset
After Reset
1
VDDA
VDDA supply in
VDD3P3
2
LNA_IN
3
VDD3P3
VDD3P3
VDD3P3 supply in
VDD3P3 supply in
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC
4
5
SENSOR_VP
SENSOR_CAPP
SENSOR_CAPN
SENSOR_VN
CHIP_PU
ADC1_CH0
ADC1_CH1
ADC1_CH2
ADC1_CH3
RTC_GPIO0
RTC_GPIO1
RTC_GPIO2
RTC_GPIO3
GPIO36
GPIO37
GPIO38
GPIO39
I
I
I
I
GPIO36
GPIO37
GPIO38
GPIO39
I
I
I
I
oe=0, ie=0
oe=0, ie=0
oe=0, ie=0
oe=0, ie=0
oe=0, ie=0
oe=0, ie=0
oe=0, ie=0
oe=0, ie=0
6
7
8
9
10
11
12
VDET_1
ADC1_CH6
ADC1_CH7
RTC_GPIO4
RTC_GPIO5
GPIO34
GPIO35
GPIO32
I
GPIO34
GPIO35
GPIO32
I
oe=0, ie=0
oe=0, ie=0
oe=0, ie=0
oe=0, ie=0
oe=0, ie=0
oe=0, ie=0
VDET_2
I
I
32K_XP
X
T
A
L_32K_P
ADC1_CH4 TOUCH9
RTC_GPIO9
I/O/T
I/O/T
2’d2
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
32K_XN
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC supply in
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC
VDD3P3_RTC
X
T
A
L_32K_N
DAC_1
ADC1_CH5 TOUCH8
ADC2_CH8
RTC_GPIO8
RTC_GPIO6
RTC_GPIO7
RTC_GPIO17
RTC_GPIO16
RTC_GPIO15
GPIO33
GPIO25
GPIO26
GPIO27
MTMS
MTDI
I/O/T
I/O/T
I/O/T
I/O/T
I0
GPIO33
GPIO25
I/O/T
2’d2
2’d2
2’d2
2’d2
2’d2
2’d2
oe=0, ie=0
oe=0, ie=0
oe=0, ie=0
oe=0, ie=0
oe=0, ie=0
oe=0, ie=1, wpd
oe=0, ie=0
GPIO25
GPIO26
GPIO27
MTMS
MTDI
I/O/T
EMAC_RXD0
EMAC_RXD1
EMAC_RX_DV
EMAC_TXD2
I
oe=0, ie=0
DAC_2
ADC2_CH9
GPIO26
I/O/T
I
oe=0, ie=0
ADC2_CH7 TOUCH7
ADC2_CH6 TOUCH6
ADC2_CH5 TOUCH5
GPIO27
I/O/T
I
oe=0, ie=0
HSPICLK
HSPIQ
I/O/T GPIO14
I/O/T GPIO12
I/O/T HS2_CLK
I/O/T HS2_D
A
T
A
2
O
SD_CLK
I0
O
O
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpd
I1
I1/O/T SD_D
A
T
A
2
I1/O/T EMAC_TXD3
VDD3P3_RTC
MTCK
MTDO
GPIO2
GPIO0
GPIO4
ADC2_CH4 TOUCH4
ADC2_CH3 TOUCH3
ADC2_CH2 TOUCH2
ADC2_CH1 TOUCH1
ADC2_CH0 TOUCH0
RTC_GPIO14
MTCK
MTDO
GPIO2
GPIO0
GPIO4
I1
HSPID
I/O/T GPIO13
I/O/T GPIO15
I/O/T GPIO2
I/O/T HS2_D
A
T
A
3
I/O/T HS2_CMD
I/O/T HS2_D
A
T
A
0
I/O/T
I1/O/T SD_D
A
T
A
3
I1/O/T EMAC_RX_ER
I
I
2’d2
2’d2
2’d2
2’d2
2’d2
oe=0, ie=0
oe=0, ie=1, wpd
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpd
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpd
RTC_GPIO13 I2C_SDA
RTC_GPIO12 I2C_SCL
RTC_GPIO11 I2C_SDA
RTC_GPIO10 I2C_SCL
O/T
HSPICS0
HSPIWP
CLK_OUT1
HSPIHD
I1/O/T SD_CMD
I1/O/T EMAC_RXD3
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpd
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpd
I/O/T
I/O/T
I/O/T
I1/O/T SD_D
A
T
A
0
I1/O/T
O
GPIO0
EMAC_TX_CLK
I1/O/T SD_D
A
T
A
1
I1/O/T EMAC_TX_ER
I
I/O/T GPIO4
I/O/T HS2_D
A
T
A
1
O
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
GPIO16
VDD_SDIO
GPIO16
I/O/T
GPIO16
I/O/T HS1_D
A
T
A
4
I1/O/T U2RXD
I1
EMAC_CLK_OUT
O
O
2’d2
oe=0, ie=0
oe=0, ie=1
VDD_SDIO
VDD_SDIO supply out/in
VDD_SDIO
GPIO17
GPIO17
I/O/T
GPIO17
I/O/T GPIO9
I/O/T GPIO10
I/O/T GPIO11
I/O/T GPIO6
I/O/T GPIO7
I/O/T GPIO8
I/O/T GPIO5
I/O/T GPIO18
I/O/T GPIO23
I/O/T HS1_D
A
T
A
5
I/O/T HS1_D
A
T
A
2
I/O/T HS1_D
A
T
A
3
I/O/T HS1_CMD
I/O/T HS1_CLK
I1/O/T U2TXD
I1/O/T U1RXD
I1/O/T U1TXD
I1/O/T U1RTS
O
I1
O
O
I1
O
I1
EMAC_CLK_OUT_180
2’d2
2’d2
2’d2
2’d2
2’d2
2’d2
2’d2
2’d2
2’d2
2’d2
oe=0, ie=0
oe=0, ie=1
SD_D
A
T
A
_2 VDD_SDIO
SD_D
A
T
A
_3 VDD_SDIO
SD_D
A
T
A
2
SD_D
A
T
A
3
SD_CMD
SD_CLK
SD_D
A
T
A
0
SD_D
A
T
A
1
GPIO5
I1/O/T SPIHD
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=0
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1
I0/O/T SPIWP
I1/O/T SPICS0
SD_CMD
SD_CLK
VDD_SDIO
VDD_SDIO
I0
SPICLK
O
U1CTS
SD_D
A
T
A
_0 VDD_SDIO
SD_D
A
T
A
_1 VDD_SDIO
I1/O/T SPIQ
I1/O/T SPID
I/O/T HS1_D
A
T
A
0
I/O/T HS1_D
A
T
A
1
I/O/T HS1_D
A
T
A
6
I/O/T HS1_D
A
T
A
7
I1/O/T U2RTS
I1/O/T U2CTS
I1/O/T
GPIO5
VDD3P3_CPU
VDD3P3_CPU
VDD3P3_CPU
I/O/T
I/O/T
I/O/T
VSPICS0
EMAC_RX_CLK
I
GPIO18
GPIO23
GPIO18
VSPICLK
VSPID
I1/O/T
GPIO23
I/O/T HS1_STROBE
I0
oe=0, ie=0
oe=0, ie=1
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
VDD3P3_CPU
VDD3P3_CPU supply in
VDD3P3_CPU
VDD3P3_CPU
VDD3P3_CPU
VDD3P3_CPU
VDD3P3_CPU
VDDA supply in
VDDA
GPIO19
GPIO22
U0RXD
U0TXD
GPIO21
GPIO19
GPIO22
U0RXD
U0TXD
GPIO21
I/O/T
I/O/T
I1
VSPIQ
I/O/T GPIO19
I/O/T GPIO22
I/O/T U0CTS
I/O/T U0RTS
I/O/T
I1
O
EMAC_TXD0
EMAC_TXD1
O
O
2’d2
2’d2
2’d2
2’d2
2’d2
oe=0, ie=0
oe=0, ie=1
VSPIWP
CLK_OUT2
CLK_OUT3
VSPIHD
oe=0, ie=0
oe=0, ie=1
O
O
GPIO3
GPIO1
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=0
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1, wpu
oe=0, ie=1
O
I/O/T
EMAC_RXD2
EMAC_TX_EN
I
I/O/T
I/O/T GPIO21
I/O/T
O
VDDA
VDDA
X
T
A
L_N
X
T
A
L_P
VDDA
VDDA supply in
VDDA
CAP2
CAP1
VDDA
T
o
tal
Number
8
14
26
Notes:
•
•
•
•
•
wpu: weak pull-up;
ꢀ
wpd: weak pull-down;
ꢀ
ie: input enable;
ꢀ
oe: output enable;
ꢀ
Please see
T
a
ble: Notes on ESP32 Pin Lists
for more information.
（请参考表：管脚清单说明。）
修订历史
修订历史
日期
版本
发布说明
2023.12
v4.4
表
1-1
型号对比
：增加
flash
的规格信息
•
全文格式更新
•
部分章节描述更新
2023.07
v4.3
•
新增章节
2.2.1 GPIO
和
RTC_GPIO
的限制
•
新增章节
3.1.5 Cache
•
章节
3.9.3
触摸传感器
：增加应用限制的说明
2023.01
2022.12
v4.2
v4.1
•
表
1 ESP32
系列型号对比
：更新有关芯片版本升级的说明
•
章节
产品概述
：更新部分描述
•
表
2-6
芯片与
flash/PSRAM
的管脚对应关系
：新增两条说明
•
章节
2.3.1
电源管理
：新增一条关于对电源电压的说明
•
更新图
1-1 ESP32
系列芯片命名规则
2022.10
v4.0
•
表
1 ESP32
系列型号对比
：新增一列
“VDD_SDIO
电压
”
•
章节
3.8.12 TWAI
®
控制器
：更新
TWAI
支持的速率
•
新增一款芯片型号：
ESP32-D0WDR2-V3
•
章节
3
功能描述
：添加相关链接
•
更新图
5-2 QFN48 (5×5 mm)
封装
•
更新附录
IO_MUX
2022.03
v3.9
•
更新表
3-6
外设管脚分配
•
新增表
2-5
芯片与
flash/PSRAM
的管脚对应关系
和表
2-6
芯片与
flash/
PSRAM
的管脚对应关系
见下页
乐鑫信息科技
62
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
修订历史
接上页
日期
版本
发布说明
月
2
日前后为新旧版本过渡，实物情况以批次跟踪为准。
•
章节
CPU
和存储
：新增
CoreMark
®
得分
2021.10
v3.8
•
章节
3.8.12 TWAI
®
控制器
：更新描述
•
更新章节
蓝牙
•
移除
ESP32-D2WD
芯片型号
•
章节
3.7.1
蓝牙射频和基带
：更新描述
•
更新管脚功能编号，编号从
Function0
开始
2021.07
v3.7
•
标 注
ESP32-D0WD
和
ESP32-D0WDQ6
芯 片 型 号 为
•
更新图
功能框图
•
更新表
4.5
可靠性
•
更新表
4-2
建议工作条件
2021.03
V3.6
•
表
2-2
上电和复位时序参数说明
：更新说明
•
更新图
2-3 ESP32
电源管理
•
表
3-1
地址映射结构
、
表
3-6
外设管脚分配
、
表
GPIO_Matrix
、
章
节
3.8.12
TWAI
®
控制器
：增加
TWAI
®
相关信息
•
更新图
功能框图
•
表
2-1
管脚概述
：将
CAP2
并联电容由
3 nF
更新为
3.3 nF
•
章节
高级外设接口
：增加双线汽车接口（
TWAI
®
，兼容
ISO11898-1
）
•
附录
GPIO_Matrix
：更新
MTCK
、
MTMS
、
GPIO27
的复位状态
2021.01
V3.5
•
增加一款芯片型号：
ESP32-U4WDH
•
更新表格
3-2
电源管理单元
(PMU)
，
4-6 Wi-Fi
射频
，
4-7
接收器
–
基础数
据率
(BR)
，
4-9
接收器
–
增强数据率
(EDR)
，
4-11
接收器
，
4-12
发射器
中
的一些数据
2020.04
2020.01
V3.4
V3.3
•
表
4-7
接收器
–
基础数据率
(BR)
：增加一条说明
•
增加两个芯片型号：
ESP32-D0WD-V3
和
ESP32-D0WDQ6-V3
•
表
3-3
模
/
数转换器
(ADC)
：增加一条说明
见下页
乐鑫信息科技
63
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
修订历史
接上页
日期
版本
发布说明
2019.10
V3.2
•
更新图
2-4
上电和复位时序参数图
•
表
2-1
管脚概述
：增加
ESP32-D2WD
与内置
flash
的管脚对应关系
•
图
1-1 ESP32
系列芯片命名规则
增加产品型号
2019.07
2019.04
2019.02
V3.1
V3.0
V2.9
•
章节
2.4 Strapping
管脚
：增加关于
CHIP_PU
上电前和上电后
Strapping
管脚的建立时间和保持时间的说明
•
表
2-1
管脚概述
：更新“管脚描述”的格式
•
表
3-6
外设管脚分配
：修改有关
ADC1
管脚映射的笔误
•
表
4-7
接收器
–
基础数据率
(BR)
、表
4-10
发射器
–
增强数据率
(EDR)
和
表
4-12
发射器
：
将
“
射频功率控制范围
”
从
–
12
~
+12
改为–
12
~
+9 dBm
•
一些文字修改
2019.01
V2.8
•
更新章节
应用
2018.11
2018.10
V2.7
V2.6
•
表
IO_MUX
：更新管脚复位状态
•
章节
5
封装
：更新两个封装图
•
表
4-1
绝对最大额定值
：增加“
IO
输出总电流”
•
表
3-3
模
/
数转换器
(ADC)
：增加各个电源域的拉电流平均值
•
表
IO_MUX
：更新电源域的名称
2018.08
V2.5
•
删除通信包仲裁
(PTA)
相关内容
•
章节
2.3.1
电源管理
：增加芯片上电、复位时序图和参数说明
•
表
3-2
电源管理单元
(PMU)
：增加双核芯片的功耗
•
章节
3.9.1
模
/
数转换器
(ADC)
：增加
ADC
特性和校准结果
2018.07
2018.06
V2.4
V2.3
•
表
3-2
电源管理单元
(PMU)
：增加
160 MHz
功耗
见下页
乐鑫信息科技
64
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
修订历史
接上页
日期
版本
发布说明
•
表
2.2
管脚概述
：
将
VDD3P3_RTC
的电压范围由
1.8-3.6V
改为
2.3-3.6V
•
更新章节
2.3.1
电源管理
•
更新章节
3.1.3
封装外
flash
和
RAM
•
更新表
3-2
电源管理单元
(PMU)
•
删除有关温度传感器内容
电气特性相关的更新：
•
更新表
4-1
绝对最大额定值
2018.05
V2.2
•
增加表
4-2
建议工作条件
•
增加表
3-3
模
/
数转换器
(ADC)
•
增加表
4.5
可靠性
•
表
4-7
接收器
–
基础数据率
(BR)
：更新“增益控制步长
”
、
“
邻道发射功
率”参数
•
表
4-10
发射器
–
增强数据率
(EDR)
：
更
新
“
增益控制步长
”
，
“
π
/4 DQPSK
调制精度
”
、
“
8 DPSK
调制精度”和“带内杂散发射”参数
•
表
4-12
发射器
：更新“增益控制步长
”
、
“
邻道发射功率”参数
•
删除部分软件相关的内容
•
删除超低噪声前置模拟放大器相关的内容
•
说明
ESP32-D2WD
的
CPU
速率为
160 MHz
，嵌入式
flash
为
40 MHz
•
章节
2.3.1
电源管理
：增加说明
2018.01
2017.12
V2.1
V2.0
•
章节
5
封装
：增加管脚方向的说明
•
表
2-1
管脚概述
：更新管脚
CHIP_PU
的描述
•
章节
2.3.1
电源管理
：增加一条说明
•
章节
2.4 Strapping
管脚
：修改关于芯片系统复位的描述
•
章节
3.6.4 Wi-Fi
射频和基带
：增加天线分集和选择的描述
•
表
3-2
电源管理单元
(PMU)
：
删
除
“
关联睡眠方式
”
，
增
加关于
Active sleep
和
Modem-sleep
的说明
2017.10
2017.08
V1.9
V1.8
•
增加表
3-6
外设管脚分配
•
图
功能框图
：修改一处笔误
见下页
乐鑫信息科技
65
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
修订历史
接上页
日期
版本
发布说明
•
章节
Bluetooth
：
将
输出功率改
为
“
高达
12 dBm
”
，
将
NZIF
接收器的
BLE
接收灵敏度改为
-97 dBm
•
表
2-1
管脚概述
：增加一条说明
•
章节
3.1.1 CPU
：增加
160 MHz
时钟频率
•
章节
3.6.4 Wi-Fi
射频和基带
：将发射功率改为
20.5 dBm
•
章节
3.7.1
蓝牙射频和基带
：将
Class-1
、
Class-2
和
Class-3
发射输出功
率的动态控制范围改
为
“
高达
24 dB
”
，
将
NZIF
接收器的动态控制范围改
为“超过
97 dB
”
•
表
3-2
电源管理单元
(PMU)
：
更
新不同功耗模式下的功耗
，
并
增加两条说
明
2017.08
V1.7
•
更新章节
3.8.1
通用输入
/
输出接口
(GPIO)
•
更新章节
3.8.11 SDIO/SPI
从机控制器
•
更新表
4-1
绝对最大额定值
•
表
4-4 Active
模式下的
RF
功耗
：更新射频功耗参数，并将发射数据所基
于的占空比改为
50%
•
表
4-6 Wi-Fi
射频
：增加关于“输出阻抗”的说明
•
表
4-7
、
4-9
、
4-11
：更新“灵敏度”参数
•
表
4-7
、
4-10
、
4-12
：更新“射频发射功率
”
，
“
射频功率控制范围”参数，
并增加“增益控制步长”参数
•
删除章节触摸传感器和示例代码
•
章节高集成度：将外部元器件个数改为
20
2017.06
2017.06
V1.6
V1.5
•
章节
3.8.1
通用输入
/
输出接口
(GPIO)
：将
GPIO
管脚个数改为
34
•
章节
CPU
和存储
：更新供电电压范围
•
章节
2.3.1
电源管理
：更新说明
•
更新表
4-1
绝对最大额定值
•
表
管脚清单说明
：更新数字输出管脚的驱动强度
•
增加文档变更通知
•
章节
时钟和定时器
：增加对于外置晶振频率的说明
•
章节
2.4 Strapping
管脚
：增加说明
•
表
4-1
绝对最大额定值
：将最大驱动能力由
12 mA
改为
80 mA
•
表
4-6 Wi-Fi
射频
：将输入阻抗值
50
Ω
改为输出阻抗值
30+j10
Ω
•
更新章节
3.3 RTC
和低功耗管理
2017.05
V1.4
•
表
管脚清单说明
：增加一条说明
•
表
IO_MUX
：删除
GPIO20
见下页
乐鑫信息科技
66
ESP32
系列芯片技术规格书
v4.4
修订历史
接上页
日期
版本
发布说明
•
增加附录
管脚清单说明
2017.04
V1.3
•
更新表格
4-6 Wi-Fi
射频
•
更新图
2-2 ESP32
管脚布局（封装为
QFN 5*5
，顶视图）
•
表
2-1
管脚概述
：增加说明
2017.03
V1.2
•
章节
3.1.2
片上存储
：增加说明
•
增加章节
1 ESP32
系列型号对比
•
更新章节
MCU
和高级特性
•
更新章节功能框图
•
更新章节
2
管脚
2017.02
2016.08
V1.1
V1.0
•
更新章节
CPU
和存储
•
更新章节
3.2.3
音频
PLL
时钟
•
更新章节
4.1
绝对最大额定值
•
更新章节
5
•
更新章节学习资源
首次发布
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