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esp32选型指南

时间：2023-07-14 13:55:58浏览次数：35  
标签：指南 KB WROVER esp32 flash 选型 PSRAM WROOM ESP32

ESP32选型，ESP32-WROOM-32、ESP32-WROVER、ESP32-S衍生模组、ESP32-PICO差异

随着 ESP32-S2、C3、S3 的陆续发布与量产，ESP32 阵营愈加壮大。但由于产品定位和规划上可能出现了一点点的偏差，壮大的同时也带来了混乱。并且随着新旧IC型号的替换，各个模组间的差异也越来越同质化。下面进行各个模组和芯片型号的汇总，以方便硬件选型。

 

乐鑫IOT模组 - 官网选型链接：https://www.espressif.com/zh-hans/products/modules

版权声明：本文增加并转载自「Mark_md」、「iStoneWalker」

原文链接：https://blog.csdn.net/Mark_md/article/details/120576979

原文链接：https://blog.csdn.net/syjie19900426/article/details/107921383

一、ESP32在售产品线概况

  进行详细模组的对比前，先说下各个型号IC的概况：

 

  • ESP32 搭载Xtensa® 双核 32位 LX6 微处理器，支持高达 240 MHz 的时钟频率，片内520 KB SRAM，还可外扩PSRAM。支持 802.11b/g/n，802.11n 数据速率高达 150 Mbps，支持蓝牙V4.2 BR/EDR 和蓝牙 LE 标准，支持RMII有线以太网、摄像头、SDIO、I2S、IR、UART、I2C、SPI、CAN、ADC、DAC、触摸、PWM 等多种外设。几经岁月沧桑，ESP32依旧是乐鑫WIFI芯片中，能量产使用的性能翘楚。大哥的位置坐了好几年，S3也要来接它的班了，不过凭借以前积累的丰富代码资源，其未来依旧长青。

  • ESP32-S2 砍掉了蓝牙，导致其很难应用在连接手机和蓝牙的场合。且SRAM较小，很多时候要扩展PSRAM使用。（哭了，S2砍内核也就砍了，单核240MHz也不差，偏偏还带着SRAM也来一刀。美名其曰降低成本替换ESP8266，结果紧接着发布了C3。这下替换ESP8266的任务全都靠C3了，S2出道即退圈。蓝牙、以太网、CAN统统被砍，导致S2的定位及其尴尬，全靠USB和多出的IO撑门面。）

  • ESP32-C3 价格美丽，性能尚可，搭载 RISC-V 32 位单核处理器，时钟频率高达 160 MHz，支持 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE)。虽然其内部的SRAM空间比ESP32小，但实际的用户可用堆栈容量较ESP32相差无几，详见：ESP32 与 ESP32-C3 可用存储空间对比。IO较少，不能扩展PSRAM。另外比较新，SDK待完善。

  • ESP32-S3 并没有带来太多的惊喜，或者说S3才应该是S2本来的样子，而不是现在的四不像S2。ESP32-S3 搭载 Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器，主频高达 240 MHz，内置 512 KB SRAM。加入了用于加速神经网络计算和信号处理等工作的向量指令，性能对比ESP32有可观的提升。集成 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE)，拥有 45 个可编程 GPIO，外设新增LCD接口、USB。因为太新了，现在在售的只有样板，SDK支持不全，价格不明，观望。

  通过以上简述，能大概了解ESP32目前在售的产品线。现阶段，从学习资源上讲，推荐 ESP32入手。考虑量产成本，推荐 ESP32-C3 ，不过目前 ESP32-C3 的SDK没那么完善，更多的问题需要联系FAE。

 

 

二、ESP32 乐鑫官方模组型号

因为 ESP32 的时间跨度较长，导致模组型号众多，下面仅对 ESP32 的官方模组进行对比。（S2、S3、C3的模组不多，两个手就能数的过来，不做比较）

 

ESP32 概况

  • 搭载Xtensa® 双核 32位 LX6 微处理器，支持高达 240 MHz 的时钟频率。

  • 片内 448 KB ROM + 520 KB SRAM + 16 KB RTC SRAM。

  • 集成 802.11b/g/n，802.11n 数据速率高达 150 Mbps，支持蓝牙 V4.2 BR/EDR 和蓝牙 LE 标准。

  • +19.5 dBm 天线端输出功率，确保良好的覆盖范围

  • 外设包括电容式触摸传感器，霍尔传感器，SD 卡接口，以太网，高速 SPI，UART，I2S 和 I2C，CAN，ADC，DAC，PWM，IR。

 

ESP32 模组封装差异

ESP32的模组，主要有2种封装：­WROOM­ 和 WROVER。

 

ESP32-WROOM 模组

  • ­WROOM­ 内置Flash，主要有 板载天线 和 IPEX外置天线（U） 两个版本。

  • 【注意】在最新版本的 ESP32-­WROOM­-32E/UE 中，下排的用于扩展PSRAM的IO被改为了NC，不能再外扩PSRAM。

 

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ESP32-WROVER 模组

  • ­WROVER­ 内置 Flash、8MB-PSRAM，PCB有焊接IPEX和不焊接IPEX两个版本。

  • 与 ESP32-WROOM 的封装相比，­WROVER­兼容大部分引脚。不同之处在于， ­WROVER­ 将 WROOM 的底部引脚，从中分两列均匀放置到了两侧。而因为内置了PSRAM，所以PSRAM的IO位为NC。

  • 【注意】­WROVER­ 没有IO16、IO17，他俩被用作为 PSRAM 的 CS、SCLK。

 

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而因为 ­WROOM­ 与 ­WROVER­ 的引脚位置绝大部分相同，所以设计时可以使用像这样的兼容封装。

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模组型号列表

1、ESP32-­WROOM­-32E & ESP32­-WROOM­-32UE

  • 内置 ESP32-D0WD-V3 芯片，Xtensa® 双核 32位 LX6 微处理器，支持高达 240 MHz 的时钟频率。

  • 448 KB ROM + 520 KB SRAM + 16 KB RTC SRAM

  • 4 MB SPI flash，无PSRAM，没有引出PSRAM扩展IO。

  • 802.11b/g/n。802.11n 数据速率高达 150 Mbps

  • 蓝牙 V4.2 BR/EDR 和蓝牙 LE 标准

  • 40 MHz 晶振。工作电压/供电电压：3.0 ~ 3.6 V

  • 工作温度范围：–40 ~ 85 °C

  • ESP32-WROOM-32E (PCB)。尺寸 18.0 × 25.5 × 3.1。

  • ESP32-WROOM-32UE (IPEX)。尺寸 18.0 × 19.2 × 3.2。

  • 可另行定制配置 8 MB flash 或 16 MB flash 版本模组。

  • ESP32-WROOM-32UE 没有禁止布线区 (keepout zone)，管脚布局和 ESP32-WROOM-32E 一样。

  • 与 ESP32-WROOM-32 相比，封装一致，但底部没有将PSRAM的IO引出，不能外扩PSRAM。

 

 

2、ESP32-­WROOM­-DA

  • 内置 ESP32-D0WD-V3 芯片，Xtensa® 双核 32位 LX6 微处理器，支持高达 240 MHz 的时钟频率。

  • 448 KB ROM + 520 KB SRAM + 16 KB RTC SRAM

  • 8 MB SPI flash，无PSRAM，没有引出PSRAM扩展IO。

  • 尺寸 35.6 x 34.4 x 3.5。

  • 工作环境温度：–40 ~ 85 °C

  • PCB 板载双天线。

 

 

3、ESP32-­WROVER-­E & ESP32-­WROVER-­IE

  • 内置 ESP32-D0WD-V3 芯片，Xtensa® 双核 32位 LX6 微处理器，支持高达 240 MHz 的时钟频率。

  • 448 KB ROM + 520 KB SRAM + 16 KB RTC SRAM

  • 4 MB SPI flash，8 MB SPI PSRAM。

  • 工作温度范围：–40 ~ 85 °C

  • ESP32-WROVER-E (PCB)。尺寸 18.0 × 31.4 × 3.3。

  • ESP32-WROVER-IE (IPEX)。尺寸 18.0 × 31.4 × 3.3。

  • 可另行定制配置 8 MB flash 或 16 MB flash 版本模组。

  • 与 ESP32-WROOM 的封装相比，­WROVER­兼容大部分引脚。不同之处在于， ­WROVER­ 将 WROOM 的底部引脚，从中分两列均匀放置到了两侧。而因为内置了PSRAM，所以PSRAM的IO位为NC。

  • 【注意】­WROVER­ 没有IO16、IO17，他俩被用作为 PSRAM 的 CS、SCLK。

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4、ESP32-MINI-1 & ESP32-MINI-1U

  • 内置 ESP32-U4WDH 芯片，Xtensa 单核 32 位LX6 微处理器，支持高达 160 MHz 的时钟频率。

  • 448 KB ROM + 520 KB SRAM + 16 KB RTC SRAM

  • 28 个 GPIO。

  • 4 MB SPI flash，无PSRAM，但模组引出了PSRAM扩展IO。

  • ESP32-U4WDH 芯片配置 4 MB 嵌入式 flash（SIP封装于IC内）。

  • 工作环境温度：

  • – 85 °C 版模组：–40 ~ 85 °C

  • – 105 °C 版模组：–40 ~ 105 °C

  • ESP32-MINI-1 (PCB)。尺寸 13.2 × 19.0 × 2.4。

  • ESP32-MINI-1U (IPEX)。尺寸 13.2 × 13.5 × 2.4。

  • 与 ESP32-WROOM-32 相比，封装完全不一致，LGA的封装。但因为是单核160MHz，性能要弱。资料较少，详情不明。

在这里插入图片描述
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5、ESP32-PICO-V3-ZERO

  • 内置 ESP32-PICO-V3 芯片，Xtensa® 双核 32位 LX6 微处理器，支持高达 240 MHz 的时钟频率。

  • 448 KB ROM + 520 KB SRAM + 16 KB RTC SRAM

  • 4 MB SPI flash，无PSRAM，没有引出PSRAM扩展IO。

  • ESP32-PICO-V3 芯片配置 4 MB 嵌入式 flash（SIP封装于IC内）。

  • 工作温度范围：–40 ~ 85 °C

  • ESP32-PICO-V3-ZERO (PCB)。尺寸 (16 × 23 × 2.3) mm。

  • 与 ESP32-WROOM-32 相比，封装完全不一致。且模组引出的IO非常少，应用有限。不过此模组使用的IC，flash是通过SIP封装于IC内部，更适合直接用裸芯片进行设计，进一步缩小PCB面积。

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6、ESP32-PICO-MINI-02 & ESP32-PICO-MINI-02U

  • 内置 ESP32-PICO-V3-02 芯片，Xtensa® 双核 32位 LX6 微处理器，支持高达 240 MHz 的时钟频率。

  • 448 KB ROM + 520 KB SRAM + 16 KB RTC SRAM

  • 8 MB SPI flash，2 MB PSRAM。

  • ESP32-PICO-V3-02 芯片配置 8 MB 嵌入式 flash、2 MB PSRAM（SIP封装于IC内）。

  • 工作温度范围：–40 ~ 85 °C

  • ESP32-PICO-MINI-02 (PCB)。尺寸 13.2 × 16.6 × 2.4。

  • ESP32-PICO-MINI-02U (IPEX)。尺寸 13.2 × 11.2 × 2.4。

  • 与 ESP32-WROOM-32 相比，封装完全不一致。不过此模组使用的IC，flash和PSRAM都是通过SIP封装于IC内部，更适合直接用裸芯片进行设计，进一步缩小PCB面积。

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7、ESP32-SOLO-1

  • 内置 ESP32-S0WD 芯片，单核、低成本设计，QFN 5*5。

  • 与 ESP32-WROOM-32 相比，封装完全一致，但因为其芯片资料不多，个人并不打算以后使用。

 

8、ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U

（不推荐用于新设计）

（替代型号可选用 ESP32-­WROOM­-32E & ESP32­-WROOM­-32UE，新设计没有引出PSRAM扩展IO）

  • 内置 ESP32-D0WD 芯片，Xtensa® 双核 32位 LX6 微处理器，支持高达 240 MHz 的时钟频率。

  • 448 KB ROM + 520 KB SRAM + 16 KB RTC SRAM

  • 4 MB SPI flash，无PSRAM，但模组引出了PSRAM扩展IO。

  • 工作温度范围：–40 ~ 85 °C

  • ESP32-WROOM-32D (PCB)。尺寸 18.0 × 25.5 × 3.1。

  • ESP32-WROOM-32U (IPEX)。尺寸 18.0 × 19.2 × 3.2。

  • 可另行定制配置 8 MB flash 或 16 MB flash 版本模组。

  • 与 ESP32-WROOM-32 的封装完全一致。

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9、ESP32-WROOM-32SE

（不推荐用于新设计）

ESP32-WROOM-32SE 模组内置 ESP32-D0WD 芯片，模组集成了 ATECC608A 安全芯片，支持设备证书的安全存储。用量稀少，不做介绍。

 

10、ESP32-WROOM-32

（不推荐用于新设计）

（替代型号可选用 ESP32-­WROOM­-32E & ESP32­-WROOM­-32UE，新设计没有引出PSRAM扩展IO）

  • 内置 ESP32-D0WDQ6 芯片，Xtensa® 双核 32位 LX6 微处理器，支持高达 240 MHz 的时钟频率。

  • 448 KB ROM + 520 KB SRAM + 16 KB RTC SRAM

  • 4 MB SPI flash，，无PSRAM，但模组引出了PSRAM扩展IO。

  • 工作温度范围：–40 ~ 85 °C

  • ESP32-WROOM-32 (PCB)。尺寸 18.0 × 25.5 × 3.1。

  • 可另行定制配置 8 MB flash 或 16 MB flash 版本模组。

  • 管脚布局与尺寸见上图 ESP32-WROOM-32D，完全一致。

11、ESP32-WROVER-B & ESP32-WROVER-IB

（不推荐用于新设计）

（替代型号可选用 ESP32-­WROVER-­E & ESP32-­WROVER-­IE）

  • 内置 ESP32-D0WD 芯片，Xtensa® 双核 32位 LX6 微处理器，支持高达 240 MHz 的时钟频率。

  • 448 KB ROM + 520 KB SRAM + 16 KB RTC SRAM

  • 4 MB SPI flash，8 MB SPI PSRAM。

  • 工作温度范围：–40 ~ 85 °C

  • ESP32-WROVER-B (PCB)。尺寸 18.0 × 31.4 × 3.3。

  • ESP32-WROVER-IB (IPEX)。尺寸 18.0 × 31.4 × 3.3。

  • 可另行定制配置 8 MB flash 或 16 MB flash 版本模组。

  • 与 ESP32-WROOM 的封装相比，­WROVER­兼容大部分引脚。不同之处在于， ­WROVER­ 将 WROOM 的底部引脚，从中分两列均匀放置到了两侧。而因为内置了PSRAM，所以PSRAM的IO位为NC。

  • 【注意】­WROVER­ 没有IO16、IO17，他俩被用作为 PSRAM 的 CS、SCLK。

  • 管脚分布于尺寸见上图 ESP32-­WROVER-­E & ESP32-­WROVER-­IE，完全一致。

 

12、ESP32-WROVER & ESP32-WROVER-I

（不推荐用于新设计）

（替代型号可选用 ESP32-­WROVER-­E & ESP32-­WROVER-­IE）

 

  • 内置 ESP32-D0WDQ6 芯片，Xtensa® 双核 32位 LX6 微处理器，支持高达 240 MHz 的时钟频率。

  • 448 KB ROM + 520 KB SRAM + 16 KB RTC SRAM

  • 4 MB SPI flash，8 MB SPI PSRAM。

  • 工作温度范围：–40 ~ 85 °C

  • ESP32-WROVER (PCB)。尺寸 18.0 × 31.4 × 3.3。

  • ESP32-WROVER-I (IPEX)。尺寸 18.0 × 31.4 × 3.3。

  • 与 ESP32-WROOM 的封装相比，­WROVER­兼容大部分引脚。不同之处在于， ­WROVER­ 将 WROOM 的底部引脚，从中分两列均匀放置到了两侧。而因为内置了PSRAM，所以PSRAM的IO位为NC。

  • 【注意】­WROVER­ 没有IO16、IO17，他俩被用作为 PSRAM 的 CS、SCLK。

     

在这里插入图片描述

 

ESP32 选型技巧

  • 可不可以扩展PSRAM看有没有引出 GPIO7、8、9、10、16、17。

  • IO7、8、9、10 是 Flash 与 PSRAM 共用的数据线。IO6、11 是 Flash 的 CS、SCLK。

  • 【注意】ESP32-WROVER 模组，没有IO16、IO17，他俩被用作为 PSRAM 的 CS、SCLK。

  • 推荐使用的模组有（新设计）：

  • ESP32-­WROOM­-32E & ESP32­-WROOM­-32UE（4 MB SPI flash，无PSRAM，没有引出PSRAM扩展IO。）

  • ESP32-­WROVER-­E & ESP32-­WROVER-­IE（4 MB SPI flash，8 MB SPI PSRAM）

  • 推荐的模组是为了取代老设计：

  • ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U、ESP32-WROOM-32、ESP32-WROVER-B & ESP32-WROVER-IB、ESP32-WROVER & ESP32-WROVER-I。

类似的模组也可选择安信可的 ESP32-S 模组，封装完全兼容 ESP32-WROOM-32，且可选 IPEX外接天线。安信可ESP32模组

 

 

三、ESP32 芯片型号

Xtensa® 双核 32位 LX6 微处理器，支持高达 240 MHz 的时钟频率。448 KB ROM + 520 KB SRAM + 16 KB RTC SRAM

 

  • ESP32-D0WD，不推荐用于新设计。（模组有 ESP32-WROOM-32D & ESP32-WROOM-32U、ESP32-WROOM-32SE、ESP32-WROVER-B & ESP32-WROVER-IB）

  • ESP32-D0WDQ6，不推荐用于新设计。（模组有 ESP32-WROOM-32、ESP32-WROVER & ESP32-WROVER-I）

  • ESP32-D0WD-V3（模组有 ESP32-­WROOM­-32E & ESP32­-WROOM­-32UE、ESP32-­WROOM­-DA、ESP32-­WROVER-­E & ESP32-­WROVER-­IE）

  • ESP32-PICO-V3，芯片配置 4 MB 嵌入式 flash（SIP封装于IC内）。（模组有 ESP32-PICO-V3-ZERO）

  • ESP32-PICO-V3-02，芯片配置 8 MB 嵌入式 flash、2 MB PSRAM（SIP封装于IC内）。（模组有 ESP32-PICO-MINI-02 & ESP32-PICO-MINI-02U）

  • ESP32-PICO-D4，ESP32 系统级封装 (SiP)，3.3V 4 MB flash，无内置 PSRAM，双核 MCU，Wi-Fi & 蓝牙双模,LGA48-pin

Xtensa 单核 32 位LX6 微处理器，支持高达 160 MHz 的时钟频率。448 KB ROM + 520 KB SRAM + 16 KB RTC SRAM

  • ESP32-U4WDH 芯片配置 4 MB 嵌入式 flash（SIP封装于IC内）。（模组有 ESP32-MINI-1 & ESP32-MINI-1U）

  • ESP32-S0WD，资料少，详情不了解（模组有 ESP32-SOLO-1）

P32-PICO 几款芯片的详细区别

SP32-PICO 系列为乐鑫推出的功能强大的 SIP 芯片，其内部叠封 ESP32 的同时，亦将 Flash、PSRAM(可选)、晶振，阻容等器件叠封在 7mmX7mm 的 LGA 封装中。不仅降低了设计的复杂度，而且极大的减少了 PCB 面积，十分适用于空间紧凑的设计场景。稚晖君的es32项目中用的最多得就是ESP32-PICO-D4,所以详细说下鑫目前主推的三款 ESP32-PICO SIP 芯片

1、ESP32-PICO-D4

  • ESP32 系统级封装 (SiP)，3.3V 4 MB flash，无内置 PSRAM，双核 MCU，Wi-Fi & 蓝牙双模

  • 工作电压 3.0 ~ 3.6V

  • LGA48-pin，7x7x0.94 mm

  • –40 °C ~ +85 °C

 

有以下几点需要注意：

  • 嵌入式 flash 连接至 VDD_SDIO，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

  • IO16、IO17、CMD、CLK、SD0 和 SD1 用于连接嵌入式 flash，不建议用于其他功能，SD2、SD3 可当做普通的 GPIO 口来使用，具体参考如下原理图

     

如果外接 PSRAM，参考如下：

  • 推荐使用 SD3 (GPIO10) 用于 PSRAM_CS

 

ESP32-PICO-D4 datasheet下载地址：

https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32-pico-d4_datasheet_cn.pdf

 

2、 ESP32-PICO-V3

  • ESP32 ECO V3 系统级封装 (SiP)，3.3V 4 MB flash，无内置 PSRAM，双核 MCU，Wi-Fi & 蓝牙双模

  • ESP32-PICO-V3 增加了 GPIO20 管脚。另外，考虑到芯片的安全性能，flash 管脚 DI, DO, /HOLD, /WP 均未引出

  • 工作电压 3.0 ~ 3.6V

  • LGA48-pin，7x7x0.94 mm

  • –40 °C ~ +85 °C

  • 嵌入式 flash 连接至 VDD_SDIO，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。

  • CMD/IO11 和 CLK/IO6 管脚用于连接嵌入式 flash，不建议用作其他用途

  • IO6/IO7/IO8/IO9/IO10/IO11/IO20 由 VDD_SDIO 供电，VDD_SDIO 电源关闭时则无法工作。

 

ESP32-PICO-V3 与 ESP32-PICO-D4 的兼容性

  • ESP32-PICO-V3 上的内部 flash 数据管脚均未外接，而是内部连接到 GPIO16、GPIO17、GPIO18 和 GPIO23

  • ESP32-PICO-V3 无法外接 PSRAM

 

ESP32-PICO-V3 内部原理图

ESP32-PICO-V3 datasheet下载地址:

https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32-pico-v3_datasheet_cn.pdf

 

ESP32-PICO-V3-02

  • ESP32 ECO V3 系统级封装 (SiP)，3.3V 8MB flash & 2MB PSRAM，双核 MCU，Wi-Fi & 蓝牙双模

  • ESP32-PICO-V3 增加了 GPIO20 管脚。另外，考虑到芯片的安全性能，flash 管脚 DI, DO, /HOLD, /WP 均未引出

  • 工作电压 3.0 ~ 3.6V

  • LGA48-pin，7x7x0.94 mm

  • –40 °C ~ +85 °C

     

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版权声明：本文增加并转载自「Mark_md」、「iStoneWalker」

原文链接：https://blog.csdn.net/Mark_md/article/details/120576979

原文链接：https://blog.csdn.net/syjie19900426/article/details/107921383

标签：指南,KB,WROVER,esp32,flash,选型,PSRAM,WROOM,ESP32
From： https://www.cnblogs.com/aker-whale/p/17553479.html

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